1. 정의

유전적으로 특정한 효소 결핍으로 인해 생기는 병리학적 결과의 대사성 장애 상태를 말합니다. 이 개념은 1902년 Gerrod에 의해 처음으로 제창 선천성 대사 장애도 한 가지 질환의 원인이 될 수 있음을 암시한 바 있습니다.
유전 생화학의 발전으로 매년 새로운 선천성 대사 이상증이 발견되어 현재 400여 종의 질환이 알려지고 있습니다. 이들은 출생 직후 진단 검사를 통하여 뇌 손상의 증상이 나타나기 전에 조기 발견하여 조기 치료를 할 수 있도록 도와줍니다. 일생 동안 정신지체로 지낼 어린이들을 예상할 수 있기 때문에 신생아의 선천성 대사 이상 선별 검사가 필요합니다.

현재 보편적으로 유전학적 진단검사를 시행하는 질환은 다음과 같습니다.

• 페닐케톤뇨증(phenylketonuria, PKY)
• 단풍당뇨병(maple syrup urine disease, branched chain ketoaciduria)
• 호모시스틴뇨증(homocystinuria)
• 히스티딘혈증(histidinemia)
• 갈락토스혈증(galactosemia).
• 선천성 갑상선 기능저하증(congenital cretinism).

2. 증상

출산 직후 심한 증세를 나타내는 경우와 그 후에 나타나는 경우가 있습니다.

신생아기에 심한 증상을 나ㅌ내는 유전성 대사질환은 다음과 같습니다.

• 단풍당뇨병.
• 유기산증.
• 지방산 산화 결핍증.
• 암모니아 괴혈증.
• 갈락토스 혈증.

3. 원인,병태 생리

유전성 대사질환은 물질대사가 태어날 때부터 현저하게 이상한 질환으로 대부분은 인체 중 1개의 효소가 선천적으로 작용할 수 없는 경우입니다. 예를 들면, 어느 효소에 이상이 있으면 그 효소에 의해 대사가 이루어져야 할 물질이 그대로 신체에 축적되고 축적물에 독성이 있으면 인체에 기능장애가 나타납니다.
유전성 대사질환은 유전자 이상에 의하여 발생합니다. 또한 1가지의 효소 이상에서도 여러 종류의 변형이 나타나는데 그 이유는 효소의 구조나 생성을 지배하는 유전자에 의해 특이한 변이가 나타나기 때문입니다. 즉, 이러한 여러 가지 유전성 대사질환에서 다양한 유전적 이질성을 볼 수 있는 이유는 유전학적으로도 그 변이가 다양하기 때문입니다.
그리고 효소단백과 조직을 구성하는 단백의 기능에 약간의 차이가 생겨서 표현양상도 다양하게 나타납니다. 이같이 대사 이상에 의한 장애 발생 원인은 유해한 물질이 축적되는 경우와 생체에 중요한 물질이 형성되지 못하는 경우 가지로 나누어 볼 수 있습니다.

4. 진단

선천성 대사 이상증은 어떤 특정한 효소의 유전자 결손 또는 결핍에 기인한 것이기 때문에 수정이 되는 순간에 결정 됩니다. 따라서 임신 중 태아 초기에도 진단이 가능합니다. 출생 전 태아 진단법은 크게 두 가지로 분류할 수 있습니다. 태아 세포로서 효소의 활성도를 측정하는 방법과 태아세포로서 DNA 분석으로 진단하는 방법입니다.

1. 태아 세포의 효소 활성도 측정법 :
   1970년경부터 임신 중기(임신 16~20주)에 양수 천자(amniocentesis)를 시행하여 양수 중에 떠있는 세포(주로 태아의 피부와 양막에서 유래된 것)를 배양하여 질환의 결핍효소의 활성도를 측정함으로써 선천성 대사 이상증을 출생 전에 진단하는 양수 진단이 개발되어 널리 보급되어 사용되고 있습니다.

