Trimetyloaminuria reagująca na ryboflawinę u pacjenta z homocystynurią podczas leczenia betainą (Nieprzyjemny zapach ciała mimo mycia)

 Trimetyloaminuria reagująca na ryboflawinę u pacjenta z homocystynurią podczas leczenia betainą (Nieprzyjemny zapach ciała mimo mycia)

Opis

17-letnia pacjentka z homocystynurią niereagującą na pirydoksynę, leczona 20 g betainy dziennie, rozwinęła silny zapach ciała, który opisywano jako rybopodobny. Zmierzono trimetyloaminę w moczu (TMA) i stwierdzono, że jest ona znacznie zwiększona. Analiza mutacji DNA wykazała homozygotyczność wspólnego wariantu allelicznego w genie kodującym enzym utleniający TMA FMO3. Bez zmiany diety i leczenia betainą ryboflawinę podawano w dawce 200 mg na dobę. Jej przyjaciele i rodzina zauważyli natychmiastową poprawę w zapachu, a TMA w moczu znacznie się zmniejszyła, chociaż nadal przekraczała normalny zakres.

Stopniowe dalsze zmniejszanie TMA (i zapachu) następowało podczas przyjmowania ryboflawiny. Przez cały ten okres, zgodność betainy została wykazana poprzez pomiar wydalania dimetyloglicyny (DMG), które było konsekwentnie zwiększane. Oznaczone wydzieliny DMG po ustąpieniu zapachu również wskazują, że DMG nie był źródłem zapachu.

To badanie pacjentów wskazuje na możliwość, że betaina może zostać w pewnym stopniu przekształcona w TMA przez florę jelitową, powodując znaczący zapach ryb, gdy utlenianie TMA jest zaburzone przez warianty FMO3 . Istnieje możliwość, że zapach ciała czasami związany z terapią betainą w przypadku homocystynurii może nie być związany ze zwiększoną ilością krążącej betainy lub DMG, ale z powodu powszechnej mutacji FMO3 powodującej TMAU. Korzyści płynące z terapii ryboflawiną dla TMAU dla takich pacjentów pozwoliłyby na utrzymanie terapii betainą bez problematycznego zapachu ciała.

 

Wprowadzenie

Trimetyloaminuria (TMAU) i związany z nią zapach ciała („zespół zapachu ryb”) mogą być spowodowane brakiem utleniania N-trimetyloaminy (TMA) przez enzym wątrobowy flawinę zawierający monooksygenazę typu 3 (FMO3) (pierwotny TMAU) (MIM 136132 ) (Humbert i wsp. 1970 ) (Lee i wsp. 1976 ), a także nadmierną produkcję TMA przez florę jelitową (wtórne TMAU) (Mitchell 1996 ) (Fraser-Andrews i wsp. 2003 ). Ponad 40 mutacji zostały opisane w FMO3 genu, który znajduje się na chromosomie 1, z jasno genotyp-fenotyp korelacji (Treacy i in., 1998 ; Zschocke i wsp. 2002), w tym kombinacje wariantów allelicznych, które zostały powiązane z łagodnymi lub przerywanymi TMAU. Najczęściej występuje wariant p. [Glu158Lys; Glu308Gly], który w stanie homozygotycznym może dotyczyć od 1 na 100 do 1 na 20 populacji (Zschocke i wsp. 1999 ). Prezentacja może być ograniczona do okresów dużej ilości choliny w diecie i owoców morza, a także okresów okołomiesiączkowych u pacjentek.

Zapach ciała był opisywany jako efekt uboczny podawania betainy (trimetyloglicyny) (Wilcken i Wilcken 1997 ) w dawkach terapeutycznych w leczeniu homocystynurii niereagującej na pirydoksynę (niedobór beta-syntazy cystationiny (MIM 236200). zapach został zgłoszony jako rybi (Kraus i Kozich 2001 ), co sugeruje TMA, ale może być również spowodowany demetylowanym metabolitem betainy, dimetyloglicyną (DMG). DMG zgłaszano nie tylko w wysokich stężeniach w osoczu i moczu po podaniu betainy (Schwahn i wsp. 2003 ), ale w jednym przypadku niedoboru dehydrogenazy DMG wiązano go z zapachem podobnym do ryb (Moolenaar i wsp. 1999 ).

