حمض ميثيل المالونيك في الدم

حمض ميثيل المالونيك في الدم
وجود حمض الميثل مالونيك في الدم, هو اضطراب أيضي جسمي متنحي ويُعتبر نوع كلاسيكي من احمضاض الدم العضوي. ينتج عن هذا الوضع عدم القدرة على هضم الدهون والبروتينات بشكل صحيح، مما يؤدي بدوره إلى تراكم مستوى سام من حمض الميثل مالونيك (بالإنجليزية:methylmalonic acid) في الدم.
ينبعث مرض وجود حمض الميثل مالونيك في الدم من عدة أنماط جينية وراثية، وجميع أشكال الاضطراب التي يتم تشخيصها في فترة حديثي الولادة عادة ما تُسبب اعتلال دماغي تدريجي، وفرط أمونيا الدم الثانوية. ناهيك عن أن هذا الاضطراب يمكن أن يؤدي إلى الوفاة إذا لم يتم تشخيصه أو إذا تم تركه دون علاج. وتشير التقديرات إلى أنه يحدث في واحد من كل 48000 ولادة، على الرغم من أن إرتفاع معدل الوفيات في الحالات التي تم تشخيصها يجعل التحديد الدقيق للاضطراب صعبًا. وقد تم العثور على هذا الاضطراب بتردد متساوٍ عبر الحدود العرقية.
أعراض المرض
حسب الجينات المتضررة، فإن أعراض هذا الاضطراب تتراوح ما بين معتدلة إلى شديدة تهدد الحياة.
السكتة الدماغية
اعتلال الدّماغ التّدريجي
نوبة مرضية (تشنّج)
الفشل الكلوي
القيء
الجفاف
الفشل في النماء والإزدهار والتأخر في النمو
خمول
الإصابات الفطرية المتكررة
الحموضة
تضخم الكبد
نقص التوتر
إلتهاب البنكرياس
ضيق التنفس
السبب
وراثي
ٍٍ
الأشكال الموروثة من وجود حمض الميثل مالونيك في الدم تسبب خللًا في المسار الأيضي حيث يتم تحويل ميثل مالونيل-مرافق الانزيم أ إلى سكسينيل- مرافق الانزيم أ من خلال الانزيم ميثل مالونيل-مرافق الانزيم أ ميوتيز.
هناك حاجة أيضًا لوجود فيتامين بي 12 لتحويل ميثل مالونيل-مرافق الانزيم أ إلى سكسينيل- مرافق الانزيم أ. لذلك فإن الطفرات التي تؤدي إلى خلل في التمثيل الغذائي لفيتامين بي 12 أو في نقله تكون سببًا في تطوير وجود حمض الميثل مالونيك في الدم في كثير من الأحيان.
هذا الاضطراب الجسمي ناتج عن نمط طفرة متوارثة بشكل متنحي مما يعني أن الجين المعتل يكون محتوى داخل خلية جسمية، لذلك فإن نسختين من الجين -واحد من كلا الوالدين- يجب أن تكون موروثة ليصاب الشخص بهذا الاضطراب. أما بالنسبة لوالدي الطفل الذي يعاني من وجود حمض الميثل مالونيك في الدم الذين يحملان نسخة واحدة من الجين المعيب، فغالبًا ما يكونان غير مصابين بالاضطراب.
غذائي
على الرغم من أن السبب الغذائي ليس ذا صلة دائمة مع السبب الوراثي، إلّا أن نقص التغذية الحاد من فيتامين بي 12 يمكن أن يؤدي أيضًا إلى متلازمة مع أعراض وعلاجات متطابقة للاضطرابات الجينية الناتجة عن وجود حمض الميثل مالونيك في الدم. ميثل مالونيل- مرافق الانزيم أ يحتاج فيتامين بي 12 لتشكيل سكسينيل- مرافق الانزيم أ. عندما تكون كمية فيتامين بي 12 غير كافية لتحويل العامل المساعد ميثل مالونيل- مرافق الإنزيم أ إلى سكسينيل- مرافق الإنزيم أ، فان تراكم ميثل مالونيل-مرافق الإنزيم أ غير المستخدم يؤدي في نهاية المطاف إلى تراكم حمض الميثل مالونيك في الدم. وغالبًا ما يستخدم هذا التشخيص كمؤشر على نقص فيتامين بي 12 في مصل الدم.
الآلية
فسيولوجيا المرض
عند الإصابة باضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم فإن الجسم لا يستطيع تحطيم الأحماض الأمينية (بالإنجليزية: amino acids) مثل: المثيونين، ثريونين، ايزولوسين وفالين. كنتيجة لذلك يتراكم حمض الميثل مالونيك في الدّم والأنسجة.
