Газета «Новости медицины и фармации» 20 (522) 2014

Статья опубликована на с. 10-13 (Мир)

Вроджені порушення метаболізму (ВПМ) — фенотипово й генетично гетерогенна група захворювань. На сьогодні визначено понад 1000 різних ВПМ. Кумулятивна частота їх становить більше ніж 1 на 800 [1–3]. Окремі ж порушення метаболізму зустрічаються доволі рідко. Частота діагностики ВПМ, згідно з різними даними (дослідження 1969–2005 років), така: амінокислотні розлади (за винятком фенілкетонурії (ФКУ)) — 7,6–18,7 на 100 000, фенілкетонурія — 7,5–8,1 на 100 000, органічні ацидемії — 3,7–12,6 на 100 000, порушення циклу сечовини — 1,9–4,5 на 100 000, хвороби накопичення глікогену — 2,3–6,8 на 100 000, лізосомні хвороби — 7,6–19,3 на 100 000, пероксисомні розлади — 3,5–7,4 на 100 000, мітохондріальні захворювання — 3,2–20,3 на 100 000, комбіновані розлади обміну жирних кислот — 1 на 9300 [3–5].

Порівняно з вищенаведеними показниками частоти ВПМ результати ретроспективного дослідження методом тандемної мас-спектрометрії архівних проб крові дітей, які померли на першому році життя, показали інше. Зміни рівнів амінокислот і ацилкарнітину були виявлені в 4,7 % випадках (4 з 86). В одному з них (1,2 %) діагностоване специфічне для хвороби «кленового сиропу» багаторазове підвищення концентрації лейцину, ізолейцину й валіну. Клінічна картина і виявлення мутації в першому екзоні гена BCKDHB (с.98delG) у гетерозиготному стані підтвердили діагноз лейцинозу. До речі, метою проведеного дослідження було обґрунтування запровадження масового скринінгу новонароджених та необхідності дослідження зразків біологічних рідин для аналізу випадків смертності немовлят [6].

Вік маніфестації клінічних симптомів ВПМ може бути різним й визначається обсягом накопичення токсичних метаболітів або дефіцитом субстратів. Захворювання, пов’язані з порушеннями обміну вуглеводів або амінокислот, порушеннями виробництва енергії, як правило, маніфестують у неонатальному періоді або в перші місяці життя і швидко прогресують та мають катастрофічний характер. Менш тяжкі варіанти цих захворювань зазвичай маніфестують в дитячому віці пізніше і частіше мають епізодичний характер перебігу. Дефекти окислення жирних кислот, глікогенози, лізосомні хвороби, що проявляються в дитячому віці неврологічними або психіатричними симптомами, часто не діагностуються до дорослого життя. Початок та тяжкість перебігу захворювань можуть провокуватись супутніми захворюваннями чи стресовими станами [7–9].

У неонатальному періоді та в перші місяці життя можуть клінічно проявлятись порушення обміну окремих амінокислот (тирозинемія, гомоцистеїнурія, метилмалонова ацидурія, лейциноз, фенілкетонурія, дефіцит орнітинтранскарбамілази), порушення вуглеводного обміну (галактоземія, хвороби накопичення глікогену), порушення окислення жирних кислот і мітохондріального обміну (дефекти окислення жирних кислот, карнітинові порушення, дефекти кетогенезу, кетолітичні дефекти), лізосомні й пероксисомні розлади, інші захворювання (дефіцит біотинідази, порушення метаболізму пуринів, піримідинів, стероїдного обміну, функцій пероксисом) [8–12].

Взагалі ВПМ у неонатальному періоді діагностують двома способами: при клінічній маніфестації (катастрофи неонатального періоду чи менш тяжкий перебіг захворювання) або на підставі результатів скринінгу в безсимптомних немовлят [7, 8].

