Purpose: Galactose is metabolized to galactose-1-phosphate by galactokinase (GALK), galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) and UDP-galactose-4-epimerase (GALE), and galactosemia occurs when each enzyme is deficient. In Korea, unlike foreign countries, classic galactosemia is rare and transie...
Purpose: Galactose is metabolized to galactose-1-phosphate by galactokinase (GALK), galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) and UDP-galactose-4-epimerase (GALE), and galactosemia occurs when each enzyme is deficient. In Korea, unlike foreign countries, classic galactosemia is rare and transient galactosemia due to GALK hyperactivity is reported, but studies on frequency, clinical significance, and genetic variation are lacking. In this study, we analyzed the clinical characteristics of patients with galactosemia due to GALK hyperactivity. Methods: We investigated 85 patients who had an elevated galactose level in the neonatal screening test without deficiency of enzymes at Department of Pediatrics, Seoul & Bucheon Soonchunhyang University Hospital from January 2008 to June 2016. We investigated the level of galactose, galactose-1-phosphate, GALK and duration of galactose normalization, and analyzed the correlation between GALK elevation and galactose, galactose-1-phosphate and duration of galactose normalization. And the levels of galactose, galactose-1-phosphate, and duration of galactose normalization were compared between the galactose-free formula feeding group and non-feeding group. Results: Mean age of visit was $26.7{\pm}16.1days$. Duration of galactose normalization was $35.3{\pm}20.5days$. Mean galactose level was $18.5{\pm}7.3mg/dL$ in the neonatal screening and follow-up galactose level in serum was $2.3{\pm}5.4mg/dL$. The mean value of galactose-1-phosphate was $6.0{\pm}4.7mg/dL$ and the mean GALK level was $3.84{\pm}1.28{\mu}mol/Hr/gHb$. There was no significant correlation between GALK levels and galactose levels in the neonatal screening test (P=0.351), and we analyzed the correlation between GALK levels and follow-up galactose levels in serum, there was no significant correlation (P=0.101). There was a significant correlation between GALK levels and galactose-1-phosphate (P=0.015), and the correlation between GALK levels and duration of galactose normalization was not statistically significant (P=0.176). 49% of the patients were fed galactose-free formula, and 45% were not. Galactose and galactose-1-phosphate levels in the neonatal screening test were statistically significantly higher (P=0.004, 0.034) in using galactose-free formula group. Duration of galactose normalization was not related to the use of galactose-free formula (P=0.266, 0.249). Conclusion: Galactosemia due to GALK hyperactivity seems to be a temporary phenomenon and may not require galactose restriction. More research is needed on the role of the nuclear protein, racial traits and genetic variations in Korean patients.
Purpose: Galactose is metabolized to galactose-1-phosphate by galactokinase (GALK), galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT) and UDP-galactose-4-epimerase (GALE), and galactosemia occurs when each enzyme is deficient. In Korea, unlike foreign countries, classic galactosemia is rare and transient galactosemia due to GALK hyperactivity is reported, but studies on frequency, clinical significance, and genetic variation are lacking. In this study, we analyzed the clinical characteristics of patients with galactosemia due to GALK hyperactivity. Methods: We investigated 85 patients who had an elevated galactose level in the neonatal screening test without deficiency of enzymes at Department of Pediatrics, Seoul & Bucheon Soonchunhyang University Hospital from January 2008 to June 2016. We investigated the level of galactose, galactose-1-phosphate, GALK and duration of galactose normalization, and analyzed the correlation between GALK elevation and galactose, galactose-1-phosphate and duration of galactose normalization. And the levels of galactose, galactose-1-phosphate, and duration of galactose normalization were compared between the galactose-free formula feeding group and non-feeding group. Results: Mean age of visit was $26.7{\pm}16.1days$. Duration of galactose normalization was $35.3{\pm}20.5days$. Mean galactose level was $18.5{\pm}7.3mg/dL$ in the neonatal screening and follow-up galactose level in serum was $2.3{\pm}5.4mg/dL$. The mean value of galactose-1-phosphate was $6.0{\pm}4.7mg/dL$ and the mean GALK level was $3.84{\pm}1.28{\mu}mol/Hr/gHb$. There was no significant correlation between GALK levels and galactose levels in the neonatal screening test (P=0.351), and we analyzed the correlation between GALK levels and follow-up galactose levels in serum, there was no significant correlation (P=0.101). There was a significant correlation between GALK levels and galactose-1-phosphate (P=0.015), and the correlation between GALK levels and duration of galactose normalization was not statistically significant (P=0.176). 49% of the patients were fed galactose-free formula, and 45% were not. Galactose and galactose-1-phosphate levels in the neonatal screening test were statistically significantly higher (P=0.004, 0.034) in using galactose-free formula group. Duration of galactose normalization was not related to the use of galactose-free formula (P=0.266, 0.249). Conclusion: Galactosemia due to GALK hyperactivity seems to be a temporary phenomenon and may not require galactose restriction. More research is needed on the role of the nuclear protein, racial traits and genetic variations in Korean patients.