المصابون بهذا المرض إمّا يفتقرون إلى النّسخ الوظيفية أو يوجد لديهم عدد من الأحماض الأمينية بشكل غير كافي مثل: ميثل مالونيل مرافق الانزيم أ ميوتيز (Methylmalonyl-CoA mutase) ميثل مالونيل مرافق الإنزيم أ ايبماريز (بالإنجليزية: methylmalonyl CoA epimerase) بالإضافة إلى تلك الإنزيمات المسؤولة عن صناعة ال أدينوسيل كوبالامين(بالإنجليزية: Adenosylcobalamin).
ميثل مالونيل مرافق الانزيم أ ميوتيز
يقدّر أنّ حوالي 60% من الحالات هي نتيجة طفرة حدثت في الجين الذي يترجم البروتين ميثل مالونيل مرافق الانزيم أ ميوتيز (بالإنجليزية: Methylmalonyl-CoA mutase)، وهو المسؤول عن هضم المشتقات السامة الناتجة من تكسر الأحماض الأمينية والدهون، وبالمقام الأول ياتي الكوليسترول. بوجود الإنزيم يتم تحويل ميثل مالونيل مرافق الانزيم أ إلى ساكسنال مرافق الانزيم أ (بالإنجليزية: succinyl-CoA). وعند نقص هذا الإنزيم لا توجد أي وسيلة لتعديل تراكم الحمض أو إزالته أو المركبات الخاصّة فيه. وظيفة هذا الإنزيم أيضًا يمكن أن تتوقف نتيجة حدوث طفرات في كل من الجينات MMAA ,MMAB وMMADHC , كلٌ منها مختص بترجمة بروتين معين بصورة طبيعية لتشغيل الميثل مالونيل مرافق الإنزيم أ ميوتيز.
ميثل مالونيل مرافق الانزيم أ ابيماريز
الطفرات في جين MCEE الذي يترجم البروتين ميثل مالونيل مرافق الإنزيم أ ايبماريز، ويُشار له أيضًا بميثل مالونيل راسيميز يسبب ضرر أقل من الطفرة في جين الميوتيز. مع أن الايبماريز يعمل بنفس الطريقة عن طريق تكسير الأحماض الأمينية ولكن بدرجة اقل.
ويوجد أيضًا بعض من الاختلافات في النمط الظاهري أو الصفات الجسمية نتيجة لنقص الايبيميريز، وهي معاكسة للميوتيز بحيث أنها وُصفت بالاعتدال في الأوساط الطبيّة، ويوجد نقاش عليها فيما أن يعتبر هذا النقص خللًا وراثيا أو متلازمة سريرة أم لا.
ادينوسيل كوبالامين
والمعروف أيضًا ب فيتامين بي 12، فإن هذا الشكل من أشكال الكوبالمين مطلوب كعامل مساعد في ميثل مالونيل مرافق الإنزيم أ ميوتيز. حتى بوجود كميات كافية وفعالة من الإنزيم، إذا لم يتحول ال بي 12 إلى الصيغة الفعالة منه، فإن الميوتيز لن يكون قادر على العمل.
تطوّر المرض
على الرّغم من عدم وجود مراحل متميزة للمرض، إلا أنّ هذا المرض متطور: أي أنّ أعراض هذا الاضطراب تتضاعف نتيجة زيادة تركيز حمض الميثل مالونيك. وإذا لم يتم التخلص من البروتينات والّدهون من الحمية الغذائية، فإن هذا التراكم سيؤدي إلى الحاق الضّرر بالكلى أو الكبد وفي النّهاية الموت.
التشخيص
اضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم، واحد من أشكال احمضاض الدم العضوي الأكثر شيوعا، لا يظهر عند الولادة لأن الأعراض عادة لا تظهر من نفسها حتى تتم إضافة البروتينات إلى النظام الغذائي للرضع. وبسبب هذا، تظهر الأعراض عادة في أي وقت خلال السنة الأولى من الحياة. نظرا لشدة وسرعة هذا الاضطراب يمكن أن يسبب مضاعفات إذا تُرك من غير تشخيص، والكشف عن هذا الاضطراب غالبا ما يتم تضمينه في فحص لحديثي الولادة.
