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脂肪酸氧化作用缺陷
Fatty acid oxidation defect, FAOD
Fatty acid oxidation defect, FAOD
疾病簡介脂肪酸氧化缺陷在華人族群中是一類非常罕見的先天性代謝異常疾病,這類疾病中最常見的是中鏈脂肪酸去氫酵素缺乏症Medium-chain acyl-CoA Dehydrogenase(MCAD)。
脂肪酸是人體重要的能量來源之一,特別是當葡萄糖不足的時候(例如禁食)。脂肪酸可以做為心臟、骨骼肌和腸道等組織的能量來源;肝臟也可氧化脂肪酸成為酮體做為燃料,可為腦部提供了緊急時的能量補給。因此,在體內血糖降低時,又缺乏可氧化脂肪酸酵素,將會對人體產生危險。
目前已知脂肪酸運輸或粒線體氧化脂肪酸途徑有關的疾病約20種,這些疾病主要都是體染色體隱性遺傳模式。患者的臨床表現差異很大,有一些在新生兒時期就有高胺基酸血症、急性低血糖、代謝酸中毒、心肌病或是猝死;晚發型的患者則可能會有神經病變、肌肉病變和視網膜病變;有一些患者如果控制得宜,也可能沒有症狀發作。
現今,大多數的患者都可以藉由新生兒篩檢來檢測出來,可以早期進行干預,來減少症狀發作。而這些患者的媽媽可能是帶因者,帶因者在懷孕時可能會發生子癲前症、急性脂肪肝或HELLP症候群(溶血、肝臟酵素升高和血小板數目減少),胎兒也可能會有宮內發育遲緩的狀況。病因學正常狀態下,人體會先分解糖類,而不會先利用脂肪酸作為能量來源,但若是長時間禁食或身體突然需要大量能量而導致肝糖儲量缺乏時,脂肪酸會開始氧化,在肝臟進行生酮作用(ketogenesis),形成大量酮體(Ketone bodies) 作為燃料,提供給週邊組織,也有一些會被送進血液循環裡,作為心臟、骨骼肌、腎臟和大腦的能量來源。
脂肪酸氧化作用缺陷的患者,會有某些特定酵素缺失,讓氧化脂肪酸的代謝過程中會出現問題,包括β脂肪酸氧化異常或肉鹼運輸蛋白的異常等,造成中間代謝物會不斷累積在體內而造成毒性。遺傳模式大多數脂肪酸氧化作用缺陷疾病為體染色體隱性遺傳,若父母親雙方皆為帶因者(只帶有一條缺陷基因,但另一條正常所以不會發病),則下一代不分性別,每一胎皆有1/4機率可能遺傳此症。臨床表徵由於在葡萄糖供應充足時,脂肪酸並未被當做身體的主要燃料,因此在正常飲食的狀況下,或沒有大量的能量代謝需求時(例如:疾病,創傷,劇烈運動等),脂肪酸氧化缺陷可能不會有症狀。
嬰兒和幼兒,在禁食12小時後,脂肪酸開始進行氧化,年齡較大的小孩則會在禁食16-24小時後。當孩子經歷禁食時,典型的脂肪酸氧化缺乏症患者會出現空腹低血糖,但血清中酮體卻沒有預期的增加;就算患者是首次發生低血糖,也可能會致命。舉例來說,以前歸因於嬰兒猝死症(Sudden infant death syndrome, cot death, crib death,簡稱SIDS)的案例,後來被認為可能是由於脂肪酸氧化缺陷導致的空腹低血糖。
脂肪酸氧化作用缺陷這類患者的臨床表徵差異非常大,可能會出現輕度肝功能不全、心肌病、骨骼肌病,嚴重的話也可能會有重度肝臟疾病。特別是如果長時間禁食也可能會導致心臟衰竭、肝功能衰竭和脂肪酸累積導致的骨骼肌橫紋肌溶解症。中鏈醯輔酶A去氫酶缺乏症MCAD通常被描述為表現出與雷氏症候群Reye syndrome 相似的症狀(嗜睡,張力減退,持續性嘔吐,肝腫大)。診斷方式 診斷
實驗室常用的生化分析包括確認醯基肉鹼(acylcarnitine)、血漿中肉鹼(plasma carnitine)、血液及尿液有機酸檢查,來推斷是哪種酵素或代謝途徑發生問題。可進一步進行相關基因檢測或相關酵素分析,若上述檢查發現異常,則可診斷此症。
新生兒篩檢
脂肪酸氧化作用缺陷的疾病可藉由新生兒篩檢時所做的串聯質譜儀分析來進行檢查,這種分析可一次偵測出濾紙血片檢體中的多種氨基酸、有機酸和脂肪酸代謝物濃度,若有異常數值,醫療院所會發複檢通知,若有異常會在進一步進行確診。
產前檢驗
此類疾病可藉由絨毛膜採樣或是羊膜穿刺來獲得胎兒的檢體,藉此可用生化或基因分析來檢測胎兒是否罹病。在已知家族致病基因位置的情況下,可利用基因變異分析來找出相關變異。當孕婦有妊娠性急性脂肪肝時,需特別注意,是否可能是脂肪酸作用缺陷而引起的。治療方式 急性發作
當患者出現急性症狀時,首要目標是改善患者低血糖狀況並治療相關併發症,可以使用葡萄糖輸液進行治療,但是須注意不能使用脂肪乳劑(Intralipids)。
長期治療
