페닐케톤뇨증

특정 효소가 없거나 부족해서 생기는 병으로 원인 효소는 페닐알라닌 하이드록실라제(phenylalanine pydroxylase)라는 효소입니다. 선천성신진대사 장애로 적절한 혈액 검사(예, 신생아 검사)만 이루어진다면 출생 직후 바로 진단할 수 있는 병입니다. 페닐알라닌하이드록실라제는 필수 아미노산인 페닐알라닌(phenylalanine) 대사에 필요한 효소이며, 아미노산은 단백질의 구성 성분으로 성장과 발달에 중요한 역할을 합니다.

정상적인 단백질 대사과정에서 페닐알라닌은 티로신(tyrosine)이라는다른 아미노산으로 전환돼 단백질 형성에 사용됩니다. 그러므로 페닐알라닌 하이드록실라제가 부족하거나 없다면페닐알라닌은 신체 내에 쌓이고 이렇게 쌓인 페닐알라닌은 뇌 조직에 악영향을 줍니다.

출생 직후에는 증상이 드러나지 않습니다. 병을 가진 영아는 비정상적으로졸려하고 피곤해 할 수 있으며 젖을 먹이기가 어렵습니다. 게다가 치료를 하지 않으면 아기들은 옅은 색의눈동자와 피부, 머리카락을 갖는 경향이 있습니다. 습진(붉은 색을 띠며 가렵고 물집이 생기는 피부의 염증)과 비슷한 발진이생길 수 있습니다.

치료하지 않으면 대부분의 영아는 아주 심한 정신지체를 보이며 발작(seizures),과다행동, 불안정한 걸음걸이, 비정상적인 자세, 공격적인 행동, 정신과적 장애 같은 여러 가지 신경학적 이상을 보입니다. 추가적으로 메스꺼움(nausea), 구토가 생기고, 페닐알라닌의 대사 부산물(phenylacetic acid) 때문에소변과 땀에서 악취가 날 수 있습니다.

정신지체가 생기는 것을 막기 위해 출생 직후부터 철저하게 페닐알라닌이 포함되지 않은 식단을 유지해야 합니다. 전문가들은 고전적 페닐케톤뇨증 환자라면 페닐알라닌 제한 식이를 평생 해야 한다고 권고합니다. 페닐알라닌 하이드록실라제 유전자 두 개에 심한 변이가 생겨 페닐케톤뇨증이 나타난 상태가 고전적 페닐케톤뇨증입니다.

남성과 여성에게서 동일한 비율로 발병하며 발병률은 각 국가마다 다양합니다.미국의 신생아 검사 프로그램에서 발병률은 신생아 1만3500~1만9000명 중에 한 명으로 보고됐습니다. 모든 인종에게서 발생하지만일본인, 흑인, 아시케나지 유태인(jews of ashkenazi)의 아기들에게는 매우 드물게 나타납니다. 한국인에게는 4만 명 이상에서 1명씩 발병합니다.

상염색체 열성으로 유전되며 원인이 되는 유전자는 12번 염색체의장완에 위치(12q23.2)하고 있습니다. 그러나 모든 페닐케톤뇨증이항상 같은 유전자 변이로 생기는 것은 아닙니다. 지금까지 병을 일으키는 300개 이상의 유전자 변이가 알려졌습니다.

각각의 유전자 변이에 따라 페닐알라닌의 혈중 농도가 다르므로 어린이환자에게 처방되는 치료 식이는 각자가아미노산을 분해하는 능력에 따라 다릅니다. 혈액검사를 통해 페닐알라닌의 혈청 내 수치가 정상보다 10∼60배 이상 높으면 확진합니다. 증상은 간 효소인 페닐알라닌수산화효소의 부족으로 나타나며 이 효소는 페닐알라닌이 티로신으로 바뀌는 대사과정에서 중요한 역할을 합니다.

