Synnynnäinen laktaasinpuute arvioitua yleisempi sairaus?

Transkriptio

1 KATSAUS Suvi Torniainen, Erkki Savilahti ja Irma Järvelä Synnynnäinen laktaasinpuute arvioitua yleisempi sairaus? Synnynnäinen laktaasinpuute on suomalaiseen tautiperintöön kuuluva, peittyvästi periytyvä vasta syntyneiden ripulitauti, jossa ohutsuolen epiteelisolujen laktaasientsyymin aktiivisuus on hyvin vähäinen syntymästä asti. Laktoosin nauttiminen aiheuttaa tätä tautia potevalle vastasyntyneelle niin vakavia oireita, ettei rintaruokinta ole mahdollista. Hoitamattomana tauti johtaa kuivumistilaan, jonka vuoksi tarvitaan yleensä sairaalahoitoa. Synnynnäinen laktaasin puute aiheutuu mutaatioista laktaasientsyymiä koodaavassa geenissä. Suomesta on toistaiseksi löydetty seitsemän mutaatiota yhteensä 43 potilaalta. Päämutaatio esiintyy 95 %:ssa tautialleeleista. Italialaiselta potilaalta on löytynyt kaksi mutaatiota ja turkkilaiselta sisarusparilta aikaisemmin suomalaiselta tunnistettu mutaatio. Tauti näyttäisi olevan arvioitua yleisempi ainakin Suomessa. 766 Synnynnäinen laktaasin puute (CLD) todettiin ensimmäisen kerran Englannissa (Holzel ym. 1959, 1967). Kyseessä on vastasyntyneen vaikea ripulitauti, joka alkaa pian laktoosipitoisen ruoan kuten rintamaidon annon jälkeen. Taudissa laktaasientsyymin aktiivisuus ohutsuolen limakalvossa puuttuu kokonaan tai on hyvin vähäinen (Holzel ym. 1959, Savilahti ym. 1983). Tällöin maitotuotteiden sisältämä laktoosi ei pilkkoudu glukoosiksi ja galaktoosiksi. Imeytymättömän laktoosin osmoottinen paine johtaa nesteiden siirtymiseen elimistöstä suoleen ja vetisiin ulosteisiin. Laktoosin poisto lopettaa ripulioireen muutamien tuntien kuluessa, ja potilaat pysyvät oireettomina laktoosittomalla ruokavaliolla. Ohutsuolen limakalvon rakenne ja muiden sokereita hajottavien entsyymien aktiivisuudet ovat normaalit. Vuonna 1966 Suomesta kuvattiin ensimmäiset CLD-tapaukset (Launiala ym.), ja jatkotutkimuksissa potilaita alkoi löytyä siten, että vuonna 1983 kuvattiin 16 potilaan sarja, joka on suurin maailmassa (Savilahti ym.). Synnynnäinen laktaasinpuute täytti siten suomalaisen tautiperinnön kriteerit. Suku tutkimusten mukaan tautigeeniä esiintyy eniten savolaisasutuksen alueella ( Järvelä ym. 1998). Molekyyligenetiikka Molekyyligeneettiset tutkimukset suomalaisissa perheissä ovat osoittaneet, että tauti aiheutuu laktaasigeenin mutaatioista ( Järvelä ym. 1998, Kuokkanen ym. 2006). Suomalaisilta potilailta on löytynyt seitsemän mutaatiota (kuva 1). Perustajamutaatio eksonissa 9, jossa tyrosiini muuttuu ennenaikaiseksi lopetuskodoniksi laktaasiproteiinin aminohapon 1390 kohdalla (Y1390X), esiintyy 95 %:ssa suomalaisista tautialleeleista. Päämutaatio on rikastunut Savon ja Oulun seuduille. Muut kuusi mutaatiota ovat harvinaisia ja esiintyvät yksittäisissä perheissä. Päämutaation suurin kantajataajuus on todettu Nilsiässä (1:35) (kuva 2) (Kuokkanen ym. 2006). Lisäksi olemme äskettäin löytäneet kaksi uutta mutaatiota italialaiselta CLD-potilaalta sekä aiemmin suomalaisella potilaalla todetun mutaation, jossa glutamiini muuttuu seriiniksi (G1363S) eksonissa 9, turkkilaista alkuperää olevilta sisaruksilta (Torniainen ym. 2009). Duodecim 2009;125:766 70