Стосовно першого діагностичного алгоритму слід зауважити: клінічні прояви ВПМ неспецифічні й мінливі, що ускладнює діагностичний процес і потребує високого індексу клінічної підозри та поетапного клініко-лабораторного діагностичного підходу [1, 2]. На користь ВПМ свідчать такі анамнестичні дані: єдинокровність батьків (більшість ВПМ є автосомно-рецесивними), стан здоров’я сибсів (метаболічні захворювання або нез’ясовані затримки розвитку), ВПМ у родині протягом двох поколінь, викидні, неочікувана смерть дітей у родині в неонатальному періоді або синдром раптової смерті братів та сестер чи родичів-чоловіків матері. При цьому негативний сімейний анамнез не виключає ВПМ [7, 11–15].

Симптоми ВПМ зазвичай маніфестують у новонароджених від нормальної вагітності після періоду удаваного здоров’я. Світлий проміжок може тривати кілька годин, кілька днів або навіть більше і закінчується після епізоду посилення катаболічних процесів (інфекція, голодування, зневоднення) або навантаження білками чи вуглеводами. З іншого боку, відсутність світлого проміжку не виключає ВПМ. Погіршення стану може бути катастрофічним (дихальні розлади, млявість, кровотеча, судоми, коматозний стан), можлива навіть раптова смерть неясної етіології. Найбільш поширені причини катастроф неонатального періоду — органічні ацидемії, гіперамоніємія, тирозинемія, галактоземія, порушення циклу сечовини, дефекти окислення жирних кислот [7, 12, 16–18].

Супутні захворювання можуть утруднити діагностику спадкових хвороб обміну речовин

Розвиток критичного стану демонструють діти, які найбільш серйозно постраждали. Асфіксія новонароджених, респіраторний дистрес–синдром можуть обумовити розвиток стресу, який призводить до маніфестації ВПМ. При легкій формі захворювання симптоми можуть зникнути, потім повторитись через кілька днів або тижнів. Індекс високої клінічної підозри в новонароджених щодо ВПМ включає необхідність розгляду можливості метаболічної патології при будь-якому критичному стані новонароджених, особливо при тяжкій неонатальній енцефалопатії, незрозумілій кардіоміопатії, стійкій гіпоглікемії, підвищенні активності печінкових ферментів із коагулопатією, метаболічному ацидозі зі збільшеною аніонною різницею, кетоацидозі [4, 7, 12, 16, 17]. Якщо ВПМ із якихось причин не встановлюють, дитина буде мати діагноз гіпоксично-ішемічної енцефалопатії, внутрішньошлуночкового крововиливу, сепсису, серцевої недостатності, кишкової непрохідності тощо [7, 12, 16, 17].

Ознаки системної запальної відповіді (картина сепсису з негативними культурами крові) може відмічатись при галактоземії, органічних ацидеміях, розладах циклу сечовини, вродженій гіперплазії надниркових залоз. Нейтропенія діагностується при органічній ацидемії, але і при сепсисі також наявні нейтропенія/лейкопенія. Сепсис, викликаний кишковою паличкою, часто розвивається в немовлят із галактоземією (у цих випадках і жовтяницю також зараховують виключно до сепсису). Доношені діти без факторів ризику сепсису, у яких все ж діагностовані можливі симптоми сепсису, можуть мати порушення обміну речовин майже з тією ж частотою, що і сепсис. Негативний результат лабораторного обстеження новонародженого не виключає діагноз хвороби обміну речовин [12, 16, 17, 19].

Інші приклади набутих станів, що можуть ускладнити діагностику ВПМ, — легенева кровотеча, первинний респіраторний алкалоз при порушеннях циклу сечовини [12, 16].

Більшість ВПМ із гострим перебігом можуть мати такі первинні метаболічні відхилення: метаболічний ацидоз, зазвичай із підвищеною аніонною різницею (ознака органічних ацидемій), гіпоглікемія (серед дітей із гіпоглікемією 28 % мали раніше не діагностовані дефекти окислення жирних кислот або ендокринні розлади), гіперамоніємія. Гострий перебіг ВПМ буде супроводжуватись неврологічними порушеннями (затримка розвитку (особливо з регресом), судоми (міоклонічні або поліморфні), судоми, стійкі до протисудомної терапії, глухота, сліпота, інсульт або рухові розлади), ураженням печінки (гепатоспленомегалія, холестаз, печінкова недостатність (± цироз), гіпоглікемія), серця (кардіоміопатія дилатаційна або гіпертрофічна, аритмії), нирок (збільшені нирки з мікроцистами, ниркова недостатність, тубулярна дисфункція, гіпофосфатемія), м’язів (периферійна м’язова слабкість, міоглобінурія), очей (катаракта, помутніння рогівки, дислокації кришталика, аномалії сітківки, офтальмоплегія, косоокість), зміною розмірів і форми голови (макроцефалія, високий лоб, збільшення тім’ячка, грубі риси обличчя, великі щелепи, маленьке підборіддя, великі вуха) [2, 7, 12, 16, 20–22].