بسبب عدم القدرة على تكسير الأحماض الأمينية تماما عند المصابين فانه يتم العثور على الناتج الثانوي من هضم البروتينات وحمض الميثل مالونيك المركب في تركيز غير متناسب في الدم والبول. وتستخدم هذه المستويات غير الطبيعية كمعايير التشخيص الرئيسية لتشخيص الاضطراب. وعادة ما يتم تحديد هذا الاضطراب من خلال استخدام تحليل البول أو الدم. ويمكن أيضا أن يشتبه وجود حمض الميثل مالونيك في الدم من خلال استخدام التصوير المقطعي المحوسب أو التصوير بالرنين المغناطيسي (بالإنجليزية: CT or MRI) أو اختبار الأمونيا، ولكن هذه الاختبارات ليست بأي حال من الأحوال مُحدِدة وتتطلب وجود الارتباط السريري والتمثيل الغذائي. قد توجد مستويات مرتفعة من الأمونياك والجلايسين والاجسام الكيتونية أيضا في الدم والبول.
الانواع
يتسم مرض وجود حمض الميثل مالونيك في الدم بتشخيصات متباينة ومتطلبات المعالجة والتنبؤ، والتي يتم تحديدها بواسطة طفرة جينية محدَدة والتي تسبب الشكل الوراثي للاضطراب.
وفيما يلي الأنماط الجينية المعروفة المسؤولة عن هذا الاضطراب:
نوع الطفرة (mut) يمكن أن يصنف أيضا إلى طفرة 0 وطفرات فرعية، مع تميز طفرة 0 بنقص كامل أو انعدام تام للانزيم لميثلمالونيل مرافق الانزيم أ ميوتيز وأعراض أكثر حدة امّا نوع الطفرات الفرعية فتتصف بانخفاض نشاط الانزيم ميوتيز.
تم العثور على أنواع الطفرات Mut-, cblB, cblA من اضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم لتكون مستجيبة للكوبالامين على خلاف الطفرة 0 فانها متغير غير مستجيب.
العلاج
النّظام الغذائي
يعتمد علاج جميع أشكال هذه الحالة في المقام الأول على نظام غذائي منخفض البروتينومكملات غذائية متنوعة على حسب نوع الاضطراب الذي يعاني منه الفرد. تستجيب جميع المتغيرات إلى ايزومرlevo isomer) levo)من كارنتين حيث يؤدي التفكك غير الملائم للمواد المتأثرة يؤدي إلى المعاناة من نقص في الكارنيتين في الأشخاص المصابة. وتساعد الكارنتين أيضًا في إزالة أسيل- مساعد الانزيم أ، والذي تراكمه شائع في النظام الغذائي منخفض البروتين، عن طريق تحويله إلى اسيل كارنيتين الذي يمكن إفرازه في البول. على الرغم من عدم استجابة جميع أشكال اضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم للكوبالامين، إلا أنسيانوكوبالامين تستخدم غالباً في المعالجة الأولى لهذا الاضطراب. إذا أثبت الشخص استجابةً لكل من مكمل الكوبالامين والكارنيتين، فقد يكون من الممكن بالنسبة لهم تناول مواد تحتوي على كميات صغيرة من الأحماض الأمينية التي تسبب لهم مشاكل مثل السايولينيزين، والثريونين، والميثيونين، والفالين دون التسبب في هجوم.
الجراحة
تشمل المعالجة الأكثر قصوى زرع الكلى أو الكبد من متبرع بدون شرط. تقوم الأعضاء المتبرع بها بإنتاج نسخة وظيفية من الإنزيمات المعيبة وهضم حمض الميثل مالونيك، ومع ذلك فإن كل عيوب زرع الأعضاء تنطبق بالطبع في هذه الحالة. هناك أدلة تشير إلى أن الجهاز العصبي المركزي قد يستقلب ميثل مالونيك مرافق الانزيمأ في نظام معزول عن باقي الجسم. إذا كانت هذه هي الحالة، فإن زراعة الأعضاء قد لا تعكس التأثير العصبي لحمض الميثل مالونيك السابق لعملية الزرع أو تمنع حدوث المزيد من الضرر للدماغ عن طريق الاستمرار في البناء.
التنبؤ بالمرض
يختلف التشخيص باختلاف شدة الحالة واستجابة الفرد للعلاج. عادة ما يكون التنبؤ أفضل بالنسبة لأولئك الذين يعانون من المتغيرات المستجيبة للكوبالامين وليست جيدة كثيرا في أولئك الذين يعانون من المتغيرات غير المستجيبة للكوبالامين، وعادة ما تكون المتغيرات المعتدلة ذات تواتر أعلى في الظهور أكثر من المتغيرات الأكثر حدة. حتى مع تعديل النظام الغذائي والرعاية الطبية المستمرة، قد لا يكون من الممكن منع حدوث ضرر عصبي في الأشخاص الذين يعانون من احمضاض غير مستجيب. بدون علاج أو تشخيص مناسب، فانه من غير المألوف أن يكون الهجوم الحمضي الأول مميتًا.