2 Rakenne Konservoituneet alueet S LCT:n esiaste Kypsä LCT A C I II III IV Ei-suomalaisilta löydetyt mutaatiot S688P G1363S E1612X Eksonit Suomalaisilta löydetyt mutaatiot S218fsX224 Q268H V565fsX567 G1363S Y1390X R1587H S1666fsX1722 Aktiivinen kohta Katkeamiskohta S = signaalipeptidi A = kalvoankkuri C = solunsisäinen häntä LCT = laktaasientsyymiä koodaava geeni Kuva 1. Kaavio laktaasigeenin rakenteesta ja löydettyjen mutaatioiden sijainnista geenin alueella. Laktaasin aminohappojuoste on aminohappoa pitkä, ja se on kahteen kertaan kahdentunut evoluution aikana. Tämän seurauksena laktaasigeeni sisältää neljä konservoitunutta aluetta, kaksi proteiinin esiasteessa ja kaksi valmiissa proteiinissa (kuva 1). Laktaasissa on viisi domeenia: signaalipeptidi, esialue (rooli laskostumisessa, pilkkoutuu pois proteiinin kypsyessä) (Naim ym. 1994, Jacob ym. 2002), itse kypsä proteiini, joka sisältää floritsiinihydrolaasin ja laktaasin aktiiviset kohdat, kalvoankkuri (proteiinin suolen limakalvoon sitova osa) ja solunsisäinen häntä. Kypsässä proteiinissa esiintyy vain kolme viimeksi mainittua osaa (Mantei ym. 1988). Mutaatiot ovat jakautuneet tasaisesti koko geenin alueelle, ja ne kattavat sekä entsyymin esiasteen että kypsän entsyymin (kuva 1). Viisi mutaatioista johtaa lopetuskodonin ennen aikaiseen syntymiseen ja proteiinin tuoton ennen aikaiseen päättymiseen. Loput neljä mutaatiota ovat ns. missense-mutaatioita. Niissä aminohappomuutos on johtanut kemiallisilta ja fysikaalisilta ominaisuuksiltaan toisenlaisen aminohapon muodostumiseen, joka voi häiritä proteiinin oikeanlaista laskostumista. Mutaa tion paikka laktaasigeenissä ei vaikuta ilmiasun vakavuuteen, vaan kaikki mutaatiot johtavat vaikeaan taudinkuvaan, jossa laktaasin aktiivisuus on suolen pintaepiteelisolussa hyvin vähäinen tai sitä ei ole ollenkaan. Mutaatioiden tunnistaminen on mahdollistanut geenitestin käyttöönoton diagnoosin varmistamiseksi (www. huslab.fi). Taudin yleisyys ja diagnosointi Kliinisesti löydettyjen CLD-tapausten esiintyvyyden perusteella taudin yleisyydeksi on arvioitu 1: Kuitenkin uusia tapauksia löydettiin yhdeksän vuonna 2006 ja kaksi vuonna Nyttemmin on löydetty ensimmäiset mutaatiot myös ulkomaista syntyperää olevilta potilailta. Tämä viittaa siihen, että CLD olisi selvästi arvioitua yleisempi sairaus ainakin Suomessa. Synnynnäistä laktaasinpuutetta tulisi epäillä, kun vauvalle ilmaantuu maitoruokinnan aloittamisen jälkeen vetistä ripulia ja paino laskee tai parhaimmillaan pysyy syntymäpainon tasolla hyvästä syömisestä ja ruokahalusta huolimatta. Äidit havaitsivat ripulin puolella kuvatuista 16 vauvasta ensimmäisen ruokinnan jälkeen, myöhimmillään kymmenen vuorokauden iässä (Savilahti ym. 1983). Laboratoriotutkimukset osoittavat kuivumisesta aiheutuneen aineenvaihdunnallisen asidoosin. Ulosteiden sokeripitoisuus on suuri ja ph pieni päinvastoin kuin synnynnäisessä kloridiripulissa, jossa vetinen ripuli alkaa jo ennen syntymää. Ulosteiden natrium-, kalium- ja kloridipitoisuudet ovat pienet (normaalit) 767 Synnynnäinen laktaasinpuute arvioitua yleisempi sairaus?

