복합카르복시효소 결핍증(Multiple carboxylase deficiency)은 비타민 B군인 비오틴(Biotin)을 필요로 하는 카르복실레이스라는 효소의 활동에 장애가 생긴 매우 드문 유전성 대사질환입니다. 

카르복실레이스는 지방산 합성과 아미노산 대사, 포도당 합성에 폭넓게 관여하며, 다음 네 가지 종류가 있습니다.
• 프로피오닐 코엔자임 A 카르복실레이스 (Propionyl CoA carboxylase)
• 베타메틸크로토닐 코엔자임 A 카르복실레이스 (Beta-methylcrotonyl CoA carboxylase)
• 피루베이트 카르복실레이스 (Pyruvate carboxylase)
• 아세틸 코엔자임 A 카르복실레이스 (Acetyl CoA carboxylase)

조기 발현형(신생아기~21개월 이내에 발병: 홀로카르복실레이스 합성효소 부족증(Holocarboxylase synthetase deficiency)), 소아형(생후 3개월~수년 후에 발병: 비오티니다제 결핍증(Biotinidase deficiency))으로 분류할 수 있으며, 남녀 간에 발병률 차이는 없으며, 약 14만 명당 한 명꼴로 발생하고 있습니다.

상염색체 열성으로 유전되는 질환으로, 세포 내의 비오틴의 운반과 대사에 결함이 생겨서 혈액과 조직의 산도(pH)가 낮아지는 대사성 산증이 나타나고, 피부에 붉은 색의 발진이 넓게 퍼지며, 탈모와 성장 지연이 나타납니다.

복합카르복시효소 결핍증(Multiple carboxylase deficiency)은 프로피오닐 코엔자임 A 카르복실레이스(Propionyl CoA carboxylase), 베타메틸크로토닐 코엔자임 A 카르복실레이스 (Beta-methylcrotonyl CoA carboxylase), 아세틸 코엔자임 A 카르복실레이스 (Acetyl CoA carboxylase), 피루베이트 카르복실레이스(Pyruvate carboxylase)의 결핍이 나타나는 상염색체 열성질환입니다.

이러한 결핍은 단백질과 연결된 비타민 B인 비오틴을 방출하는 비오티니다제(Biotinidase)의 장애, 네 가지 종류의 카르복실레이스(Carboxylase)를 비오틴과 이어주는 데 필요한 완전카르복실레이스 합성효소(Holocarboxylase synthetase)의 결함에 의해 생깁니다. 원인이 되는 변이 유전자 HLCS는 21번 염색체의 장완에 위치(22q22.1)하며, BTD는 3번 염색체의 단완에 위치(3p25)에 위치합니다. 

조기발현형 (Holocarboxylase synthetase deficiency) 은 생후 몇 시간~ 수 주 이내에 수유곤란, 호흡부전, 피부발진, 탈모, 기면, 경련으로 발현합니다. 
 
소아형(Biotinidase deficiency)은 생후 수개월 ~ 수 년 이내에 증상을 나타내며, 주로 신경학적 증상인 경련, 근긴장 저하, 수유곤란, 구토를 보입니다. 발육부전, 발달지연, 시력과 청력손상이 있을 수 있으며 결막염, 탈모, 습진도 흔히 동반됩니다. 일부에서는 조화운동불능(ataxia), 호흡부전, 기면, 간비대, 비장비대, 언어장애, 진균감염도 동반될 수 있습니다. 

공통적으로 대사 장애로 인해 대사성 산증이 발생하며 지방산 생성과 아미노산 대사가 잘 되지 않아서 탈모, 발작, 근육 긴장성 저하, 면역 체계의 장애가 생길 수 있습니다.

◈ 중증소견
중증 복합카르복시효소 결핍증 조기 발현형의 경우 보통 생후 1주~10세 사이에 발현하며, 평균적으로 생후 3.5개월에 진단됩니다. 발작과 근긴장 저하, 각종 호흡기 질환, 발달 지연, 청력손실, 시신경 위축 등 안과적 이상 소견이 나타나며, 습진성 피부 발진, 탈모, 운동실조증, 결막염 등이 관찰됩니다. 중증 복합 카르복시효소 결핍증 환자는 경증인 경우에 비해 더 다양한 특징적인 증상이 나타납니다. 비오틴 치료를 받지 않았을 경우, 진행성 강직성 부전마비, 척수병증 등이 발생할 수 있습니다.

복합카르복시효소 결핍증(Multiple carboxylase deficiency)은 특정 효소 결핍에 의해 특징적인 증상이 나타나는 질환이므로 환자의 증상에 기초해서 검사를 진행하게 됩니다.

대사성 산증이 나타나므로 혈액과 소변검사를 통해 산증의 정도, 케톤증, 고암모니아혈증을 확인할 수 있으며 소변과 혈액 유기산 농도 검사를 시행할 수 있습니다. 청력과 시력에 이상이 나타나므로 정밀한 청각 검사, 안저 검사, 시야 검사가 필요합니다. 경련이 있는 경우 뇌파검사를 통해 다양한 경련의 양상을 확인할 수 있으며, 치료의 반응을 평가할 수 있습니다. 

가족력이 있다면 산전검사를 통해서 진단을 내릴 수 있습니다. 또한 혈액 검사를 통해 Acetyl CoA carboxylase, Propionyl CoA carboxylase, Beta-methylcrotonyl CoA carboxylase, Pyruvate carboxylase 효소들의 결핍된 정도를 알 수 있습니다. 

이 질환은 비오틴과 관련된 효소 장애이므로 원인이 되는 비오틴을 보충해주어 치료하게 됩니다. 급성 산증이 있는 경우는 정맥 주사로 포도당과 알칼리를 투여하여 산증을 신속하게 교정해야 합니다. 

아동기에 하루에 5-20mg의 비오틴을 섭취하기 시작하면 증상이 호전될 수 있습니다. 그러나 고용량의 비오틴을 투여하여도 호전되지 않는 경우도 있으며, 청력의 소실이나, 시신경의 위축, 중등도 이상의 발달장애는 회복되지 않는 경우가 많습니다.

유전상담을 하는 것이 도움이 되며, 증상의 완화를 목표로 하는 대증요법과 지지요법을 시도할 수 있습니다.

환자는 날달걀을 섭취하지 않는 것이 좋은데, 비오틴의 생체이용률을 떨어뜨리는 아비딘이 함유되어 있기 때문입니다.