Первинні симптоми ВПМ, обумовлені появою значної кількості токсичних метаболітів порушеного білкового та вуглеводного обміну, які накопичуються після початку годування, включають: порушення годувань, блювоту, діарею та/або зневоднення, нестабільність температури, тахіпное, апное, брадикардію, порушення перфузії, дратівливість, зміни м’язового тонусу, судоми, порушення свідомості. Більшість порушень вуглеводного й білкового обміну не супроводжуються дисморфічними змінами в неонатальний період [2, 7, 12, 16, 20–22].

При ВПМ, що супроводжуються енергодефіцитом, симптоми зазвичай розвиваються протягом 24 годин після народження, можуть бути вже й при народженні. Новонароджені з ВПМ, що призводять до дефектів у виробництві й використанні енергії (лізосомні та пероксисомні порушення, можливі мітохондріальні розлади), часто мають риси дисморфозу: вади розвитку скелета, ураження очей (катаракта при галактоземії може бути виявлена в перший день життя), серця (кардіомегалія можлива при дефектах окислення жирних кислот, глутаровій аміноацидурії 2-го типу, хворобі Помпе, мітохондріальних розладах, системному дефіциті карнітину), органомегалія й тяжка гіпотонія, характерні запахи (запах кленового сиропу при підвищенні лейцину, вареної капусти — при тирозинемії тощо) [2, 7, 12, 16, 20–22]. Ознаки дисморфогенезу характерні для пероксисомних розладів (при синдромі Зельвегера — збільшення тім’ячка, високий, опуклий лоб, гіпопластичні надбрівні дуги, епікант, пласка спинка носа), дефіциту піруватдегідрогенази (епікант, аномалії носа), мітохондріальних порушень (епікант, плоска спинка носа), глутарової ацидурії 2–го типу (макро–цефалія, високий лоб, пласка спинка носа, вушні аномалії, гіпоспадія), мевалонової ацидурії (велике тім’ячко, високий лоб, гіпертелоризм, епікант, низько посаджені вуха) тощо [16, 17].

Первинна лабораторна оцінка зазвичай включає загальний аналіз крові для виявлення нейтропенії, анемії та тромбоцитопенії, визначення рівня електролітів сироватки, бікарбонату і кислотно-лужного стану, азоту сечовини крові та креатиніну, білірубіну, трансаміназ, аміаку, глюкози крові, рН сечі, кетонів сечі, відновлювальних речовин, визначення протромбінового часу, активованого часткового тромбопластинового часу. Додаткові дослідження включають рентгенографію грудної клітки, ехокардіографію, нейтросонографію, ехографію внутрішніх органів, септичний скринінг, у тому числі дослідження ліквору. Може бути необхідним гістологічне дослідження уражених тканин, аналіз ферментів або аналіз ДНК лейкоцитів, еритроцитів, фібробластів шкіри, печінки. Вторинні дослідження включають кількісне визначення амінокислот і ацилкарнітину, органічних кислот, ацилгліцину та/або оротової кислоти сечі, рівнів лактату і пірувату сироватки, лактату, пірувату, органічних кислот, нейротрансмітерів ліквору та/або конкретних метаболітів (забір сечі і ліквору одночасно з забором плазми) [7, 10, 11, 17].

Якщо дитина померла, зразки плазми, сироватки, сечі і, можливо, ліквору, шкіри, вибрані зразки органів повинні бути зібрані і заморожені. Зберігаються фотографії та рентгенограми.