3 KATSAUS 768 ja ulosteissa on bikarbonaattia. Diagnoosi voidaan tehdä päivystysluonteisena ulosteen Clini test-kokeella. Vaste laktoosittomaan ruokintaan siirryttäessä on nopea; ripuli loppuu ja vauvan paino alkaa nousta. Osmoottinen ripuli on niin runsasta, että huolimatta vauvan hyvästä ruokahalusta syntymäpaino ei ylity. Vanhimmat hoitoon tulleet vauvat ovat olleet kolmen kuukauden iässä vaikeasti aliravittuja ja kuivuma tila on ollut vaikea (Savilahti ym. 1983). Varhaisen, alustavan taudinmäärityksen voi tehdä ulostelöydöksen tai hoitovasteen perusteella. Myöhemmin CLD voidaan diagnosoida geneettisellä testillä tai suolesta otetun kudosnäytteen perusteella. Näytteen rakenne on normaali mutta laktaasipitoisuus hyvin pieni. Suomessa tauti on tunnettu ja osataan siksi diagnosoida, mutta osataanko tauti diagnosoida muualla Euroopassa, jossa tauti tuntemattomampi? Koska hoito on yksinkertaista ja toisaalta jotkut CLD-potilaat tottuvat käyttämään pieniä määriä maitoa, osa tapauksista voi jäädä diagnosoimatta myös Suomessa. Oikea diagnoosi ja seuranta ovat tärkeitä potilaan kannalta, sillä nesteenä saatava ravinto on välttämätön vauvan kehitykselle. Tämän osoitti tutkimus, jossa maitoallergikkovauvoille ei maidon tilalle suositeltu korvikevalmistetta vaan annettiin juomana vettä ja pyrittiin korvaamaan ravintotarpeet kiinteillä ruoilla. Ravitsemustila ja kasvu kärsivät tästä (Paganus ym. 1992). CLD:tä poteville vauvoille tulee antaa maidon sijasta laktoositonta korviketta (Nutramigen, Pepti-Junior, Profylac). Soijakorvikkeen anto vastasyntyneelle CLD-potilaalle on johtanut vaikeaan asidoosiin, ja siksi suositamme soijakorvikkeiden (Mini Max Soija, Nutrisoija) käyttöä vasta kuuden kuukauden iän jälkeen. CLD verrattuna aikuistyypin hypolaktasiaan Laktaasinpuutokset luokitellaan kolmeen ryhmään: synnynnäiseen, aikuistyyppiseen ja sekundaariseen. Sekundaarinen laktaasinpuute syntyy monissa ohutsuolen pintaepiteeliä vahingoittavissa taudeissa, kuten keliakiassa, ja Pudasjärvi 1:72 Nilsiä 1:35 Myöhäinen asutusalue Varhainen asutusalue Salo 0:140 Lieksa 1:133 Kuva 2. Perustajamutaation Y1390X esiintyvyys veren luovuttaja-aineistossa (Kuokkanen ym. 2006). se paranee, kun perustauti hoidetaan. Synnynnäinen ja aikuistyypin laktaasinpuute eroavat selvimmin toisistaan alkamisiän ja oireiden vaikeuden perusteella. CLD:ssä mutaatio johtaa siihen, että laktaasin aktiivisuus on jo syntymän aikaan pieni tai olematon. Aikuismuodon puutos on itse asiassa imeväisen perusominaisuus: kun jälkeläinen tulee toimeen ilman laktoosia, laktaasin synteesi ohutsuolen pintaepiteelissä vähenee noin 10 %:iin ja laktoosin runsas nauttiminen aiheuttaa oireita. Ihmisellä muutos tapahtuu 1 2 ikävuoden jälkeen aina noin 12 vuoden ikään saakka (Rasinperä ym. 2004). Hypolaktasiassa laktaasin aktiivisuus on suomalaisilla keskimäärin 6,9 U proteiinigrammaa kohti (Enattah ym. 2007). Laktaasin aktiivisuuden säilyminen on myöhäinen mutaatio, jonka Euroopassa esiintyvän geenimuodon on arvioitu syntyneen noin vuotta sitten ensimmäisen S. Torniainen ym.

