ทารกหรือเด็กที่เป็นโรคกลุ่มชีวเคมีพันธุศาสตร์ อาจแสดงอาการได้หลายอย่างในหลายระบบ เช่น ภาวะกรดคั่ง (metabolic acidosis) อาเจียนบ่อย การเจริญเติบโตล้มเหลว (growth failure) โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การมีพัฒนาการล่าช้า และมีภาวะปัญญาอ่อน มักแยกได้เป็น ๒ กลุ่ม คือ
๑. วัยทารกแรกเกิด
อาการที่แสดงในวัยนี้มักรุนแรง อาจเสียชีวิตได้ถ้าไม่ได้รับการวินิจฉัยที่ถูกต้องและทันกาล มักมีอาการคล้ายการติดเชื้อ แพทย์ควรนึกถึงโรคกลุ่มพันธุกรรมเมแทบอลิก (inborn errors of metabolism) ในทารกแรกเกิดที่มีอาการเจ็บป่วยรุนแรง หรือเกิดอาการโคม่า (coma) โดยไม่ทราบสาเหตุที่ชัดเจน และควรทำการตรวจพิเศษหากสงสัยว่าอาจเป็นโรคกลุ่มนี้ ซึ่งมักเกิดจากสารโมเลกุลเล็ก
ทารกแรกเกิดซึ่งเป็นโรคกลุ่มพันธุกรรมเมแทบอลิกที่เกิดจากสารโมเลกุลเล็กนี้ มักมีลักษณะปกติตั้งแต่แรกเกิด ต่อมา เมื่อได้รับน้ำนม จะมีอาการเงื่องหงอย และซึมลง ดูดนมได้ไม่ดี มักอาเจียนและชักภายในวันแรกหลังคลอด อาจมีอาการเลวลงอย่างรวดเร็ว จนเกิดภาวะโคม่า ประวัติการแต่งงานในเครือญาติหรือประวัติการตายในวัยทารก ควรเป็นสิ่งที่ทำให้แพทย์สงสัยว่า จะเป็นโรคในกลุ่มนี้ บางโรคอาจพบได้ในบางกลุ่มชน เช่น ชาวเขา ชาวเกาะ ดังนั้น ความรู้เกี่ยวกับประวัติเชื้อสายของบรรพบุรุษ และครอบครัวของผู้ป่วยมักช่วยในการวินิจฉัยโรค การตรวจร่างกายอาจบอกได้ไม่ชัดเจน แต่มักมีอาการแสดงทางระบบสมอง ประสาท รวมทั้งอาจมีตับโต หรือมีกลิ่นแปลกๆ (unusual odor) จากร่างกาย ซึ่งเป็นข้อสังเกตสำคัญในการวินิจฉัยโรคกลุ่มนี้ ตัวอย่างเช่น คนไข้เป็นโรคปัสสาวะน้ำเชื่อมเมเปิล (maple syrup urine disease) ปัสสาวะจะมีกลิ่นหอมเหมือนกลิ่นน้ำเชื่อมเมเปิล
การวินิจฉัยโรค มักต้องใช้การตรวจทางห้องปฏิบัติการหลายอย่าง การวัดระดับแอมโมเนียในเลือด หรือไบคาร์บอเนต และความเป็นกรด-ด่าง (pH) จะช่วยแยกโรคในกลุ่มเมแทบอลิกได้ ระดับแอมโมเนียในเลือดที่สูงขึ้นมาก มักเป็นผลจาก ความบกพร่องของวัฏจักรยูเรีย หรืออาจมีกรดคั่งมากในเลือด เช่น โรคของกรดอินทรีย์