Значення лабораторних показників у межах норми можуть бути тимчасовими і не виключають ВПМ. Дослідження, можливо, буде потрібно повторити ще раз при інших епізодах хвороби [7, 12, 17].

Скринінг новонароджених на метаболічні захворювання існує вже 37 років. У 1962 р. Р. Маккріді та Р. Гатрі організували збір бланків із фільтрувального паперу з сухими плямами крові від кожного новонародженого в штаті Массачусетс і тестували їх на фенілкетонурію. У кінці 1960–х років рутинне тестування новонароджених на ФКУ було поширене майже у всіх штатах і деяких країнах Європи. У рамках багатьох програм було розпочато тестування й на інші спадкові дефекти, такі як галактоземія, хвороба «кленового сиропу», гомоцистеїнурія. У середині 1970-х років до зразків крові за Гатрі були адаптовані радіоімунологічний метод дослідження тироксину (Т₄) для діагностики вродженого гіпотиреозу, а в даний час — дослідження 17-гідроксипрогестерону для діагностики вродженої гіперплазії надниркових залоз, ферментативний аналіз для визначення дефіциту біотинідази та ін. [7, 12, 17].

В останнє десятиріччя у зв’язку з появою тандемної мас-спектрометрії розширений скринінг новонароджених став обов’язковою стратегією суспільної охорони здоров’я в більшості країн. У 1990 році Девід Міллінгтон запропонував використовувати аналіз із сухих плям крові для скринінгу новонароджених. Подвійна мас-спектрометрія була основним двигуном, що забезпечив значний прогрес програм скринінгу новонароджених в останні роки. Технологія забезпечує одночасне виявлення більше ніж 30 різних порушень обміну речовин в одному зразку. Чутливість і специфічність цього методу становить до 99 і 99,995 % відповідно для більшості розладів амінокислот, органічних ацидемій і дефектів окислення жирних кислот [2, 23, 24].

Проведення неонатального скринінгу ВПМ за допомогою тандемної мас-спектрометрії визнано економічно ефективним втручанням в Австралії (дослідження 1994–2002 років). Число років життя, збережених на 100 000 новонароджених із проведеним скринінгом, становило 32,378 року, очікуване зниження смертності на 100 000 новонароджених — 0,738 випадку смерті на 100 000 новонароджених. Вартість одного випадку смерті, якому вдалося запобігти, становила $472 913, а вартість збереженого року життя — $10 779 [25].

Загальні вимоги стосовнодоцільності неонатального скринінгу ВПМ:

1. Хвороба може бути пропущеною клінічно.

2. Досить висока частота патології в популяції.

3. Затримка в діагностиці буде викликати необоротні пошкодження.

4. Існує простий і досить надійний тест.

5. Лікування або втручання покращує прогноз захворювання, виявленого на ранній стадії [7, 12, 26–28].

Список розладів, включених у програми скринінгу по всьому світу, значно варіює залежно від юридичних вимог до програм тестування, поширеності тих чи інших захворювань у популяції, політичного тиску, наявності ресурсів для проведення тестування, а також залежно від підсумків лікування виявлених хворих. З 2011 року Сполучені Штати проводять обстеження на 54 розлади, Німеччина — на 12, Україна — на 4, Сполучене Королівство Великобританія — тільки на 2, Франція і Гонконг проводять скринінг новонароджених тільки для виявлення одного захворювання (ФКУ та вроджений гіпотиреоз відповідно).

Поява технології мас-спектрометрії дозволила значно прискорити визначення кількості ацилкарнітину й амінокислоти в одному зразку крові. Це збільшило число розладів, що можуть бути виявлені за допомогою скринінгу новонароджених. Недостатність середньоланцюгової ацил-КоА-дегідрогенази (MCADD), яка є причиною ряду випадків синдрому раптової смерті немовлят, була одним із перших розладів, доданих в аналіз. У скринінгу, прийнятому в США, новонароджених тестують на всі можливі види розладів обміну жирних кислот, у той час як інші країни проводять скринінг тільки для деяких із них. Впровадження раннього тестування на виявлення порушень обміну жирних кислот відбилося на зниженні рівня захворюваності та смертності, пов’язаних із такими розладами. Австралійське дослідження показало зниження на 74 % випадків тяжких метаболічних декомпенсацій і смерті серед осіб, виявлених при скринінгу новонароджених, які мають MCADD, порівняно з тими, хто такий тест не проходив. Результати досліджень, проведених в Нідерландах і Великобританії, виявили поліпшення результатів і скорочення витрат на лікування дітей, захворювання у яких були визначені, перш ніж проявилися клінічно [26, 30–32].