병이 있을 때 나타나는 정신 지체는 농도가 높아진 페닐알라닌이 직접 큰골(대뇌) 조직에 영향을 미치기 때문에 나타납니다. 페닐알라닌은 각각의 신경섬유 세포를 둘러싸고 있는 지방으로 만들어진 수초(myelin, 말이집)를 파괴합니다. 또한 페닐알라닌의 수치가 상승하면 큰골의 도파민(dopamine)과 세로토닌(serotonin)의 수치를 떨어뜨려우울증을 유발하기도 합니다.

‧ 상염색체

상염색체 열성 유전질환은 각각의 부모로부터 질병 유전자를 하나씩 물려받았을 때 생깁니다. 만일 개인이 하나의 정상 유전자와 하나의 질환 유전자를 받았다면 그 사람은 그 질환의 보인자(Carrier)가 되나 질병의 증상은 대개 나타나지 않습니다.

부모가 모두 보인자일 경우 아이에게 질병이 유전될 확률은 25%이며그 아이가 부모처럼 보인자가 될 확률은 50%, 아이가 정상 유전자만 물려받아 유전적으로 정상일 확률은 25%입니다. 이 확률은 남녀 모두 동일합니다.

병이 있는 대부분의 아기들은 출생 당시에는 정상적으로 보입니다. 조기진단과 식이조절을 한 환자는 결코 증상이 보이지 않을 수도 있습니다. 그러나 태어났을 때 병을 발견하지못해 치료받지 않은 신생아는 쇠약하고 우유를 먹지 못할 수 있습니다. 다른 증상들로 구토, 과민성, 습진과 비슷한 발진이 생깁니다. 어린이환자들은 페닐알라닌의 대사 부산물인 페닐아세트산(phenylaceticacid) 때문에 소변과 땀에서 퀴퀴한 냄새가 납니다.

어린이환자가 치료받지 못하면 발달 지연이 몇 달 안에 분명해질 수 있습니다. 생후 1년까지도 치료를 받지 않으면 지능지수(IQ)가 약 50 이하로 저하됩니다.생후 1개월 이내에 치료를 시작하면 지능 저하는 발생하지 않을 수 있습니다.

자폐증도 치료되지 않은 환자에게서 흔히 볼 수 있습니다. 치료하지않으면 일반적으로 지능 저하가 심하며 대부분의 환자는 병원에서 치료를 받아야 합니다. 날문 협착으로오진될 정도로 심한 구토가 초기 증상으로 나타날 수도 있습니다. 고농도의 페닐알라닌은 피부에 색소가침착되는 화학 작용을 방해하므로 머리카락은 밝은 색을 띠며 피부 또한 창백합니다.

신경학적 증상은 모든 환자들에게 나타나는 것은 아니며 양상 또한 매우 다양합니다. 좀 더 성장한 아이들의 약 25%에서 발작이 나타나고 환자의 80%에서 뇌전도(EEG)에 이상이 나타납니다. 흔히 나타나는 신경학적 증상으로는 경련성 근육 운동(경직, spasticity), 과다하게 긴장한 허벅지근육, 심부건반사(자극이 뇌를 거치지 않고 척추뼈 속에 있는 척수를 돌아서 바로 보이는 반응) 증가등이 있습니다.

여성 환자들이 임신했을 때는 특별한 이유 없이 유산되거나 태아의 성장이 늦어질 수 있습니다. 페닐케톤뇨증이 있는 여성의 자녀들은 선천성 심장 기형이 있거나 정상보다 작은 머리 그리고 얼굴에 여러 가지기형이 나타납니다. 산모의 혈중 페닐알라닌의 농도가 얼마나 높으냐에 따라 아기의 기형 정도가 결정되므로임신을 계획하고 있다면 태아의 기형을 막기 위해 임신 전부터 치료 식이를 시작해 출산 때까지 계속 유지해야 합니다.

