초성포도당염 탈수소효소 결핍증(Pyruvate dehydrogenase deficiency)은 초성포도당염 탈수소효소(피루브산 탈수소효소: Pyruvate dehydrogenase complex: PDC)의 결핍으로 인해 나타나는 탄수화물 대사 장애로, 이 효소의 활성 정도에 따라 질환이 시작되는 나이와 심각한 정도가 달라지는 유전 질환입니다.

출생 전 또는 유아기에 증상이 나타나는 경우 초기 아동기에 사망하는 경우가 많으며, 아동기 후기에 초성포도당염 탈수소효소 결핍증이 나타나는 경우 정신 지체를 보일 수 있으며 그 밖의 신경계 관련 증상이 나타나고 대개 성인기까지 생존합니다.

초성포도당염 탈수소효소 결핍증 환자 중 25%는 X 염색체에 위치하고 있는 PHE1A 유전자의 이상으로 인해 발생하며, 약 75%의 환자들은 상염색체 열성으로 유전됩니다.

여성보다 남성에게 더 많이 영향을 미치며 신경계 증상도 나타나고 증상도 심각한 편이어서 조기에 사망하는 경우가 많습니다.

초성포도당염 탈수소효소 복합체는 초성 포도당염을 acetyl-CoA로 전환시키는데 사용되는 효소인데, 초성포도당염 탈수소효소 복합체는 세 가지 효소(E1, E2, E3)로 구성되어 있으며, 특히 E1 효소는 알파와 베타로 구분되는 하위단위를 포함하고 있습니다.

초성포도당염 탈수소효소 결핍증 환자 중 25%는 X 염색체에 위치하고 있는 E1-알파 하위단위 초성포도당염 탈수소효소 유전자(PHE1A)의 이상으로 인해 발생합니다. PHE1A 유전자 돌연변이에 의해 발생한 초성포도당염 탈수소효소 결핍증의 대부분은 부모로부터 물려받은 것이 아니라 새로운 돌연변이에 의해 발생한 것입니다. 따라서 가족 중에 환자가 있다 하더라도 앞으로 태어날 자녀에서 이 질환이 나타날 가능성은 다른 정상인과 동일합니다.

약 75%의 초성포도당염 탈수소효소 결핍증 환자들의 경우는 초성포도당염 탈수소효소의 또 다른 하위 단위의 유전자에 돌연변이가 생겨 발생합니다. 원인이 되는 유전자 중의 하나는 11번 염색체의 단완에 위치(11p13)하고 있으며, PDX1으로 불립니다. 이러한 유전자 돌연변이는 상염색체열성 형질로 유전됩니다.

초성포도당염 탈수소효소 복합체의 구성 요소 중 어느 것이라도 결핍되어 있는 경우에는 정상적인 포도당대사가 이루어지지 않음으로 인해서 젖산 혈증과 함께 포도당으로부터 주된 에너지를 얻고 있는 중추신경계의 기능 이상이 오게 됩니다.

초성포도당염 탈수소효소 결핍증을 앓고 있는 신생아는 공통적으로 젖이나 우유를 잘 빨지 못하거나 의식이 혼미한 상태로 강한 자극에서만 반응을 보이며 수면에 빠져있는 듯이 보이는 기면상태를 나타내기도 하며, 호흡이 빠른 증상도 보일 수 있습니다.

또한 신경계증상으로 운동능력 발달이 지연되고 근육의 긴장성이 저하되며, 발작이 나타날 수 있습니다. 근육이 상호협조를 못하여 운동을 제대로 할 수 없는 조화운동불능이 나타나며, 비정상적인 눈의 움직임을 보일 수 있고, 사물을 따라 시선을 움직이는 능력이 손상됩니다. 이러한 신경계 증상은 유아기 때 시작하여 점차적으로 진행되며 태어날 때부터 뚜렷하게 나타날 수도 있습니다.

신생아기에 증상이 시작되는 경우에는 대체로 심한 젖산혈증을 보이나, 늦게 증상이 시작되는 경우에는 산혈증이 좀 더 가볍고 효소 활성도도 높으며, 탄수화물이 많은 음식을 먹을 때 조화운동불능을 일으키는 것이 주된 증상으로 발현됩니다. 지능은 정상이며, 이 질환을 앓는 모든 환자들은 태아 알코올 증후군과 비슷한 얼굴 모양을 보입니다.

증상이 아동기 초기에 나타나는 환자들의 경우 때때로 조화운동불능을 보이기도 하지만 정상적인 신경계 발달을 보이며, 신경계 장애의 정도와 정신 지체의 정도는 개개인마다 다르게 나타납니다.

혈액검사상에서 혈액내 젖산과 초성포도당염의 수치를 측정하여 젖산혈증 동반여부와 상관없이 젖산과 초성 포도당염의 수치가 상승했다면 선천성 대사 장애를 의심할 수 있습니다. 그 외에 혈장과 소변 아미노산 분석 시 과알라닌혈증(Hyperalaninemia)이 나타납니다.

확진은 조직 생검으로부터 채취한 조직이나 백혈구, 섬유모세포의 초성포도당염 탈수소효소 수치를 측정함으로써 확진할 수 있습니다.

초성포도당염 탈수소효소 결핍증 치료의 목표는 대체 에너지를 공급하여 영양공급이 부족하지 않도록 하고, 증상이 더 이상 악화되는 것을 예방함으로써 삶의 질을 향상시키는 것입니다.

저탄수화물식이와 케톤생성 식이라고 불리는 고지방식이가 사용될 수 있지만, 항상 성공적인 것은 아닙니다. 젖산 산증을 교정하기 위해서도 케톤생성 식이를 시행하는데, 케톤생성 식이는 탄수화물의 함량을 최소화하고 지방의 함량을 최대화한 식이입니다. 모든 칼로리 섭취에서 65-80%를 지방으로 섭취하며, 10%는 단백질로 섭취하고, 나머지만 탄수화물을 섭취해야 합니다. 환자들은 이러한 식단을 통해 지방과 탄수화물의 칼로리 비율을 조절함으로써 젖산 수치를 적절하게 유지할 수 있습니다.

환자에게 나타나는 산증을 교정한다고 해서 질환으로 나타나는 모든 증상들이 정상으로 돌아오는 것은 아니며, 특히 중추신경계가 일단 손상되면 정상기능을 회복하기 어렵습니다.

초성포도당염 탈수소효소 복합체의 잔여 활성을 촉진 시킬 수 있는 dichloroacetate가 현재 치료에 이용되어 일부 환자에서 효과를 보고 있습니다. 환자에게 티아민(Thiamine), 카르니틴(Carnitine), 리포산(Lipoic acid)과 같은 보조인자를 보충해주는 것이 증상호전에 도움이 될 수 있습니다.

환자와 가족은 유전상담을 통해 해당 유전질환이 무엇인지, 질환의 증상과 경과 과정, 어떻게 유전되는지 등에 대한 정보를 얻을 수 있습니다.