2. DNA 분석에 의한 진단 방법.
   변이 유전자의 직접적 동정법 : 양수 세포, 융모막 세포, 말초 임파구를 이용하여 직접 분석할 수 있는 장점이 있으며, 현재 겸상적혈구증(sickle-CELL anemia), 지중해혈증(thalassemia) 등 혈색소 이상증(hemoglobinopathy)의 산전 진단에 이용되고 있습니다.
   간접적 동정법 : 양수 배양 세포나 융모막 세포로 부터 DNA를 추출하여 여러 가지 제한 요소를 작용시켜 절단편을 만들고 DNA의 다형성을 이용하여 변이된 유전자를 간접적으로 찾아내는 방법으로, 페닐케톤뇨증(phenylketonuria, PKU)과 혈우병(hemophilia)등의 산전 태아 진단에 이용됩니다.

1.양수검사(Amniocentesis) : 임신 16~17주에 검사.

2.융모막 융모조직 검사(Chorionic Villous Sampling, CVS) : 임신 9~12주에 검사하며, 염색체 분석을 통해 임신 1기가 끝나기 전에 유전 질환의 진단이 가능 합니다.

5. 경과,예후

신생아기 및 신생아기 후에 나타나는 대사 이상 증상으로 인한 치료원칙을 알고 적절한 치료를 하는 것이 중요합니다. 선천성 대사질환은 증상이 잠재되어 있는 경우도 있고, 급성대사 이상의 위험을 초래하는 경우, 점차 퇴행하는 신경질환의 경우로 다양합니다.
하지만 일단 치료원칙에 따라 조기에 치료할수록 선천성 대사이상 질환으로 인한 정신지체의 정도는 감소될 수 있습니다. 예를 들면 페닐케톤뇨증의 경우 2개월 전과 2개월에서 6개월 사이, 6개월에서 12개월 사이에 각각 진단을 받고 진단 직후부터 치료를 시작하고 장기간 경과 후에 평균 지능지수를 추적 검사해 보았더니, 2개월 전에 진단하여 치료를 받은 경우 지능지수는 93.5인 반면, 2개월에서 6개월 사이에 진단을 받은 경우와 6개월에서 12개월 사이에 진단을 받은 경우는 지능지수가 각각 71.6과 54.5로 경도의 정신지체 수준을 보였다고 합니다.
따라서 선천성 대사 이상 질환으로 인한 임상증후군 중 정신지체를 유발하는 정도는 초기에 진단하여 초기부터 치료 받을수록 감소될 수 있습니다.

6. 치료

1. 특수 식사요법 :
   1960년 Bichel은 페닐케톤뇨증 환아에게 페닐알라닌 함량이 적은 음식물을 이용해 특수 식사요법을 시행한 결과 정신지체를 예방할 수 있었다는 보고를 했습니다. 이후, 각종 아미노산 대사이상증, 고지혈증, 갈락토스 혈증 등에서 특수 식사요법이 시행되었으며, 이것이 유효한 치료법이라는 것을 알게 되었습니다.
   그 외, 여러 가지 비타민 의존증, 특히 피리독신(pyridoxin, Vitamin B6)의 의존성 경련, 비타민D의 존증 등에서는 그것들을 보충해줌으로써 임상증상의 호전을 볼 수 있었습니다.
   각종 내분비계의 대사이상증에서는 호르몬(hormone) 투여로써 극적인 증상의 호전을 가져올 수 있었습니다.

2. 장기이식 :
   종래에는 치료가 가능하지 못하였던 점액 다당류 대사질환과 지방 대사 질환에서는 골수이식(bonemarrow transplantation) 치료로써 어느 정도 희망을 가지게 되었습니다.
   또한 고지혈증, 유아 당원병 등에서는 간장이식(livertransplanta lantation)으로 치유한 사례가 보고되고 있습니다.

3. 유전자 치료법 :
   특히 최근에 주목되고 있는 유전자 공학을 통한 유전자 치료법은 현재 기초 실험 단계에 있지만 얼마 지나지 않아서 임상 진료에 응용될 수 있을 것입니다. 이렇게 되면 선천성 이상증의 근본 치료법의 임상 응용도 멀지 않은 장래에 시행될 것입니다.