Podawanie ryboflawiny (witamina B2) było związane ze zmniejszeniem wydalania TMA u niektórych pacjentów z TMAU (niepublikowane obserwacje) przypuszczalnie spowodowane zwiększoną aktywnością FMO3 z ryboflawiną działającą jako kofaktor. Ryboflawina reakcji wcześniej odnotowano u niektórych pacjentów ze stwardnieniem acylo-CoA dehydrogenazy niedobór gdzie ryboflawina jest kofaktorem dla transferu elektronów flawoproteiną-koenzymu Q, która ma zasadnicze znaczenie dla aktywności dehydrogenazy acylo-CoA (Olsen i wsp., 2007 ). Przedstawiony tu przypadek TMAU wyraźnie pokazuje odpowiedź na ryboflawinę w obniżeniu wydalania TMA z jednoczesnym zmniejszeniem zapachu ciała u nastolatki otrzymującej duże dawki betainy z powodu homocystynurii.

 

 

Metody

TMA : Pomiar TMA w moczu (z tlenkiem TMA przez redukcję chlorkiem tytanu) został osiągnięty przy użyciu zalkalizowanych próbek ogrzewanych w autosamplerze headspace z chromatografią gazową - spektrometrią mas (GCMS) gazowego TMA. Do oceny ilościowej zastosowano stabilny stosunek izotopów TMA do deuterowanego (d9-) TMA (Treacy et al. 1995 ).

40 µg wzorca wewnętrznego d9-TMA-DCl dodano do 2 ml moczu do analizy TMA (wolnego) i 0,2 ml moczu do analizy wolnego TMA plus TMA-tlenek (całkowity). W wyniku reakcji z chlorkiem tytanu do całkowitej powtórzeń pomiarów TMA wolnej i całkowitej TMA każdej moczu ochłodzono w lodzie i alkalinised przez dodanie 0,6 g KOH i 1 g K ₂ CO ₃ . Wzorce kalibracyjne chlorowodorku TMA i tlenku TMA zostały pobrane metodą wraz z próbkami kontroli jakości na dwóch poziomach.

Przygotowane próbki szczelnie zamknięto w fiolkach i załadowano do autosamplera headspace (HP7694 Agilent Technologies), który połączono przez ogrzewaną linię z GCMS (Agilent 5973N) wyposażonym w 15-metrową kolumnę ze stopionej krzemionki bez fazy stacjonarnej. Próbki ogrzewano do 90 ° C przez 40 minut przed wstrzyknięciem. Czas przebiegu GCMS wynosił 5 minut, podczas którego TMA monitorowano za pomocą jonu MH (m / z 58) i d9-TMA z jonem MD (m / z 68). Stosunki powierzchni pików zarówno dla wolnego, jak i całkowitego TMA zastosowano do obliczenia stężeń po kalibracji wewnętrznego standardu.

DMG : Mocz z wewnętrznym standardem d2-DMG analizowano przez liofilizację i GCMS estru tert-butylodimetylosililowego.

100 µl podwielokrotności moczu (rozcieńczonego do uzyskania wartości kreatyniny 0,1 mmol / l) zmieszano z wodnym roztworem zawierającym 0,5 µg wzorca wewnętrznego d2-DMG i dodano 1 ml metanolu w celu ułatwienia liofilizacji. Fiolki umieszczono pod delikatnym strumieniem azotu na 45 min w 40 ° C. Suszone próbki następnie derywatyzowano przez dodanie 100 μl N-metylo-tert-butylodimetylosiliilo-trifluoroacetamidu (MTBSTFA) z 100 μl acetonitrylu i ogrzewanie do 80 ° C przez 45 min. Trzeciorzędowe estry butylodimetylosililowe wstrzyknięto na kolumnę GC (SGE BPX5 30 m) przy użyciu 3 µl zastrzyku dzielonego. Ocena ilościowa została osiągnięta poprzez monitorowanie jonów m / z 160 i 162 odpowiednio dla DMG i d2-DMG.

DNA : genomowy DNA pacjenta wyekstrahowano z próbek krwi obwodowej przy użyciu modułu do separacji magnetycznej I (Chemagen). Genomowy DNA zamplifikowano przez PCR stosując polimerazę Taq Hot Red (ABGene), 3 mM MgCl ₂ .

