Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Дефицит биотинидазы – это аутосомно-рецессивное метаболическое расстройство, при котором биотин не высвобождается из белков пищи в процессе пищеварения или при нормальном обновлении белков в клетках. Это приводит к дефициту биотина. Биотин – важное водорастворимое питательное вещество, необходимое для метаболизма жиров, углеводов и белков. Дефицит биотина может вызывать поведенческие расстройства, нарушение координации, трудности в обучении и судороги. Прием добавок биотина может облегчить и иногда полностью остановить эти симптомы.
Biotinidase deficiency is an autosomal recessive metabolic disorder in which biotin is not released from proteins in the diet during digestion or from normal protein turnover in the cell. This situation results in biotin deficiency. Biotin is an important water soluble nutrient that aids in the metabolism of fats, carbohydrates, and proteins. Biotin deficiency can result in behavioral disorders, lack of coordination, learning disabilities and seizures. Biotin supplementation can alleviate and sometimes totally stop such symptoms.
Признаки и симптомы
Признаки и симптомы дефицита биотинидазы (БТД) могут появиться через несколько дней после рождения. К ним относятся судороги, гипотония и слабость мышц/конечностей, атаксия, парез, потеря слуха, атрофия зрительного нерва, кожные высыпания (включая себорейный дерматит и псориаз) и алопеция. Если не лечить, это расстройство может быстро привести к коме и смерти. У новорожденных с БТД могут не проявляться никакие признаки, а симптомы обычно появляются после первых нескольких недель или месяцев жизни. При отсутствии лечения около 70% детей с БТД испытывают судороги (взгляд в одну точку, подергивание конечностей, скованность, трепетание век), которые часто являются первым симптомом БТД. У младенцев с БТД также могут быть слабые мышцы и гипотония, что может приводить к тому, что младенцы выглядят неестественно расслабленными (“вялыми”) и испытывают трудности с кормлением и развитием двигательных навыков. БТД может приводить к задержке развития, проблемам со зрением или слухом, глазным инфекциям, алопеции и экземе. Моча младенцев с БТД может содержать молочную кислоту и аммиак. Другие симптомы, которые могут наблюдаться у младенцев, включают атаксию, проблемы с дыханием, летаргию, гепатомегалию, спленомегалию и нарушения речи. Это состояние в конечном итоге может привести к коме и смерти. Дефицит биотинидазы также может проявиться позже в жизни. Это называется “поздней” формой дефицита биотинидазы. Симптомы схожи, но, возможно, менее выражены, поскольку если человек переживает неонатальный период, у него, вероятно, сохраняется некоторая остаточная активность ферментов, связанных с биотином. В исследованиях отмечались люди, у которых симптомы не проявлялись до подросткового возраста или ранней взрослости. В одном исследовании указывалось, что у нелеченных людей симптомы могут появиться только в возрасте 21 года. Кроме того, в редких случаях даже у людей с глубоким дефицитом биотинидазы симптомы могут отсутствовать. Исследования подробно описали последствия дефицита биотина, включая агрессию, задержку когнитивного развития и снижение иммунной функции.
Signs and symptoms of a biotinidase deficiency (BTD) can appear several days after birth. These include seizures, hypotonia and muscle/limb weakness, ataxia, paresis, hearing loss, optic atrophy, skin rashes (including seborrheic dermatitis and psoriasis), and alopecia. If left untreated, the disorder can rapidly lead to coma and death. Neonates with BTD may not exhibit any signs, and symptoms typically appear after the first few weeks or months of life. If left untreated, around 70% of infants with BTD will experience seizures (staring spells, jerking limb movements, stiffness, flickering eyelids), which often acts as the first symptom of BTD. Infants with BTD may also have weak muscles and hypotonia; this may cause infants to appear abnormally "floppy" and have affected feeding and motor skills. BTD may result in developmental delays, vision or hearing problems, eye infections, alopecia, and eczema. The urine of infants with BTD may contain lactic acid and ammonia. Other symptoms that infants may exhibit include ataxia, breathing issues, lethargy, hepatomegaly, splenomegaly, and speech problems. The condition may eventually result in a coma and death. Biotinidase deficiency can also appear later in life. This is referred to as "late onset" biotinidase deficiency. The symptoms are similar, but perhaps more mild, because if an individual survives the neonatal period they likely have some residual activity of biotin related enzymes. Studies have noted individuals who were asymptomatic until adolescence or early adulthood. One study pointed out that untreated individuals may not show symptoms until age 21. Furthermore, in rare cases, even individuals with profound deficiencies of biotinidase can be asymptomatic. detailed the effects of biotin deficiency, including aggression, cognitive delay, and reduced immune function.