脂肪酸氧化缺陷的治療目的是避免脂肪代謝來防止進一步的脂肪酸氧化,原則上須避免空腹,並減少脂肪攝取,建議攝取高醣份且低脂的飲食,讓病人的血糖隨時保持在120mg/dL以上。除非患者出現急性疾病,創傷或其他分解代謝狀態,否則避免飢餓禁食通常可以預防症狀發生。
針對特定疾病,MCAD及輕微的長鏈脂肪酸缺陷患者不需特別限制脂肪攝取,不過嚴重型的長鏈脂肪酸患者需特別限制長鏈脂肪酸的攝取,或是用中鏈脂肪酸取代長鏈脂肪酸。而對肉鹼吸收障礙的患者,補充肉鹼對治療有良好的療效。如果沒有併發神經系統疾病或其他系統性的症狀,肝臟移植可能可以考慮作為最後一線的治療方式。
總體而言,大多數其他脂肪酸氧化缺陷,在早期發現並適當管理有較好效果。預後早期的確認、適當的衛教、追蹤、支援,對這類患者及其家庭是非常重要的,長期而言,應避免讓患者發生飢餓或禁食等情形,並定期評估患者生長發育等狀況,適時提供營養上的建議。在剛開始發病時不常出現慢性中樞神經系統問題、發展遲緩、行為障礙等情形,須持續注意是否有相關症狀出現,如果沒有造成腦部傷害,一般而言預後是良好的。參考資料1. Fatty Acid Oxidation Defects https://pedclerk.bsd.uchicago.edu/page/fatty-acid-oxidation-defects
2. Medium-Chain Acyl-Coenzyme A Dehydrogenase Deficiency https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1424/
3. Chien YH, Lee NC, Chao MC, Chen LC, Chen LH, Chien CC, Ho HC, Suen JH, Hwu WL. Fatty Acid oxidation disorders in a chinese population in taiwan. JIMD Rep. 2013;11:165–72. [PMC free article] [PubMed]
4. Fatty Acid Beta-Oxidation Disorders: A Brief Review https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4934411/pdf/aon-0023-0051.pdf
5. https://www.uptodate.com/contents/overview-of-fatty-acid-oxidation-disorders
脂肪酸是人體重要的能量來源之一,特別是當葡萄糖不足的時候(例如禁食)。脂肪酸可以做為心臟、骨骼肌和腸道等組織的能量來源;肝臟也可氧化脂肪酸成為酮體做為燃料,可為腦部提供了緊急時的能量補給。因此,在體內血糖降低時,又缺乏可氧化脂肪酸酵素,將會對人體產生危險。
目前已知脂肪酸運輸或粒線體氧化脂肪酸途徑有關的疾病約20種,這些疾病主要都是體染色體隱性遺傳模式。患者的臨床表現差異很大,有一些在新生兒時期就有高胺基酸血症、急性低血糖、代謝酸中毒、心肌病或是猝死;晚發型的患者則可能會有神經病變、肌肉病變和視網膜病變;有一些患者如果控制得宜,也可能沒有症狀發作。
現今,大多數的患者都可以藉由新生兒篩檢來檢測出來,可以早期進行干預,來減少症狀發作。而這些患者的媽媽可能是帶因者,帶因者在懷孕時可能會發生子癲前症、急性脂肪肝或HELLP症候群(溶血、肝臟酵素升高和血小板數目減少),胎兒也可能會有宮內發育遲緩的狀況。病因學正常狀態下,人體會先分解糖類,而不會先利用脂肪酸作為能量來源,但若是長時間禁食或身體突然需要大量能量而導致肝糖儲量缺乏時,脂肪酸會開始氧化,在肝臟進行生酮作用(ketogenesis),形成大量酮體(Ketone bodies) 作為燃料,提供給週邊組織,也有一些會被送進血液循環裡,作為心臟、骨骼肌、腎臟和大腦的能量來源。
脂肪酸氧化作用缺陷的患者,會有某些特定酵素缺失,讓氧化脂肪酸的代謝過程中會出現問題,包括β脂肪酸氧化異常或肉鹼運輸蛋白的異常等,造成中間代謝物會不斷累積在體內而造成毒性。遺傳模式大多數脂肪酸氧化作用缺陷疾病為體染色體隱性遺傳,若父母親雙方皆為帶因者(只帶有一條缺陷基因,但另一條正常所以不會發病),則下一代不分性別,每一胎皆有1/4機率可能遺傳此症。臨床表徵由於在葡萄糖供應充足時,脂肪酸並未被當做身體的主要燃料,因此在正常飲食的狀況下,或沒有大量的能量代謝需求時(例如:疾病,創傷,劇烈運動等),脂肪酸氧化缺陷可能不會有症狀。