Startery zaprojektowano do amplifikacji każdego egzonu kodującego białko i co najmniej 25 pz granic między intronami / egzonami dla eksonów 2–9 genu FMO3 (numer dostępu NM_006894.5 ). Sekwencjonowanie cykliczne przeprowadzono przy użyciu standardowych starterów M13 przyłączonych do starterów specyficznych dla genu za pomocą elektroforezy przeprowadzonej na analizatorach DNA ABI3730.

 

Opis przypadku

U SW początkowo rozpoznano homocystynurię w wieku 7 lat po wystąpieniu zwichniętych soczewek. Jej całkowita homocysteina (tHcys) została zmierzona przy 145 μmol / L (ref. <16), co częściowo odpowiadało na pirydoksynę (121 μmol / L). Dalszą redukcję tHcys (59 μmol / l) osiągnięto, stosując początkowo terapię betainą w trzech dawkach po 2 g dziennie, które w wieku 15 lat zwiększano do dwóch dawek po 8 g dziennie. Metionina w osoczu wzrosła dramatycznie po leczeniu betainą z 57 do 1445 μmol / l (ref. 8–47), co wskazuje na skuteczną remetylację homocystyny. W okresie nastoletnim stężenia tHcys w osoczu przekraczające 100 μmol / l były powodem do niepokoju, ponieważ liniowy wzrost dobiegł końca, zmniejszając w ten sposób zapotrzebowanie na białko i zwiększając ich katabolizm. W odpowiedzi na tę zmianęDawkę betainy zwiększono do 20 g dziennie, co niestety spowodowało brak przestrzegania zaleceń (odkryto w domu niewykorzystaną betainę), czego wynikiem było bardzo wysokie wyniki tHcys w osoczu. Po poradach klinicznych i interwencji rodzinnej zgodność uległa poprawie, a wartości tHcys zaczęły się normalizować. Jednak przy tej nowej wysokiej dawce rodzina i przyjaciele zauważyli silny rybny zapach ciała i oddechu, co zaczęło powodować problemy w szkole. Zapach utrzymywał się po zmniejszeniu dawki betainy do 16 g dziennie. W wieku 17 lat ten poważny problem społeczny stanowił kolejne zagrożenie dla podatności na betainę i kontroli metabolicznej homocystynurii SW. Zgłoszono również, że zapach był bardziej wyczuwalny w okresie menstruacji. Rodzina poinformowała, że ​​zapach był bezpośrednio związany z podawaniem betainy.co niestety skutkowało brakiem zgodności (odkryto w domu niewykorzystaną betainę), czego wynikiem było bardzo wysokie wyniki tHcys w osoczu. Po poradach klinicznych i interwencji rodziny zgodność uległa poprawie, a wartości tHcys zaczęły się normalizować. Jednak przy tej nowej wysokiej dawce rodzina i przyjaciele zauważyli silny rybny zapach ciała i oddechu, co zaczęło powodować problemy w szkole. Zapach utrzymywał się po zmniejszeniu dawki betainy do 16 g dziennie

 

TMA mierzono w próbce moczu i stwierdzono, że jest on znacznie podwyższony przy 392 mmol / mol kreatyniny (normalny zakres 2–11). Jej stosunek wolnego TMA / całkowitego TMA (wolny TMA + TMA-tlenek) również wzrósł o 93% (normalny zakres <21%).

Postanowiono nie wycofywać ani nie modyfikować terapii betainą ani nie wprowadzać żadnych zmian w jej diecie, ale spróbować ryboflawiny w dwóch dawkach po 100 mg dziennie.

W ciągu kilku dni od suplementacji ryboflawiny zapach ciała SW znacznie się poprawił, a jej rodzina prawie nie była w stanie wykryć żadnego zapachu ciała.

TMA w moczu mierzono po 30 dniach i stwierdzono, że spadło do 77 (mmol / mol kreatyn.) (Tabela 1) (36% darmowego / całkowitego TMA). Dalsze pomiary TMA wykazały dalsze zmniejszenie wydalania do 20 po 330 dniach stosowania ryboflawiny (7% wolnej / całkowitej TMA). SW zgłosił szczątkowy rybi smak (tylko zapach oddechu), jednak zapach ciała nie stanowi już problemu.