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문제 정의
본 연구에서는 GALK의 상승으로 인한 일시적인 갈락토스혈증을 보였던 환자들을 대상으로 신생아 선별검사상의 갈락토스 수치, 이후 추적 검사한 갈락토스 수치, 갈락토스-1-인산, 갈락토스가 정상화된 시기를 조사하여 GALK의 상승 정도와의 상관 관계를 분석하고 갈락토스 제거 분유 수유 여부에 따른 치료기간 차이를 조사하여 갈락토스 제거 분유 치료의 유용성에 대해 알아보고자 하였다.
제안 방법
2008년 1월부터 2016년 6월까지 신생아 선별검사에서 갈락토스가 상승되어 순천향대학교 서울병원 및 부천병원 소아청소년과로 전원되어 효소 검사를 시행한 환아 중, 효소 결핍은 없고 GALK 수치의 상승만 있으면서, 추적 검사상 갈락토스가 정상화 된 것이 확인된 총 85명의 환아를 대상으로 의무기록을 후향적으로 분석하였다. 갈락토스와 갈락토스-1-인산의 총량을 측정하는 효소비색법과 갈락토스, 갈락토스-1-인산의 양을 각각 측정하는 형광비색법을 시행하였으며, GALK, GALE, GALT에 대한 Enzymatic assay를 시행하였다. 이 환자들 중 갈락토스 수치가 점차 상승하고 있거나 갈락토스 수치가 20 mg/dL 이상인 경우 갈락토스 제거 분유를 사용하였으며, 갈락토스 제거 분유를 수유한 군과 수유하지 않은 군 사이의 갈락토스, 갈락토스1-인산 수치 및 치료기간을 비교 분석하였다.
갈락토스와 갈락토스-1-인산의 총량을 측정하는 효소비색법과 갈락토스, 갈락토스-1-인산의 양을 각각 측정하는 형광비색법을 시행하였으며, GALK, GALE, GALT에 대한 Enzymatic assay를 시행하였다. 이 환자들 중 갈락토스 수치가 점차 상승하고 있거나 갈락토스 수치가 20 mg/dL 이상인 경우 갈락토스 제거 분유를 사용하였으며, 갈락토스 제거 분유를 수유한 군과 수유하지 않은 군 사이의 갈락토스, 갈락토스1-인산 수치 및 치료기간을 비교 분석하였다. 모든 통계적인 분석은 SPSS (version 14.
대상 데이터
2008년 1월부터 2016년 6월까지 신생아 선별검사에서 갈락토스가 상승되어 순천향대학교 서울병원 및 부천병원 소아청소년과로 전원되어 효소 검사를 시행한 환아 중, 효소 결핍은 없고 GALK 수치의 상승만 있으면서, 추적 검사상 갈락토스가 정상화 된 것이 확인된 총 85명의 환아를 대상으로 의무기록을 후향적으로 분석하였다. 갈락토스와 갈락토스-1-인산의 총량을 측정하는 효소비색법과 갈락토스, 갈락토스-1-인산의 양을 각각 측정하는 형광비색법을 시행하였으며, GALK, GALE, GALT에 대한 Enzymatic assay를 시행하였다.
성능/효과
GALK hyperactivity시 GALK 수치가 높을수록 G-1-P가 유의하게 상승하는 것으로 보이며, 알려진 바 대로 갈락토스 제한이 필요없는 일시적인 현상으로 갈락토스 제거 분유 수유의 유용성도 크지 않은 것으로 사료된다. 그러나 국내 환자에서 이를 일으키는 인종적 특성이나 유전적 변이를 일으키는 nuclear protein 등에 대한 보다 많은 연구가 필요할 것이다.
GALK hyperactivity에 의한 갈락토스혈증의 치료로 갈락토스 제거 분유를 수유한 군과 수유하지 않은 군과의 차이를 분석하였고, 6%의 데이터 결측을 제외하고 갈락토스 제거 분유를 수유한 군은 42명(49%) 이었으며, 수유하지 않은 군은 39명(45%) 이었다. 신생아 선별검사 상의 갈락토스 수치와 갈락토스-1-인산 수치는 갈락토스 제거 분유를 수유한 군이 수유하지 않은 군보다 통계학적으로 의미 있게 더 높았다(P=0.