Багато країн проводять скринінг новонароджених із включенням від 29 до 50 ВПМ, більшість із яких діагностують за допомогою тандемної мас-спектрометрії. Хибнонегативні висновки можуть бути результатом занадто раннього скринінгу, прийому ліків, переливання крові, методики збору проб і дослідження. На кожен істинно позитивний результат скринінгу можуть припадати 12–60 хибнопозитивних результатів залежно від виду вродженого порушення метаболізму [12, 17, 33]. Протидія цьому — використання додаткових молекулярно-генетичних досліджень, повторне тестування, використання лабораторних стандартів якості та протоколів відбору проб для скринінгу. Наприклад, відомо, що хибнопозитивні результати скринінгу частіше відмічаються у відділеннях інтенсивної терапії. Переривання парентерального харчування на 3 години до забору матеріалів для скринінгу, згідно з даними дослідженнями, приводить до зниження хибнопозитивних результатів на 74 %. Еталон — менше 0,3 % хибнопозитивних результатів та позитивна прогностична цінність понад 20 % [32, 33, 42].

На жаль, державне фінансування не може забезпечити включення повного спектра досліджень у державні програми неонатального скринінгу [32, 33]. Але наявність початкових діагностичних ознак клінічної підозри щодо ВПМ вимагає проведення саме розширеного обстеження.

Дослідження вроджених порушень метаболізму Baby Screening діагностує 18 порушень амінокислотного обміну (ферментний аналіз використовується для виявлення галактоземії й недостатності біотинідази), 12 порушень обміну жирних кислот, 18 розладів метаболізму органічних кислот, гіпотиреоїдизм (радіоімунологічні дослідження), муковісцидоз (молекулярно-генетичні методи); радіоімунологічні дослідження гормонів щитоподібної залози для діагностики вродженого гіпотиреозу, 17-гідроксипрогестерону — для діагностики вродженої гіперплазії кори надниркових залоз. Молекулярно–генетичні методи використовуються для діагностики муковісцидозу та тяжких комбінованих імунодефіцитів [27].

На даний час переваги проведення розширеного неонатального скринінгу є більш-менш очевидними.

Найвагомішою з них є можливість виявлення ВПМ, при яких розроблене лікування й раннє втручання приводить до поліпшення прогнозу. Це ВПМ, при яких відбувається поступове накопичення метаболітів, що є токсичними для новонароджених, оскільки ключовий фермент метаболічного шляху відсутній [22, 32, 33].

Але для частини ВПМ, що виявляються за допомогою скринінгу, ефективне лікування на даний час відсутнє (наприклад, порушення окислення жирних кислот). Але в цьому випадку істотним буде той факт, що рано встановлений діагноз позбавляє сім’ю довгих і тяжких діагностичних процедур у майбутньому. Сім’я може пройти медико-генетичне обстеження з можливістю пренатальної діагностики при наступних вагітностях. Рання діагностика таких станів, можливо, буде стимулом для розробки лікування цих хвороб.

Прикладом є вищенаведена інформація щодо новонароджених із недостатністю середньоланцюгової ацил-КоА-дегідрогенази. Це один із найбільш поширених дефектів мітохондріального b-окислення, і зрозуміло, що ретельне уникнення голоду є на диво простим методом лікування, який може бути життєво необхідним у деяких немовлят. Без ранньої діагностики та лікування дефект призводить до нападів гіпоглікемії, судом і коми, які можуть виникати в стані натще при подовженні інтервалів між годуваннями. У перші роки життя ризик смерті в такій ситуації становить 20 %. Рання діагностика дозволяє інформувати сім’ю про неприпустимість виникнення гіпоглікемії, необхідність ритмічності харчування, збалансування дієти тощо. Слід зауважити, що частота даної патології в деяких популяціях становить до 1 на 10 000 народжень [26, 30–33, 35, 36].