 

 

Tabela 1

TMA w moczu i DMG μmol / mmol kreatyniny. DMG w osoczu μmol / l przed i po podaniu ryboflawiny

Dni na ryboflawinie	Bezpłatne TMA (ref. <11)	Wolne / całkowite TMA (ref. <0,21)	DMG (ref. <16)	Plazma DMG (ref. <8)
0	392	0.93	1,471	272
28	77	0.36	1,076	216
77	37	0,27	1,017
133	27	0.21	2,044
223	22	0,17	1,935
328	20	0,07	957

 

 

 

Pomiary DMG w moczu (tab 1) pokazują oczekiwane wyraźne wydalanie zgodne z podatnością betainy w zakresie od 1,0 do 2,2 mola / mol kre. Zmierzono również DMG w osoczu i stwierdzono, że wynosi ono 272 i 216 μmol / l (odniesienie <8) w czasie dwóch pierwszych zebranych moczu. Co ważne, te wartości DMG u naszego pacjenta utrzymywały się po ustąpieniu zapachu ciała.

 

Analiza mutacji

Analiza genomowego DNA przez sekwencjonowanie ujawniła poprzednio opisany, wspólny wariant allelu p.Glu158Lys; Glu308Gly w stanie homozygotycznym (Zschocke i wsp. 1999 ). Wcześniejsze doniesienia wiązały ten genotyp z łagodnym lub przerywanym fenotypem, który najprawdopodobniej występuje ze znaczącym zapachem tylko wtedy, gdy są wywoływane przez dietetyczne prekursory TMA lub podczas wahań hormonalnych, na przykład tuż przed miesiączką.

 

 

Dyskusja

Skutki uboczne betainy (Cystadane) zostały dobrze udokumentowane i obejmują anoreksję, pobudzenie, depresję, drażliwość, zaburzenia osobowości, zaburzenia snu, zaburzenia uzębienia, biegunkę, zapalenie języka, nudności, dolegliwości żołądkowe, wymioty, nietrzymanie moczu, wypadanie włosów, pokrzywkę i zaburzenia zapach skóry (Orphan-Europe 2007 ). Te działania niepożądane zostały sklasyfikowane jako „niezbyt częste” i występują z częstością od 1 na 100 do 1 na 1000 pacjentów.

Jednak w pilotażowym badaniu terapii bezalkoholowym stłuszczeniowym zapaleniem wątroby betainą czterech z dziesięciu badanych doświadczyło nudności, skurczów brzucha, luźnych stolców i zapachu ciała (Abdelmalek i wsp. 2001 ).

Wykazano, że cholina (2-hydroksy-trimetyloamonioetanol) łatwo przekształca się w tlenek TMA po podaniu szczurom (Norris i Benoit 1945 ). W eksperymentach porównujących tlenek TMA w moczu wytwarzany po wstrzyknięciu i karmieniu, około 27% karmionej choliny zostało przekształcone w tlenek TMA w porównaniu z 2% po wstrzyknięciu. Ta droga bakteryjna nie została odtworzona przez karmienie betainą, co spowodowało mniej niż 1% konwersji. Wcześniej bakteryjna produkcja TMA z betainy w jelitach była opisywana jako „śladowa” (Wunsche 1940 ). Dlatego nie jest zaskakujące, że betaina została pominięta jako źródło TMA przez działanie jelitowe (Busby i wsp. 2004 ).

Konwersja betainy do TMA jako część metanogenezy została opisana w przypadku niektórych gatunków bakterii, w szczególności Clostridium sporogenes (Naumann et al. 1983 ), Desulfuromonas acetoxidans (Heijthuijsen i Hansen 1989 ) oraz Haloanaerobacter salinarus (Moune i wsp. 1999 ). Nie jest jednak pewne, czy dynamika ścieżek dla tych gatunków może skutkować znaczną produkcją TMA.