산전 진단이 가능하며 출생 직후 모든 신생아들은 혈액검사를 통해 병을 진단할 수 있습니다. 우리나라에서는 출생 후 모든 아기들에게 페닐케톤뇨증을 포함한 6종의선천성 대사병에 대한 검사를 하고 있습니다. 이 검사는 아기의 발뒤꿈치에서 혈액을 소량 채취해서 합니다.

소변을 이용한 염화제이철 반응에 녹색을 보이면 진단 가능하지만 페닐케톤뇨증 영아는 출생 때 증상이 없고, 소변검사는 생후 첫 수일간은 음성으로 나올 수 있습니다. 따라서진단은 페닐알라닌의 혈중 농도를 측정함으로써 내릴 수 있습니다. 혈액 내의 아미노산을 분석해 고전적페닐케톤뇨증과 고페닐알라닌혈증으로 나눌 수 있습니다.

목표

체액 내의 페닐알라닌과 그 대사 물질을 감소시켜 뇌 손상을 예방하거나 감소시키는 것입니다. 정상 페닐알라닌의 수치는 1mg/㎗인데 유지해야 하는 바람직한 혈중페닐알라닌의 수치는 2∼6mg/㎗입니다. 이렇게 정상에 가까운페닐알라닌 수치를 유지하기 위해서는 치료 식이를 해야 하고 세심한 주의가 필요합니다.

페닐알라닌은 체내에서 생성되지 않기 때문에 치료가 지나치면 페닐알라닌 결핍을 유발해 기면(iethargy, 의식이 혼미한 상태로 강한 자극에서만 반응을 보이며 수면에 빠져있는 듯한 상태), 식욕감퇴, 빈혈, 발진, 설사, 심지어 사망에까지 이를 수 있습니다. 게다가 티로신은 페닐케톤뇨증에서 필수 아미노산이므로 적당량을 섭취할 필요가 있습니다.

식이요법을 꾸준하게 유지하면 정신지체는 물론이고 신경학적 증상과 행동의 문제, 피부에 생기는 문제를 예방할 수 있습니다. 치료는 생후 3개월 이내에 시작해야 하며 치료가 늦어질수록 정신지체가 생길 확률도 높습니다.종종 치료를 늦게 시작한 아이들 중에서 별다른 문제가 생기지 않는 경우도 있습니다. 그러나많은 연구에서 생후 3개월 이전에 저페닐알라닌 식이를 시작한 아동들이 별 문제없이 정상적인 지능지수를나타낸다고 보고하고 있습니다.

만약 병이 있는 어린이가 식이요법을 중단하면 신경학적인 문제가 발생하고 지능도 떨어집니다. 또한 추가적으로 다른 증상들이 나타나며 기존에 있던 증상들도 심해져 학교에 다니는 것에도 어려움을 겪을 수있습니다. 수년간 연구자들 사이에 논쟁이 있었지만 대부분의 의사들이 환자들은 식이요법을 출생 때부터평생 지속해야 한다고 주장합니다.

또한 만일 식이요법을 소아기나 그 이후에 중단한 성인은 다시 식이요법을 시작하는 것이 좋다고 합니다. 페닐알라닌은 대부분의 단백질 식품에 존재하기 때문에 자연 재료를 이용한 식이로는 완전하게 페닐알라닌을 조절하기가불가능합니다. 시중에는 저페닐알라닌 분유가 나와 있으므로 구입해 먹을 수 있습니다. 육류와 우유, 유제품 같은 단백질이 풍부한 음식은 피하고 과일, 야채, 몇몇 곡류 등 단백질 함유가 낮은 음식으로 양을 조절한 식단을짜서 섭취해야 합니다.

연령별 고려사항

생후 1개월에서 15세까지를 10단계로 나누어 월⦁연령별로 어린이환자의 하루에 필요한 페닐알라닌 양과 에너지 및단백질의 권장량을 <표>에 명시했습니다. 에너지와 단백질의 권장량은 한국인 6차 권장량과 미국 로스 회사의영양지원 지침서를 기준으로 건강 유지 및 성장 발육에 필요한 영양을 기본으로 했습니다.