У Нідерландах було проведене клінічне та епідеміологічне дослідження населення і були визначені 155 пацієнтів (зі 110 сімей), які народилися до 2003 року і мали дефіцит MCADD. Більшість дітей мали гострі прояви маніфестації патології (22 % померли). З 27 дітей, які померли, у 9 діагноз був установлений тільки після народження пробанда. Згідно з даними досліджень дітей із дефіцитом MCADD, проведених в Австралії, померли 6 із 37 немовлят, яким не проводився скринінг (21 % від тих дітей, які мали клінічні прояви). Серед дітей, які пройшли скринінг, тільки 1 помер, 3 дітей мали епізоди декомпенсації [30–33].

Опитані батьки дітей із підозрою на ВПМ вважають, що точне знання діагнозу дитини навіть за відсутності відповідного лікування дозволить мати можливість використання експериментальних методів лікування, попередить непотрібні діагностичні втручання, дозволить здійснити фінансове планування, прогнозувати потребу в догляді дитини [35, 36].

Цілком імовірно, що з поширенням неонатального скринінгу розширяться рамки рекомендацій у напрямі відомих ефективних методів лікування. Прикладом є надзвичайно хороші результати дуже ранньої трансплантації кісткового мозку в немовлят із тяжким комбінованим імунодефіцитом (раннє лікування дітей із хворобою Краббе, визначеною на підставі сімейного анамнезу, за допомогою трансплантації пуповинної крові від неспоріднених донорів). Показана ефективність ферментозамісної терапії хвороби Помпе. На підставі цього ставиться питання про доцільність скринінгу лізосомних хвороб накопичення, пероксисомних розладів [35, 37, 38].

Обговорюється можливість скринінгу для захворювань, які виходять за рамки традиційної сфери скринінгу новонароджених. Це захворювання, для яких не розроблені спеціальні дієти, або ферментозамісна терапія, або трансплантація стовбурових клітин, але при яких інші зусилля, такі як раннє втручання, можуть поліпшити кінцеві результати. Кращим прикладом є синдром ламкої Х-хромосоми. Раннє введення спеціальних програм втручання цілком може виявитися надзвичайно цінним у довгостроковій перспективі [35].

Наявність результатів метаболічного скринінгу може внести зміни до програми вакцинації, незважаючи на те, що на сьогодні відсутні рекомендації щодо проведення вакцинації у дітей з ВПМ. Але деякі ВПМ із супутніми порушеннями функції імунної системи або з тенденцією до швидкої декомпенсації вимагають обережності та ретельного спостереження після щеплення. Наприклад, при спадковій інфантильній тирозинемії (тирозинемія I типу) пацієнти можуть отримувати заплановані щеплення тільки при лікуванні NTBC (2-(2-нітро–4-трифторметил бензоїл)-1,3-циклогександіон). При вродженій гіперамоніємії співвідношення «ризик/користь» вирішується на користь щеплення, але воно повинно проводитись під пильним спостереженням та увагою до будь-якого підвищення температури чи анорексії. Глутарова ацидемія 1-го типу може спричинити розвиток гострої енцефалопатії та метаболічного дисбалансу після хвороби, інфекцій, можливо, після імунізації.

Жива ослаблена вакцина грипу, як і інші живі вакцини, протипоказана дітям із метаболічними розладами, що пов’язані зі значним імунодефіцитом (наприклад, дефіцитом біотинідази) [39–41].

Отже, раннє виявлення вроджених порушень метаболізму забезпечує швидке втручання (повторне тестування, діагностичні методи, адекватне своєчасне лікування), зниження захворюваності та смертності (прогресування цих захворювань може бути зупинено або загальмовано), планування сім’ї (інформування батьків про можливі проблеми, рекомендації пренатальних досліджень), а також може надати інформацію про реальну структуру причин неонатальної та малюкової інвалідності та смертності [43].