Nasz pacjent nie miał problematycznych skutków ubocznych terapii betainą w wieku od 7 do 15 lat. Jej zapach może być ściśle skorelowany z TMAU i jest zgodny z przebiegiem łagodnej lub przerywanej postaci tego zaburzenia, co jest związane z powszechnie opisanym wariantem allelicznym. Pacjentki z tym wariantem często odczuwają zapach ryby w okresie menstruacji. Zapach może następnie ustąpić, chyba że zostanie zakwestionowany znacznym obciążeniem dietetycznym (zwykle pokarmy o wysokiej zawartości choliny, takie jak jajka, rośliny strączkowe, podroby, a także owoce morza (tlenek TMA). narzędzie, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że przerywany zapach jest cechą niektórych wariantów FMO3 (Chalmers i in. 2003 ).

W związku z tym prezentacja naszej pacjentki wydaje się być silnie powiązana z połączonymi skutkami obciążenia betainą i łagodnym niedoborem FMO3 spowodowanym przez chorobę genetyczną inną niż homocystynuria. Natychmiastowe zmniejszenie wydalania TMA po podaniu 100 mg ryboflawiny dziennie bez zmniejszania terapii betainą wskazuje na łagodny fenotyp, który prawdopodobnie pojawiałby się sporadycznie, gdyby ładowanie betainą nie trwało.

Podatność betainy wykazała wyraźne wydzielanie DMG, które pozostawało podwyższone, gdy zapach (i wydalanie TMA) był znacznie zmniejszony. Zapach naszego pacjenta pozostawał ledwo wykrywalny po rozpoczęciu suplementacji ryboflawiną, chociaż wydalanie DMG faktycznie wzrosło między 77 a 133 dni po ryboflawinie. Wartości w osoczu były podobne do tych dla pacjenta opisanego w rybim zapachu nadana dimethylglycinuria (Moolenaar i wsp. 1999) z wartościami moczu naszego pacjenta dwu- do czterokrotnie wyższymi niż u opisanego pacjenta z dimetyloglicyniurią. W związku z tym zapach ryb związany ze zwiększonym DMG wydaje się być niespójny, biorąc pod uwagę naszego pacjenta i inne stany, co skutkuje zwiększonym DMG, takim jak niedobór wielu dehydrogenazy acylo-CoA (MADD), gdzie nie przytoczono żadnych doniesień o zapachu (Burns et al. 1998 ) z wydalaniem DMG tak zaznaczonym, jak w pojedynczym opisanym przypadku niedoboru dehydrogenazy DMG.

SW nadal jest zgodny z betainą, mimo że odnotowano, że pozostały zapach oddechu był smakiem ryby. Wydalanie TMA nadal spada przez miesiące od rozpoczęcia stosowania ryboflawiny i może ostatecznie osiągnąć normalne wartości. Bez podania ryboflawiny nie ma wątpliwości, że przyjmowanie dużych dawek betainy byłoby trudne dla tego pacjenta. Odnotowano, że zmienna podatność na betainę stanowi problem w leczeniu homocystynurii niereagującej na pirydoksynę (Singh i wsp. 2004 ). Skutki uboczne, takie jak zapach, mogły przyczynić się do tego braku przestrzegania zaleceń i prowadzić do nieoptymalnej kontroli stanu metabolicznego pacjentów. Pomimo rutynowego wymieniania niezwykłego zapachu ciała jako sporadycznego efektu ubocznego terapii betainą (Orphan Europe 2007 ), Dokładny charakter zapachu nie został opisany inaczej niż „rybi” (Kraus i Kozich 2001). Hipermetioninemia spowodowana remetylacją homocystyny ​​przez betainę jest powiązana nie tylko z toksycznością narządów u szczurów i opóźnieniem wzrostu u niemowląt (Smolin i wsp. 1981 ), ale także z siarkowym, przypominającym kapustę zapachem ciała (Påby i wsp. 1989 ). Dlatego połączenie zapachów może powodować problemy u niektórych pacjentów otrzymujących betainę, zarówno TMA, jak i metioninę. Pomiary TMA, genotypowanie FMO3 i terapia ryboflawiną u niektórych pacjentów z homocystynurią mogą umożliwić złagodzenie nieprzyjemnych zapachów i promować zgodność z terapią betainą w dużych dawkach i korzyściami ratującymi życie.

Streszczenie

Zapach ciała związany z betainą może wynikać z trimetyloaminurii i reagować na terapię ryboflawiną bez obniżania dawki betainy.

 

 

 Tekst oryginalny:

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3509925/