Генетика
Мутации в гене BTD вызывают дефицит биотинидазы. Биотинидаза – это фермент, кодируемый геном BTD. Было выявлено множество мутаций, приводящих к нефункциональности фермента или его продукции в крайне низких количествах. Биотин – это витамин, химически связанный с белками (большинство витаминов связаны с белками лишь слабо). Без активности биотинидазы витамин биотин не может быть высвобожден из пищи и, следовательно, не может быть использован организмом. Другая функция фермента биотинидазы – рециркуляция биотина из ферментов, важных для метаболизма (переработки веществ в клетках). При недостатке биотина специфические ферменты, называемые карбоксилазами, не могут перерабатывать определенные белки, жиры или углеводы. В частности, метаболизм двух незаменимых аминокислот с разветвленной цепью (лейцина и изолейцина) нарушается. У людей с дефицитом функциональной биотинидазы может сохраняться нормальная активность карбоксилаз при достаточном поступлении биотина с пищей. Стандартная схема лечения предполагает применение 5–10 мг биотина в сутки. Дефицит биотинидазы наследуется по аутосомно-рецессивному типу, что означает, что дефектный ген расположен на аутосоме, и для развития заболевания необходимо унаследовать две копии дефектного гена – по одной от каждого родителя. Родители ребенка с аутосомно-рецессивным заболеванием обычно не страдают от него, но являются носителями одной копии дефектного гена. Если оба родителя являются носителями дефицита биотинидазы, вероятность рождения ребенка с этим заболеванием составляет 25%, вероятность того, что ребенок будет носителем – 50%, а вероятность того, что ребенок не будет поражен – 25%. Хромосомный локус расположен на 3p25. Ген BTD содержит четыре экзона длиной 79 п.н., 265 п.н., 150 п.н. и 1502 п.н. соответственно. Известно как минимум о 21 различной мутации, приводящей к дефициту биотинидазы. Наиболее распространенными мутациями при тяжелом дефиците биотинидазы (<10% нормальной активности фермента) являются: p. Cys33PhefsX36, p. Gln456His, p. Arg538Cys, p. Asp444His и p.[Ala171Thr;Asp444His]. Почти у всех пациентов с частичным дефицитом биотинидазы (10–30% активности фермента) обнаружена мутация p. Asp444His в одном аллеле гена BTD в сочетании со вторым аллелем.
Mutations in the BTD gene cause biotinidase deficiency. Biotinidase is the enzyme that is made by the BTD gene. Many mutations that cause the enzyme to be nonfunctional or to be produced at extremely low levels have been identified. Biotin is a vitamin that is chemically bound to proteins. (Most vitamins are only loosely associated with proteins.) Without biotinidase activity, the vitamin biotin cannot be separated from foods and therefore cannot be used by the body. Another function of the biotinidase enzyme is to recycle biotin from enzymes that are important in metabolism (processing of substances in cells). When biotin is lacking, specific enzymes called carboxylases cannot process certain proteins, fats, or carbohydrates. Specifically, two essential branched chain amino acids (leucine and isoleucine) are metabolized differently. Individuals lacking functional biotinidase enzymes can still have normal carboxylase activity if they ingest adequate amounts of biotin. The standard treatment regimen calls for 5–10 mg of biotin per day. Biotinidase deficiency is inherited in an autosomal recessive pattern, which means the defective gene is located on an autosome, and two copies of the defective gene one from each parent must be inherited for a person to be affected by the disorder. The parents of a child with an autosomal recessive disorder are usually not affected by the disorder, but are carriers of one copy of the defective gene. If both parents are carriers for the biotinidase deficiency, there is a 25% chance that their child will be born with it, a 50% chance the child will be a carrier, and a 25% chance the child will be unaffected. The chromosomal locus is at 3p25. The BTD gene has four exons of lengths 79 bp, 265 bp, 150 bp and 1502 bp, respectively. There are at least 21 different mutations that have been found to lead to biotinidase deficiency. The most common mutations in severe biotinidase deficiency (<10% normal enzyme activity) are: p. Cys33PhefsX36, p. Gln456His, p. Arg538Cys, p. Asp444His, and p.[Ala171Thr;Asp444His]. Almost all individuals with partial biotinidase deficiency (10 30% enzyme activity) have the mutation p. Asp444His in one allele of the BTD gene in combination with a second allele.
Патофизиология
Симптомы дефицита вызваны неспособностью повторно использовать молекулы биотина, необходимые для роста клеток, выработки жирных кислот и метаболизма жиров и аминокислот. Без лечения симптомы могут привести к серьезным последствиям, таким как кома или смерть. При прекращении регулярного лечения симптомы могут вернуться в любой момент жизни.
Symptoms of the deficiency are caused by the inability to reuse biotin molecules that are needed for cell growth, production of fatty acids and the metabolism of fats and amino acids. If left untreated, the symptoms can lead to later problems such as comas or death. Unless treatment is administered on a regular basis, symptoms can return at any point during the lifespan.
Диагноз
Дефицит биотинидазы можно выявить с помощью генетического тестирования. Это часто проводится при рождении в рамках неонатального скрининга в ряде штатов США. Результаты определяются путем анализа небольшой капли крови, взятой из пятки младенца. Поскольку не во всех штатах этот тест обязателен, его часто не делают там, где такое тестирование не предусмотрено. Дефицит биотинидазы также можно выявить путем секвенирования гена BTD, особенно у людей с семейным анамнезом или известной мутацией гена в семье.
Biotinidase deficiency can be found by genetic testing. This is often done at birth as part of newborn screening in several states throughout the United States. Results are found through testing a small amount of blood gathered through a heel prick of the infant. As not all states require that this test be done, it is often skipped in those where such testing is not required. Biotinidase deficiency can also be found by sequencing the BTD gene, particularly in those with a family history or known familial gene mutation.
Лечение
Лечение возможно, но при прекращении ежедневного приема могут возникнуть проблемы. В настоящее время это достигается путем приема 5–10 мг биотина внутрь ежедневно. Если симптомы уже проявились, стандартные методы лечения могут облегчить их, например, слуховые аппараты при ухудшении слуха.
Treatment is possible but unless continued daily, problems may arise. Currently, this is done through supplementation of 5–10 mg of oral biotin a day. If symptoms have begun to show, standard treatments can take care of them, such as hearing aids for poor hearing.