7. 예방법

태아가 치료 불능이거나 예후가 불량한 유전성 대사 질환일 가능성이 높은 경우, 태아가 환자인지 아닌지를 출생 전에 진단하는 일이 시행되고 있습니다. 최근 이 방법은 매우 진보되어 태아 진단이 가능한 질환이 점차 증가하고 있으며, 방법의 신뢰도도 현저히 상승되고 있습니다.
가장 널리 실시되고 있는 태아 진단법은 효소 활성의 측정에 의한 것이며, 양수 혹은 배양하지 않은 양수 세포, 배양한 양수 세포 및 질을 통해 채취된 태반 융모 등이 이용됩니다. 이들의 검체에서 효소 측정 혹은 DNA 분석을 실시하여 진단합니다.
DNA 진단의 응용 범위와 유용성이 더욱 증가되고 있습니다. 또 태아의 체내에 축적된 대사물의 일부가 태반을 통과하여 모체이 이행 모체의 요에 배설되는 것을 통해 진단하는 경우도 있는데, 이같은 질환들은 메틸알로닉 산혈증 등이 알려져 있습니다.

8. 이럴땐 의사에게

유전성 대사 질환의 출생 전 진단과 대사 질환의 급성기 치료 등을 위해서 반드시 의사와 상담해야 한다. 유전성 대사질환을 가진 경우 발달의 지연을 동반한 경우가 많으므로 이에 대한 발달평가 및 발달지도를 위해 소아재활 전문의를 찾는 것이 좋습니다.

9. 기타 유의 사항

1. 환자의 등록
   선천성 이상 질환의 확실시되면 의학적 관리를 위해 환자 등록을 해야 합니다. 등록의 양식은 자유이지만, 환자의 가계도, 임신 중 및 주산기의 상태, 임상 진단, 임상 증상, 현 주소 및 전화번호, 소개 의사 및 간단한 특기사항 기재 등은 반드시 포함되어야 합니다.

2. 의학적 관리
   선천성 이상 환자는 섭식장애나 대사장애가 동반되기 때문에 영양 상태가 좋지 못하여 감염질환에 자주 이환 될 수 있습니다. 또한 신체조직의 미숙으로 쉽게 중증화 되는 경향이 있습니다. 따라서 지역사회의 의료를 담당하는 일차 진료의나 재활의학과 의사, 소아과 의사가 환자의 일상적 의료관리를 담당해야 합니다.
   2차 및 3차 진료를 담당하는 종합병원이나 대학병원의 재활의학 및 유전학 전공의 소아과 담당 전문의는 정기적으로 환아의 전신상태를 확인하고 심신 발달 평가를 체크 해야 합니다. 동시에 부모에게 앞으로의 교육방침의 방향을 제시해 주어야 합니다. 또한 합병된 치료 관리도 연관된 다른 과와 협력하여 환자, 가족 및 사회에 대하여 가장 최선이라고 생각되는 방향으로 이끌고 나가야 할 것입니다.

3. 기능 및 재활훈련
   선천성 이상증에 흔히 동반되는 인지발달 및 운동발달의 지연은 그 정도가 경미한 것부터 극심한 경우까지 여러 차이가 있을 수 있으나 가장 핵심적인 교육 계획은 기능 및 재활훈련을 통해 일상생활을 영유하는데 있어 최소한 지장이 없도록 해주는데 있습니다.
   재활의학과 의사, 소아과 의사, 정형외과 의사, 성형외과 의사, 정신과 의사, 물리 및 작업 치료사, 언어치료사, 사회사업가 및 가족이 팀(team)을 이뤄서 환자에게 적합한 기능 훈련을 실시하고 잔존 능력을 최대한 개발해 줌으로써 소기의 목적에 도달할 수 있게 됩니다.

4. 선천성 이상질환의 출생 전 진단
   현재까지 알려진 산전 유전 검사방법으로는 여러 가지가 있으나, 실제로 임상에서 이용될 수 있는 중요한 방법은 양수검사와 융모막 융모조직 검사를 통한 것입니다.