嬰兒和幼兒,在禁食12小時後,脂肪酸開始進行氧化,年齡較大的小孩則會在禁食16-24小時後。當孩子經歷禁食時,典型的脂肪酸氧化缺乏症患者會出現空腹低血糖,但血清中酮體卻沒有預期的增加;就算患者是首次發生低血糖,也可能會致命。舉例來說,以前歸因於嬰兒猝死症(Sudden infant death syndrome, cot death, crib death,簡稱SIDS)的案例,後來被認為可能是由於脂肪酸氧化缺陷導致的空腹低血糖。
脂肪酸氧化作用缺陷這類患者的臨床表徵差異非常大,可能會出現輕度肝功能不全、心肌病、骨骼肌病,嚴重的話也可能會有重度肝臟疾病。特別是如果長時間禁食也可能會導致心臟衰竭、肝功能衰竭和脂肪酸累積導致的骨骼肌橫紋肌溶解症。中鏈醯輔酶A去氫酶缺乏症MCAD通常被描述為表現出與雷氏症候群Reye syndrome 相似的症狀(嗜睡,張力減退,持續性嘔吐,肝腫大)。診斷方式 診斷
實驗室常用的生化分析包括確認醯基肉鹼(acylcarnitine)、血漿中肉鹼(plasma carnitine)、血液及尿液有機酸檢查,來推斷是哪種酵素或代謝途徑發生問題。可進一步進行相關基因檢測或相關酵素分析,若上述檢查發現異常,則可診斷此症。
新生兒篩檢
脂肪酸氧化作用缺陷的疾病可藉由新生兒篩檢時所做的串聯質譜儀分析來進行檢查,這種分析可一次偵測出濾紙血片檢體中的多種氨基酸、有機酸和脂肪酸代謝物濃度,若有異常數值,醫療院所會發複檢通知,若有異常會在進一步進行確診。
產前檢驗
此類疾病可藉由絨毛膜採樣或是羊膜穿刺來獲得胎兒的檢體,藉此可用生化或基因分析來檢測胎兒是否罹病。在已知家族致病基因位置的情況下,可利用基因變異分析來找出相關變異。當孕婦有妊娠性急性脂肪肝時,需特別注意,是否可能是脂肪酸作用缺陷而引起的。治療方式 急性發作
當患者出現急性症狀時,首要目標是改善患者低血糖狀況並治療相關併發症,可以使用葡萄糖輸液進行治療,但是須注意不能使用脂肪乳劑(Intralipids)。
長期治療
脂肪酸氧化缺陷的治療目的是避免脂肪代謝來防止進一步的脂肪酸氧化,原則上須避免空腹,並減少脂肪攝取,建議攝取高醣份且低脂的飲食,讓病人的血糖隨時保持在120mg/dL以上。除非患者出現急性疾病,創傷或其他分解代謝狀態,否則避免飢餓禁食通常可以預防症狀發生。
針對特定疾病,MCAD及輕微的長鏈脂肪酸缺陷患者不需特別限制脂肪攝取,不過嚴重型的長鏈脂肪酸患者需特別限制長鏈脂肪酸的攝取,或是用中鏈脂肪酸取代長鏈脂肪酸。而對肉鹼吸收障礙的患者,補充肉鹼對治療有良好的療效。如果沒有併發神經系統疾病或其他系統性的症狀,肝臟移植可能可以考慮作為最後一線的治療方式。
總體而言,大多數其他脂肪酸氧化缺陷,在早期發現並適當管理有較好效果。預後早期的確認、適當的衛教、追蹤、支援,對這類患者及其家庭是非常重要的,長期而言,應避免讓患者發生飢餓或禁食等情形,並定期評估患者生長發育等狀況,適時提供營養上的建議。在剛開始發病時不常出現慢性中樞神經系統問題、發展遲緩、行為障礙等情形,須持續注意是否有相關症狀出現,如果沒有造成腦部傷害,一般而言預後是良好的。參考資料1. Fatty Acid Oxidation Defects https://pedclerk.bsd.uchicago.edu/page/fatty-acid-oxidation-defects
2. Medium-Chain Acyl-Coenzyme A Dehydrogenase Deficiency https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK1424/
3. Chien YH, Lee NC, Chao MC, Chen LC, Chen LH, Chien CC, Ho HC, Suen JH, Hwu WL. Fatty Acid oxidation disorders in a chinese population in taiwan. JIMD Rep. 2013;11:165–72. [PMC free article] [PubMed]
4. Fatty Acid Beta-Oxidation Disorders: A Brief Review https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4934411/pdf/aon-0023-0051.pdf
5. https://www.uptodate.com/contents/overview-of-fatty-acid-oxidation-disorders