على الرغم من هذه التحديات، حيث تم تحديدها لأول مرة في عام 1967، فقد تحسن علاج وفهم الحالة إلى درجة كبيرة حتى لأولئك الذين يعانون من أشكال غير مستجيبة من اضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم حتى يتمكنوا من بلوغ سن الرشد وحتى حملهم وولادتهم للأطفال بأمان.
أبحاث
تاريخ المرض
وجود حمض الميثل مالونيك في الدم تم وصفه اولا من قبل أوبيرهولزر ات ال عام 1967
الاثار العصبية
يمكن أن يكون لوجود حمض الميثل مالونيك في الدم آثار كارثية على الجهاز العصبي؛ ومع ذلك، فإن الآلية التي يحدث فيها هذا لم تُحدد أبدا. أجريت البحوث على آثار حمض الميثل مالونيك على الخلايا العصبية وتم نشرها في 15 يونيو2015. كانت هذه الخلايا معزولة من جنين الفئران في إعداد في المختبر وتم مقارنته مع مجموعة من الخلايا العصبية التي وضع معها حمض بديل له درجة حموضة مماثلة. وقد اقترحت هذه الاختبارات أن حمض الميثل مالونيك يسبب انخفاض في حجم الخلايا وزيادة في معدل استماتة الخلايا بطريقة تعتمد على التركيز فنرى الآثار القصوى تظهر مع التراكيز الأعلى. وعلاوة على ذلك، اقترح تحليل مجموعة صغيرة من هذه الخلايا العصبية المعالجة أن حمض الميثل مالونيك على مستوى جيني، يغير معدل النسخ ل 564 جين، لا سيما تلك التي تشارك في موت الخلايا المبرمج، بي 53، ومسارات MAPK.
الاختلال الوظيفي للميتوكندريا
بما أن تحول ميثل مالونيل-مرافق الانزيم أ إلى سكسينيل- مرافق الانزيم أ يحدث داخل الميتوكوندريات، فان أي خلل في وظيفة الميتوكوندريون نتيجة لانتقاص وظيفة سلسلة نقل الإلكترون يُشتبه به منذ فترة طويلة بان يكون ميزة لاضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم. أبحاث حديثة قد وجدت أن في نماذج الفئران، فان الميتوكوندريات من الفئران المتضررة من الاضطراب تنمو إلى حجم غير عادي، ويطلق عليها اسم ميغاميتوكوندريا. ويبدو أن هذه الميغاميتوكوندريا أيضا تتميز بتشوه الهياكل الداخلية وفقدان ثراء الإلكترون في مصفوفتها الداخلية. وأظهرت هذه الميغاميتوكوندريا أيضا علامات انخفاض وظيفة سلسلة الجهاز التنفسي، وخاصة في الجهاز التنفسي المجمع الرابع الذي يعمل فقط في حوالي 50% من الكفاءة. تم تحديد تغييرات مماثلة في الميتوكوندريات لعيّنة كبد تمت إزالتها خلال عملية زرع من صبي يبلغ من العمر 5 سنوات يعاني من وجود حمض الميثل مالونيك في الدم.
نمط ظاهري حميد للطفرة
دراسات حديثة في العديد من المرضى الذين يعانون من نوع الطفرة 0 من اضطراب وجود حمض الميثل مالونيك في الدم مع طفرة محددة p.P86L قد تشير إلى إمكانية وجود مزيد من التقسيمات في نوع الطفرة من الاضطراب.على الرغم من عدم وضوح، في الوقت الراهن، ما إذا كان ذلك بسبب طفرة محددة أو الكشف المبكر والعلاج، وبالرغم من عدم الاستجابة الكاملة إلى مكملات كوبالامين، فيبدو أن هؤلاء الأفراد قاموا بتطوير نسخة حميدة وبدون أي اعراض ظاهرة لهذا الاضطراب. وبصرف النظر عن ظهور حمض الميثل مالونيك المرتفع في الدم والبول، إلا أن هؤلاء الأفراد ظهروا في الجزء الكبير من النمو الطبيعي.
حالات ملحوظة
ريان ستالينغز، وهو طفل في سانت لويس، تم تشخيصه عن طريق الخطأ بتسمم الإيثيلين غليكول (بالإنجليزية: Ethylene glycol poisoning) بدلا من وجود حمض الميثل مالونيك في الدم في عام 1989، مما أدى إلى إدانة القتل غير المشروع وحكم بالسجن مدى الحياة لأمه، باتريشيا ستالينغز (بالإنجليزية: Patricia Stalling).
انظر أيضًا
حمضي المالونيك والميثيل مالونيك في البول (CMAMMA)
المراجع
أمراض نادرة
اضطرابات أيض الحمض الأميني
اضطرابات أيض العامل المرافق وتميم الإنزيم والفيتامين
اضطرابات جسمية متنحية