그러나 이런 권장량은 어디까지나 하나의 기준일 뿐 실제 식사요법에서는 혈액검사를 하고 주치의에게 진료를자주 받으면서 개인에게 적합한 양을 결정해야 합니다.

ㆍ영아기

- 진단이 되면 저페닐알라닌 분유나 페닐알라닌 제거 분유를 기본으로식이요법을 시작합니다. 부족한 페닐알라닌은 모유(모유가 부족하면조제분유)로 보충합니다. → 이러한 경우에는 연령별 지시영양량을 참고로 페닐알라닌, 에너지, 단백질의 하루치 양을설정해 저페닐알라닌 분유와 모유의 비율을 결정합니다.

- 수유량, 모유분비량도 고려해 혈중 페닐알라닌치가 2~6mg/㎗를 유지하도록 저페닐알라닌 분유의 양을 정합니다.

- 조제분유라면 페닐알라닌의 양은 63~88mg/㎗이며 제품에 따라 조금씩 다르기 때문에 자연단백의 비율을 많이 하기 위해서는 페닐알라닌이 적게포함된 것을 선택합니다.

- 치료용 분유는 모유와 조제분유보다 삼투압이 높으므로 분유를탈 때 물 외에도 추가로 수분을 충분히 공급해야 합니다.

ㆍ이유기

- 영아기 후반부터 이유식을 먹지만 주가 되는 것은 어디까지나치료용 분유입니다. 분유 중 페닐알라닌의 양과 이유식 중 페닐알라닌의 양과의 합계가 그 연령층에서 섭취해야할 지시 페닐알라닌양이 될 수 있도록 조정해야 합니다.

- 이유식: 단백질이적은 식품인 야채, 과일, 감자, 고구마류, 그 이외의 곡류, 전분, 사탕, 유지류 등을 주로 선택합니다.

- 일반적으로 권하는 것은 야채수프 다음에는 당질이 많은 죽이나감자, 그리고 단백질이 많은 난황, 두부 등입니다. 그러나 이런 단백질 식품에 맛을 들이면 유아기 이후의 식이요법으로 페닐알라닌을 제한하는 것이 어려워지기 때문에감자, 고구마, 야채, 과일, 곡류를 중심으로 이유식을 합니다.

- 치료용 분유 이외의 여러 가지 식품을 먹게 되면 계산도 복잡하게되고 조절하기도 어려워 이유가 늦어집니다. 또한 치료용 분유를 계속 섭취해야 하므로 적절한 시기에 야채등 분유 이외의 식품을 먹여야 합니다.

ㆍ유아기

성장하면서 점점 에너지, 단백질을 많이 필요로 하지만 페닐알라닌을제한하다보면 단백질 섭취량이 부족해지기 쉽습니다. 이 시기에는 여러 음식에 대한 즐거움이 생겨 지금까지는맛있었던 치료용 분유를 싫어하거나 매일 똑같은 음식을 먹는 것에 지루함을 느낄 수 있습니다. 그러므로유아원, 유치원의 간식과 식사에 대한 세심한 검토가 필요합니다.

ㆍ학동기

초등학교에 입학하면 학교급식이 시작되는데 다른 학생과 동일한 것을 먹지 못하는 데서 오는 심적 부담감과소외감을 느낄 수 있습니다. 따라서 영양사와 담임선생님과의 면담을 통해 적절한 식이가 이루어지도록 해야합니다.

ㆍ중고등학생

뇌 발달이 매우 빠르게 이루어지는 영아기에는 식이요법을 엄격하게 제한하지만 나이가 들어감에 따라 뇌파, 혈중 페닐알라닌 수치 등을 관찰하면서 식이요법을 실시합니다.