罕病分類與介紹
分類代碼:0326
疾病類別:03
疾病名稱: 丙酮酸鹽脫氫酶缺乏症  ( Pyruvate Dehydrogenase Deficiency )
現階段政府公告之罕見疾病: 有
是否已發行該疾病之宣導單張:沒有
ICD-9-CM診斷代碼:272.7
ICD-10-CM診斷代碼:E

病因學:
  
此症的致病原因是因為由於人體內丙酮酸鹽脫氫酶(Pyruvate dehydrogenase;E1)缺乏,在兒童期的患童大多數會引發原發性的乳酸中毒(primary lactic acidosis)。

  
丙酮酸代謝過程需要許多酵素共同協調而成,包含由E1-alpha及E1-beta所組成的E1次單元、丙酮酸鹽脫氫酶的去磷酸酶(Pyruvate dehydrogenase phosphatase;PDP1)、二氫硫辛酸轉乙醯基酶(dihydrolipoamide acetyltransferase;E2)、二氫硫辛醯胺脫氫酶(Dihydrolipoamide dehydrogenase;E3)及E3結合蛋白(E3 binding protein;PDHX)。現已知多數患者的致病基因是位於X染色體上的E1-alpha次單位基因,但其他相關基因缺失亦會造成此症的發生(如下表)。

酵素名稱

功能

缺陷基因

染色體位置

患者比例

E1-alpha

組成E1

PDHA1基因

Xp22.12

佔多數

E1-beta

PDHB基因

3p14.3

少數

PDP

活化E1

PDP1基因

8q22.1

少數

E2

代謝E1產物

DLAT基因

11q23.1

少數

E3

代謝E2產物

DLD 基因

7q31.1

少數

E3結合蛋白

幫助E3作用

PDHX基因

11p13

少數


  此症的臨床症狀相當廣泛,疾病牽涉範圍包括從新生兒期產生的致死性乳酸中毒(fatal lactic acidosis)到慢性神經性功能失調,並伴隨有中樞神經系統結構上的異常,但並無全身性酸中毒(systemic acidosis)。

  而比較特別的是,E3不只跟丙酮酸代謝有關,亦會參與其他酵素代謝的途徑。因此E3缺乏症(dihydrolipoamide dehydrogenase deficiency)症狀會比單純的丙酮酸鹽脫氫酶缺乏症更為複雜。除了乳酸中毒及神經退化外,跟楓糖尿症有關的支鏈胺基酸濃度也會上升,所以也被列為楓糖尿症的亞型。

臨床表徵:
  
一般而言,可分為代謝與神經學兩大主要特徵,兩者發生的機率相當頻繁。

代謝方面 新生兒期嚴重性乳酸中毒(fatal lactic acidosis) 通常有致命危險
神經方面 肌肉張力低下( hypotonic)與昏睡(lethargic),癲癇,心智遲緩(mental retardation)以及痙攣(spasticity)等。 與小腦共濟失調(cerebellar ataxia)有關
中間類型 間歇性週期性乳酸中毒
其他 生長、語言以及心智遲緩。  

遺傳模式:
  
多數患者的致病基因是位於X染色體上的E1-alpha 次單位基因,為X染色體性聯遺傳。若母親為帶因者父親正常,則第二代的男孩中,有50%機率完全正常,50%機率患有此症;女孩有50%機率完全正常,50%機率為帶因者。

  少數患者的缺陷基因如E3 基因,則是以體染色體隱性遺傳模式致病,意指父母親雙方各帶有此一缺陷基因,不分性別,每一胎皆有25%機率可遺傳此症。

診斷:
  帶有異形合子(heterozygous)的女性患者具有多變性的臨床表徵,這與X染色體不同程度的不活化(inactivation)有很大的相關性。尤其是患者有廣泛性腦部缺損時,雖有微小生化異常但很容易被忽略。 


治療:
一、飲食治療
  Falk 等人於1976年的報告中指出以酮性飲食(Ketogenic Diet)能成功的治療此症患者。酮性飲食是指飲食中抽去大部份的碳水化合物,代以大量油脂類。吃了這樣的飲食後體內會有大量酮體生成(酮體有穩定神經細胞膜的功能),但是酮性飲食臨床上只對特殊的嬰兒期痙攣或Lennox-Gastaut症候群患者有益,對於癲癇患者則不適宜嘗試。

二、藥物治療
  McCormick等人於1985年的報告中指出針對因PDHA1基因缺陷的部分缺乏患者,在其新生兒期使用sodium benzoate藥物,可成功的治療先天性乳酸中毒與高血氨(hyperammonemia)症狀,這是此症先前從未觀察到的生化反應。

  Fouque等人於2003年的調查中發現一種降低乳酸的藥物二氯乙酸鹽(dichloroacetate;DCA), 是一種結構與丙酮酸的相似物。當細胞株有點突變(point mutations)時給予DCA的治療是有反應的,但細胞株呈現缺失突變(deletion)時對DCA的治療並無反應。調查結論是還保有催化活性的E1-alpha對DCA有作用,這是因為可增加E1-alpha次單位的穩定性。DCA藥物再加上酮性飲食,並配合維生素B1(thiamine)的使用可做為一有效的治療方法。

預後:
  
新生兒時期發病的患嬰,通常無法存活超過一年。 若較晚發病的患童,通常能存活至成人期。然而,當神經方面損傷時會出現典型的特徵,如傷殘無力與心智遲緩的現象。

2015年委託台大醫院基因醫學部 審稿


以上資料轉錄自「罕見遺傳疾病一點通」網頁