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신경전달물질 장애는 소아에게 영향을 미치는 유전성 신경대사 증후군의 확장된 질환군입니다.

신경전달물질은 인지, 감정, 운동 등 신체의 다양한 기능을 지원합니다. 특히, 도파민은 의사 결정, 동기 부여, 운동 조절에 관여합니다.1-3

신경전달물질 장애로 통칭되는 유전 질환이 증가하고 있는 가운데, 많은 질환이 모노아민 신경전달물질의 합성, 대사 및 항상성 장애를 특징으로 합니다. 합성 장애는 소아기에 다음과 같은 다양한 신경학적 증상을 유발합니다.1,4:

  • 발달 지연(Developmental delay)
  • 운동 장애(Motor disorders)
  • 뇌전증(Epilepsy)
  • 자율신경 기능 장애(Autonomic dysfunction)
  • 신경정신과적 증상(Neuropsychiatric features)

신경전달물질 장애 중 하나인 방향족 L-아미노산 탈탄산효소(AADC) 결핍증은 신경전달물질 합성 장애와 관련된 유전질환으로, 광범위한 증상을 유발할 수 있는 질환입니다.

상염색체 열성 질환인 이 질환의 가장 흔한 증상은 다음과 같습니다5-8:

  • 근긴장 저하(Hypotonia)
  • 발달 지연(Developmental delay)
  • 운동 장애, 특히 안구운동 발작 (Movement disorders, especially oculogyric crises)

AADC 결핍증의 가장 흔한 증상 대부분은 다양한 다른 질환 때문에 발생할 수도 있어 오진 될 수 있습니다.1,4-6,9-12

오진 될 수 있는 질환으로 다음과 같은 질환이 포함됩니다.1,4-6,9-12:

  • 뇌성마비(Cerebral palsy)
  • 뇌전증(Epilepsy)
  • 소아청소년 파킨슨병(Juvenile parkinsonism)

소아청소년 파킨슨병 및 일부 유형의 뇌전증과 달리, AADC 결핍증은 신경 퇴행성이 아니며 관련된 요인이 복합적인 다인성 질환이 아닙니다.2,5,9,13-15

AADC 결핍증이란?

필립 펄(Phillip Pearl) 박사와 키스 하일랜드(Keith Hyland) 박사가 AADC 결핍증의 개요를 설명합니다. 화면을 클릭해서 시청하세요.

AADC는 도파민과 세로토닌의 생합성에 필요한 효소입니다.5

AADC 결핍증은 dopa decarboxylase (DDC) 유전자의 돌연변이로 인해 AADC 효소 활성이 크게 감소하거나 완전히 소실되어 도파민, 세로토닌, 노르에피네프린 및 에피네프린이 복합적으로 결핍되는 심각한 결과를 초래합니다.5,6,16,17

AADC 효소 활성 감소의 결과로 L-도파, 3-OMD, 5-HTP는 증가하고 신경전달물질 대사산물인 HVA와 5-HIAA는 감소합니다.5,6,16,17

The clinical course of AADC Deficiency
The clinical course of AADC Deficiency

Adapted from Wassenberg 2017.5

3-OMD=3-O-methyldopa; 5-HIAA=5-hydroxyindoleacetic acid; 5-HTP=5-hydroxytryptophan; HVA=homovanillic acid; L-dopa=L-3,4-dihydroxyphenylalanine; VLA=vanillactic acid.

푸타멘(조가비핵 혹은 피각, putamen)은 도파민이 작용하는 주요 부위이며 운동 기능에 중요한 역할을 합니다18,19

푸타멘은 등쪽 선조체(dorsal striatum)의 일부로, 운동 능력을 결정하는 대뇌피질 연결에 중요한 역할을 합니다. 이 부위는 AADC 효소가 작용하는 주요 부위이며, 결과적으로 도파민이 활동하는 부위이기도 합니다.2,18,20

AADC 결핍증 환자에서는 도파민 신호 전달의 중요한 부위인 푸타멘에 도파민이 결핍되어 도파민 고갈 및 운동 기능 장애가 나타날 수 있습니다.2,19

Axial brain image of 18F-DOPA PET showing striatal uptake in both caudate and putamen nuclei
꼬리핵과 푸타멘 핵 모두에서 선조체 흡수를 보여주는 18F-DOPA PET의 축 방향 뇌 이미지.
Putamen