4 kerran ja noin vuotta sitten toistamiseen (Kuokkanen ym. 2004). Mutaatio on yleistynyt varsinkin karjaa hoitavissa väestöissä. Pieneen tai puuttuvaan laktaasin aktiivisuuteen johtavat mekanismit ovat erilaiset: CLD:tä aiheuttavat mutaatiot ovat laktaasigeenin sisällä ja johtavat itse proteiinin toimintahäiriöön. Aikuistyypin puutteessa taas mutaatio sijaitsee laktaasigeenin kaukaisella säätelyalueella, joka johtaa laktaasigeenin lähetti-rna:n määrän vähentymiseen (Enattah ym. 2002, Kuokkanen ym. 2006). CLD on rikastunut Suomeen ja on harvinainen muualla maailmassa. Aikuistyypin laktaasinpuute taas on yleinen ympäri maailmaa. Aikuistyypin laktaasinpuutteessa oireet ovat hyvin lieviä verrattuna synnynnäiseen laktaasin puutokseen. Eron voi osittain selittää se, että laktoosin määrä ravinnossa on suhteessa paljon suurempi vauvoilla. Vastasyntynyt vauva saa 15 g laktoosia painokiloaan kohti syödessään rintamaitoa. Jotta aikuinen pääsisi samaan määrään, hänen pitäisi juoda 20 litraa maitoa päivässä. Aikuistyypin laktaasinpuutteen oireet johtuvat pääosin suolikaasujen lisääntyneestä tuotosta paksusuolessa. Kun bakteerit hajottavat sokerit lyhytketjuisiksi rasvahapoiksi, syntyy vetyä ja hiilidioksidia. Lisääntynyt kaasu paksusuolessa aiheuttaa kipuja, suolen kurinaa ja ilmavaivoja. Lopuksi YDINASIAT 88Synnynnäinen laktaasinpuute on suomalaiseen tautiperintöön kuuluva imeväisten tauti, joka johtaa vakavaan kuivumistilaan. 88Synnynnäisessä laktaasinpuutteessa laktaasientsyymin aktiivisuus puuttuu tai on hyvin vähäinen. 88Tauti aiheutuu mutaatioista laktaasigeenissä, jonka mutaatioita on tähän mennessä kuvattu yhdeksän. 88Synnynnäinen laktaasinpuute saattaa olla paljon aiemmin arvioitua yleisempi. Suomeen rikastuneessa synnynnäisessä laktaasinpuutteessa vauvaa ei pystytä ruokkimaan rintamaidolla syntymästä lähtien, koska maidon sisältämän laktoosin pilkkoutumattomuus johtaa ripuliin ja vakavaan kuivumistilaan. Synnynnäiseen laktaasinpuutteeseen johtavia laktaasigeenin mutaatiota on tähän mennessä tunnistettu yhdeksän. Mutaatiot sijaitsevat koko geenin eli myös esiasteen alueella. Mutaation tyyppi tai paikka ei näytä aiheuttavan ilmiasueroja, vaan kaikissa tapauksissa kypsän entsyymin syntyminen estyy. Tunnistetuista mutaatioista suurin osa on löydetty suomalaisilta potilailta, mutta joukossa on myös muutama ei-suomalaisilta löydetty muutos. Tauti voi osoittautua luultua yleisemmäksi. * * * Kiitämme suomalaisia perheitä tutkimukseen osallistumisesta ja Sigrid Juséliuksen säätiötä tutkimukselle saamastamme tuesta. SUVI TORNIAINEN, FM Helsingin yliopisto, lääketieteellisen genetiikan osasto ERKKI SAVILAHTI, professori HYKS:n lasten ja nuorten sairaala IRMA JÄRVELÄ, dosentti Helsingin yliopisto, lääketieteellisen genetiikan osasto PL 104, Helsinki ja HUSLAB, molekyyligenetiikan laboratorio 769 Synnynnäinen laktaasinpuute arvioitua yleisempi sairaus?