갈락토스의 분해는 주로 간에서 GALK에 의해 발생하게 되며, 간으로의 흡수는 GLUT2 수송체에 의해 간세포로 이동하는 양이 많아질수록 증가하고 GALK에 의해 갈락토스-1-인산으로의 전환이 많을수록 증가하게 된다10). 결과적으로, GALK의 상승으로 일시적인 갈락토스혈증이 발생하게 되며, 이는 GALK, GALT, GALE 결핍증이 없는 환자에게서 일시적인 갈락토스혈증을 일으키는 주요한 원인으로 추정된다.
전체 환아 중 3명(3.6%)만이 전원되어 시행한 첫 검사시 정상 범위보다 갈락토스 수치가 높았으며, 13명(15.3%)이 정상 범위보다 갈락토스-1-인산 수치가 높았다. 정상 범위보다 갈락토스 수치가 높은 3명 모두 갈락토스 제거 분유를 수유하였고, 갈락토스-1-인산 수치가 정상 범위보다 높은 13명 중 10명(76.
후속연구
GALK hyperactivity시 GALK 수치가 높을수록 G-1-P가 유의하게 상승하는 것으로 보이며, 알려진 바 대로 갈락토스 제한이 필요없는 일시적인 현상으로 갈락토스 제거 분유 수유의 유용성도 크지 않은 것으로 사료된다. 그러나 국내 환자에서 이를 일으키는 인종적 특성이나 유전적 변이를 일으키는 nuclear protein 등에 대한 보다 많은 연구가 필요할 것이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
3가지 갈락토스 분해 효소는 무엇인가?
모든 6탄당과 마찬가지로 섭취한 갈락토스의 대사는 아데노신 3 인산(ATP)을 사용하여 초기 인산화를 필요로 한다1). 생성된 갈락토스는 3가지 갈락토스 분해 효소인 galactokinase (GALK), galactose-1-phosphate uridyltransferase (GALT), 그리고 UDP galactose 4-epimerase (GALE)에 의해 글루코스 및 글리코겐으로 변형되는데2), 이 과정에서 효소의 결핍으로 인한 갈락토스의 중간 대사 산물이 증가한 경우를 갈락토스혈증이라고 한다3).
락토스의 분해 산물인 갈락토스는 무엇에 의해 분해생성되나?
락토스의 분해 산물인 갈락토스는 소장의 상피 점막에 있는 미세융모에 존재하는 락타아제에 의해서 분해 생성된다. 모든 6탄당과 마찬가지로 섭취한 갈락토스의 대사는 아데노신 3 인산(ATP)을 사용하여 초기 인산화를 필요로 한다1).
갈락토스 수치의 통계적 분석은 무엇을 이용하였는가?
이 환자들 중 갈락토스 수치가 점차 상승하고 있거나 갈락토스 수치가 20 mg/dL 이상인 경우 갈락토스 제거 분유를 사용하였으며, 갈락토스 제거 분유를 수유한 군과 수유하지 않은 군 사이의 갈락토스, 갈락토스1-인산 수치 및 치료기간을 비교 분석하였다. 모든 통계적인 분석은 SPSS (version 14.0; SPSS, Inc, Chicago, Ill)와 R (version 3.1.3, The R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria)을 이용하였다.
참고문헌 (12)
Cuthbert C, Klapper H, Elsas L. Diagnosis of inherit disorders of galactose metabolism. Curr Protoc Hum Genet 2008; Unit 17.5
Hazel M. Holden, Ivan R, James B. Structure and function of enzymes of the Leloir pathway for galactose metabolism. J Biol Chem 2003;278:43885-8.
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Federica S, Mauro M, Dwight S, Giuseppe N. Biochemical characterization of 2 GALK1 mutations in patients with galactokinase deficiency. Hum Mutat 2004;23:396.
Park HD, Kim YK, Park KU, Kim JK, Song YH, Song JH. A Novel c.-22T>C mutation in GALK1 promoter is associated with elevated galactokinase phenotype. J Med Genet 2009 [cited 2016 November 1]. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2667498.
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Charles T, Daniel E. Morse. Genetic regulation of galactokinase in Tetrahymena by cyclic AMP, glucose, and epinephrine. Proc Natl Acad Sci 1978;75:1810-4.
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