AADC 결핍증 진단 가이드

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AADC 결핍증의 징후와 증상 보기

참고 문헌: 1. Ng J, Papandreou A, Heales SJ, et al. Monoamine neurotransmitter disorders—clinical advances and future perspectives. Nat Rev Neurol. 2015;11(10):567-584. 2. Hwu PW, Kiening K, Anselm I, et al. Gene therapy in the putamen for curing AADC deficiency and Parkinson’s disease. EMBO Mol Med. 2021;13(9):e14712. doi:10.15252/emmm.202114712. 3. Neurotransmitters: What they are, functions & types. Cleveland Clinic. https://my.clevelandclinic.org/health/articles/22513-neurotransmitters#:~:text=Neurotransmitters%20are%20chemical%20messengers%20that,muscle%20cell%20or%20a%20gland. Published March 14, 2022. Accessed June 23, 2022. 4. Ng J, Heales SJR, Kurian MA. Clinical features and pharmacotherapy of childhood monoamine neurotransmitter disorders. Paediatr Drugs. 2014;16(4):275-291. doi: 10.1007/s40272-014-0079-z. 5. Wassenberg T, Molero-Luis M, Jeltsch K, et al. Consensus guideline for the diagnosis and treatment of aromatic L-amino acid decarboxylase (AADC) deficiency. Orphanet J Rare Dis. 2017;12(1):12. doi: 10.1186/s13023-016-0522-z. 6. Brun L, Ngu LH, Keng WT, et al. Clinical and biochemical features of aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency. Neurology. 2010;75(1):64-71. 7. Manegold C, Hoffmann GF, Degen I, et al. Aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency: clinical features, drug therapy and follow-up. J Inherit Metab Dis. 2009;32(3):371-380. 8. Hwu WL, Chien YH, Lee NC, et al. Natural history of aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency in Taiwan. JIMD Rep. 2018;40:1-6. doi: 10.1007/8904_2017_54. 9. Niemann N, Jankovic J. Juvenile parkinsonism: Differential diagnosis, genetics, and treatment. Parkinsonism Relat Disord. 2019;67:74-89. doi:10.1016/j.parkreldis.2019.06.025. 10. Kurian MA, Dale RC. Movement disorders presenting in childhood. Continuum (Minneap Minn). 2016;22(4):1159-1185. 11. Zouvelou V, Yubero D, Apostolakopoulou L, et al. The genetic etiology in cerebral palsy mimics: the results from a Greek tertiary care center. Eur J Paediatr Neurol. 2019;23(3):427-437. doi: 10.1016/j.ejpn.2019.02.001. 12. Krigger KW. Cerebral palsy: an overview. Am Fam Physician. 2006;73(1):91-100. 13. Tasch E, Cendes F, Li LM, Dubeau F, Andermann F, Arnold DL. Neuroimaging evidence of progressive neuronal loss and dysfunction in temporal lobe epilepsy. Ann Neurol. 1999;45(5):568-576. doi:10.1002/1531-8249(199905)45:5<568:: aid-ana4>3.0.co;2-p. 14. Shrimanker I, Tadi P, Sánchez-Manso JC. Parkinsonism. In: StatPearls. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing; May 8, 2022. 15. Sirven JI. Epilepsy: A Spectrum Disorder. Cold Spring Harb Perspect Med. 2015 Sep 1;5(9):a022848. doi: 10.1101/cshperspect.a022848. PMID: 26328931; PMCID: PMC4561391. 16. Pons R, Ford B, Chiriboga CA, et al. Aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency: clinical features, treatment, and prognosis. Neurology. 2004;62(7):1058-1065. 17. Hwu WL, Lee NC, Chien YH, et al. AADC deficiency: occurring in humans, modeled in rodents. Adv Pharmacol. 2013;68:273-284. 18. Hwu W-L, Muramatsu S-i, Tseng S-H, et al. Gene therapy for aromatic L-amino acid decarboxylase deficiency. Sci Transl Med. 2012;4(134):134ra61. doi:10.1126/ scitranslmed.3003640. 19. Luo X, Mao Q, Shi J, Wang X, Li CR. Putamen gray matter volumes in neuropsychiatric and neurodegenerative disorders. World J Psychiatry Ment Health Res. 2019;3(1):1020. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC6641567/pdf/nihms-1039924.pdf. Published May 2019. Accessed April 2022. 20. Ghandili M, Munakomi S. Neuroanatomy, Putamen. StatPearls [Internet]. StatPearls Publishing; 2022. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK542170. Updated February 2022. Accessed July 2022.