5 Kirjallisuutta Enattah NS, Kuokkanen M, Forsblom C, ym. Correlation of intestinal disaccharidase activities with the C/T(-13910) variant and age. World J Gastroenterol 2007;13: Enattah NS, Trudeau A, Pimenoff V, ym. Evidence for still ongoing convergence evolution of the lactase persistence T alleles in humans. Am J Hum Genet 2007; 81: Holzel A. Sugar malabsorption due to deficiencies of disaccharidase activities and of monosaccharide transport. Arch Dis Child 1967;42: Holzel A, Schwarz V, Sutcliffe KW. Defective lactose absorption causing malnutrition in infancy. Lancet 1959;1: Jacob R, Peters K, Naim HY. The prosequence of human lactase-phlorizin hydrolase modulates the folding of the mature enzyme. J Biol Chem 2002;277: Järvelä I, Enattah NS, Kokkonen J, Varilo T, Savilahti E, Peltonen L. Assignment of the locus for congenital lactase deficiency to 2q21, in the vicinity of but separate from the lactase-phlorizin hydrolase gene. Am J Hum Genet 1998;63: Kuokkanen M, Enattah NS, Oksanen A, Savilahti E, Orpana A, Järvelä I. Transcriptional regulation of the lactase hydrolase phlorizin gene (LPH) by polymorphisms associated with adult-type hypolactasia. Gut 2003;52: Kuokkanen M, Kokkonen J, Enattah NS, ym. Mutations in the translated region of the lactase gene (LCT) underlie congenital lactase deficiency. Am J Hum Genet 2006;78: Launiala K, Kuitunen P, Visakorpi JK. Disaccharidases and histology of duodenal mucosa in congenital lactose malabsorption. Acta Paediatr Scand 1966;55: Mantei N, Villa M, Enzler T, ym. Complete primary structure of human and rabbit lactase-phlorizin hydrolase: implications for biosynthesis, membrane anchoring and evolution of the enzyme. EMBO J 1988;7: Naim HY, Jacob R, Naim H, Sambrook JF, Gething MJ. The pro region of human intestinal lactase-phlorizin hydrolase. J Biol Chem 1994;269: Paganus A, Juntunen-Backman, K, Savilahti E. Follow-up of nutritional status and dietary survey in children with cow s milk allergy. Acta Paediatr Scand 1992;81: Rasinperä H, Savilahti E, Enattah NS, ym. A genetic test which can be used to diagnose adult-type hypolactasia in children. Gut 2004;53: Savilahti E, Launiala K, Kuitunen P. Congenital lactase deficiency. A clinical study on 16 patients. Arch Dis Child 1983;58: Torniainen S, Freddara R, Routi T, ym. Four novel mutations in the lactase gene (LCT) underlying congenital lactase deficiency (CLD). BMC Gastroenterol 2009;9:8. Zecca L, Mesonero JE, Stutz A, ym. Intestinal lactase-phlorizin hydrolase (LPH): the two catalytic sites; the role of the pancreas in pro-lph maturation. FEBS Lett 1998;435: Summary Congenital lactase deficiency a more common disease than previously thought? Congenital lactase deficiency belongs to the Finnish Disease Heritage and is a recessively inherited diarrheal disease of the newborn, in which the activity of the lactase enzyme of the epithelial cells of the small intestine is very low ever since the birth. For the newborn infant, ingestion of lactose causes symptoms so severe that breastfeeding is not possible. Untreated disease leads to dehydration that usually requires hospitalization. Congenital lactase deficiency is caused by mutations in the gene coding for the lactase enzyme (LCT). Seven mutations in a total of 43 patients have been found in Finland so far. Sidonnaisuudet SUVI TORNIAINEN ja ERKKI SAVILAHTI: Ei sidonnaisuuksia. IRMA JÄRVELÄ: Antanut asiantuntija-apua ja osallistunut kongressimatkaan terveydenhuollon yrityksen rahoittamana (Yhtyneet Laboratoriot Oy). 770