당원병이란?

9형(IX) 당원병(Glycogen storage disease type IX)(또는 GSD IX)은 글리코겐이라는 복합 당을 분해할 수 없는 상태로 인해 발생하는 질환입니다. 이 질환의 다양한 형태는 간 세포나 근육 세포, 또는 때로는 두 가지 모두에서 글리코겐 분해에 영향을 미칠 수 있습니다. 글리코겐 분해의 부족은 영향을 받은 조직의 정상 기능을 방해합니다.

GSD IX가 간에 영향을 미칠 때, 징후와 증상은 일반적으로 어린 시절에 시작됩니다. 초기 특징은 보통 간 비대(간비대)와 성장 지연입니다. 영향을 받은 아이들은 종종 정상보다 키가 작습니다. 음식 없이 오랜 기간(단식) 동안 영향을 받은 개인은 저혈당(저혈당증)이나 혈액 내 케톤 수치 상승(케톤증)을 경험할 수 있습니다. 케톤은 저장된 당이 없을 때 지방이 분해될 때 생성되는 분자입니다. 영향을 받은 아이들은 앉기, 서기, 걷기와 같은 운동 기술의 발달이 지연될 수 있으며, 일부는 경미한 근육 약화를 겪습니다. 일부 청소년에서는 사춘기가 지연됩니다. 간에 영향을 미치는 형태의 경우, 징후와 증상은 나이가 들면서 보통 개선됩니다. 일반적으로 개인은 발달적으로 따라잡으며, 성인은 정상적인 키에 도달합니다. 그러나 일부 영향을 받은 개인은 간에 흉터 조직(섬유증)이 축적되어 드물게는 돌이킬 수 없는 간 질환(간경변)으로 진행될 수 있습니다.

GSD IX는 근육 조직에 영향을 미칠 수 있지만, 이 형태의 질환은 매우 드물고 잘 이해되지 않습니다. 이 형태의 특징은 어린 시절부터 성인기까지 언제든지 나타날 수 있습니다. 영향을 받은 개인은 피로, 근육 통증, 경련을 경험할 수 있으며, 특히 운동 중에(운동 불내성) 발생합니다. 대부분의 영향을 받은 개인은 시간이 지남에 따라 악화되는 근육 약화를 겪습니다. GSD IX는 근육 조직이 비정상적으로 분해되어 미오글로빈이라는 단백질이 소변으로 배출되는 미오글로빈뇨를 일으킬 수 있습니다. 미오글로빈뇨는 소변이 빨간색이나 갈색으로 변할 수 있습니다.

소수의 GSD IX 환자에서는 간과 근육이 모두 영향을 받습니다. 이들은 위에서 설명한 특징의 조합을 개발하지만, 근육 문제는 보통 경미합니다.

당원병의 원인

PHKA1, PHKA2, PHKB, 또는 PHKG2 유전자의 돌연변이가 GSD IX를 일으키는 것으로 알려져 있습니다. 이 유전자들은 포스포릴레이스 b 키나아제라는 효소의 부분(서브유닛)을 만드는 지침을 제공합니다. 이 효소는 16개의 서브유닛으로 구성되며, 알파, 베타, 감마, 델타 서브유닛 각각 4개씩으로 이루어져 있습니다. 최소 두 가지 다른 버전의 포스포릴레이스 b 키나아제가 서브유닛으로부터 형성되며, 하나는 간 세포에서 가장 많이 발견되고 다른 하나는 근육 세포에서 가장 많이 발견됩니다.

PHKA1과 PHKA2 유전자는 포스포릴레이스 b 키나아제의 알파 서브유닛을 만드는 지침을 제공합니다. PHKA1 유전자에서 생성된 단백질은 근육 효소의 서브유닛이며, PHKA2 유전자에서 생성된 단백질은 간 효소의 일부입니다. PHKB 유전자는 근육과 간 모두에서 발견되는 베타 서브유닛을 만드는 지침을 제공합니다. PHKG2 유전자는 간 효소의 감마 서브유닛을 만드는 지침을 제공합니다.

간이나 근육에서 포스포릴레이스 b 키나아제는 세포에 에너지를 제공하는 중요한 역할을 합니다. 세포 에너지의 주요 원천은 글루코스라는 단순한 당입니다. 글루코스는 글리코겐이라는 형태로 근육과 간 세포에 저장됩니다. 글리코겐은 글루코스가 필요할 때, 예를 들어 식사 사이에 혈당 수치를 유지하거나 운동 중에 에너지를 위해 빠르게 분해될 수 있습니다. 포스포릴레이스 b 키나아제는 글리코겐을 분해하는 효소를 활성화합니다.

유전자 돌연변이가 해당 단백질 서브유닛에 미치는 영향은 알려져 있지 않지만, PHKA1, PHKA2, PHKB, 및 PHKG2 유전자의 돌연변이는 간이나 근육 세포 및 혈액 세포에서 포스포릴레이스 b 키나아제의 활성을 감소시킵니다. 이 효소의 기능 감소는 글리코겐 분해를 방해합니다. 그 결과, 글리코겐이 세포에 축적되어 손상을 일으키고, 에너지를 위한 글루코스가 부족해집니다. 간에서 글리코겐 축적은 간비대를 초래하며, 간의 글리코겐 분해 불능은 저혈당증과 케톤증에 기여합니다. 근육 세포에서 에너지 생산 감소는 근육 약화, 통증, 경련을 초래합니다.

  • PHKA1
  • PHKA2
  • PHKB
  • PHKG2

당원병의 발생 빈도

간에 영향을 미치는 GSD IX는 100,000명 중 1명에게 발생하는 것으로 추정됩니다. 근육이나 근육과 간 모두에 영향을 미치는 형태는 훨씬 덜 흔하지만, 유병률은 알려져 있지 않습니다.

당원병의 유전

GSD IX는 질환의 유전적 원인에 따라 다른 유전 패턴을 가질 수 있습니다.

PHKA1 또는 PHKA2 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 경우, GSD IX는 X 연관 열성 패턴으로 유전됩니다. 이 유전자들은 두 성 염색체 중 하나인 X 염색체에 위치합니다. 남성(하나의 X 염색체만 가진 경우)에서는 각 세포의 유전자 사본 하나에 변형이 있으면 질환을 일으키기에 충분합니다. 여성(두 개의 X 염색체를 가진 경우)에서는 질환을 일으키기 위해 두 사본의 유전자 모두에 돌연변이가 있어야 합니다. 그러나 PHKA2 유전자 사본 하나에 변형이 있는 일부 여성은 경미한 간비대나 어린 시절의 저신장과 같은 GSD IX의 징후와 증상을 가질 수 있습니다. 이러한 특징은 보통 경미하지만 드물게 더 심각할 수 있습니다. 여성들이 이 유전자의 두 사본에 변형을 가질 가능성은 낮기 때문에, 남성은 X 연관 열성 질환에 훨씬 더 자주 영향을 받습니다. X 연관 유전의 특징은 아버지가 X 연관 특성을 아들에게 전달할 수 없다는 것입니다.

PHKB 또는 PHKG2 유전자의 돌연변이에 의해 발생하는 경우, 이 질환은 상염색체 열성 패턴으로 유전되며, 이는 각 세포의 유전자 두 사본 모두에 돌연변이가 있어야 함을 의미합니다. 상염색체 열성 질환을 가진 개인의 부모는 각각 하나의 변형된 유전자 사본을 가지고 있지만, 보통 질환의 징후와 증상을 나타내지 않습니다.