โรคกลุ่มพันธุกรรมเมแทบอลิกที่แสดงอาการในวัยทารกแรกเกิดนี้ มักมีอาการรุนแรงมากและอาจเสียชีวิตได้ หากไม่ได้รับการรักษาอย่างทันกาล การวินิจฉัยโรคมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการให้คำปรึกษาแนะนำทางพันธุศาสตร์แก่ครอบครัว ดังนั้น แพทย์ควรพยายามวินิจฉัยโรคให้ได้ในขณะที่ทารกยังมีชีวิตอยู่ การชันสูตรศพมักไม่ช่วยในการวินิจฉัยโรคกลุ่มนี้
๒. วัยเด็ก
อาการแสดงมักค่อยเป็นค่อยไป และไม่ค่อยชัดเจน การวินิจฉัยโรคอาจล่าช้าไปเป็นเดือน หรือเป็นปี การแสดงโรคกลุ่มนี้มักไม่ค่อยชัดเจน และส่วนใหญ่แพทย์มักคิดว่าเป็นสาเหตุมาจากปัญหาที่เกิดในช่วงคลอด อาการแสดง เช่น ภาวะปัญญาอ่อน ความบกพร่องทางกล้ามเนื้อและอาการชัก มักพบได้บ่อย บางครั้งมีอาการรุนแรงเป็นครั้งคราว สลับกับช่วงเวลาที่ไม่มีอาการเลยก็ได้ มักแสดงอาการเมื่อมีภาวะเครียด หรือการติดเชื้อบางอย่าง เช่น เป็นหวัด แพทย์ควรนึกถึงโรคกลุ่มพันธุกรรมเมแทบอลิกในเด็กหรือทารกที่มีอาการดังต่อไปนี้
๑) ภาวะปัญญาอ่อนที่ไม่ทราบสาเหตุ หรือพัฒนาการล่าช้า ความบกพร่องของกล้ามเนื้อ หรืออาการชัก
๒) กลิ่นปัสสาวะที่ผิดปกติหรือกลิ่นแปลก โดยเฉพาะช่วงทารกมีอาการหนักมาก
๓) การอาเจียนโดยไม่ทราบสาเหตุ หรือภาวะกรดคั่งในเลือด หรือมีภาวะเชาวน์ปัญญาถดถอยลง หรือเกิดภาวะโคม่า
๔) ตับโตม้ามโต
๕) ภาวะนิ่วในไต
สิ่งที่ควรคำนึงเสมอในโรคกลุ่มนี้คือ เมื่อลูกคนหนึ่งเป็นโรคกลุ่มนี้แล้ว ลูกคนต่อไปหรือพี่น้องท้องเดียวกัน มักมีโอกาส เป็นโรคเดียวกันได้ เพราะโรคกลุ่มนี้แทบทั้งหมดจะมีการถ่ายทอดแบบยีนด้อย ซึ่งมีโอกาสเกิดซ้ำสูงถึงร้อยละ ๒๕ โรคในกลุ่มพันธุกรรมเมแทบอลิกที่พบบ่อย มีดังนี้
๑. เฟนนิลคีโทนยูเรีย (Phenylketonuria) เกิดจากการขาดเอนไซม์เฟนนิลอะลานีนไฮดรอกซิเลส (phenylalanine hydroxylase) ซึ่งทำให้กรดแอมิโนเฟนนิลอะลานีน (phenylalanine) เปลี่ยนเป็นไทโรซีน (tyrosine) ไม่ได้ จึงเกิดการคั่ง ของกรดแอมิโนเฟนนิลอะลานีน ทำให้เกิดภาวะปัญญาอ่อนรุนแรง อุบัติการณ์ของโรคประมาณ ๑ ต่อ ๑๕,๐๐๐ คน ไม่มีการรักษาโดยตรง ต้องควบคุมอาหารหรือนมโดยเตรียมเป็นพิเศษ เด็กที่เป็นโรคนี้จะมีผมและผิวสีจางกว่าพี่น้อง มีอาการชัก เกิดผื่นผิวหนัง และมีภาวะปัญญาอ่อน รวมทั้งมักมีกลิ่นเหม็นฉุนในปัสสาวะ เนื่องจากมีการขับสารกรดเฟนนิลแอซีติก (phenylacetic acid) ออกมา
เด็กที่เป็นเฟนนิลคีโทนยูเรีย
ในประเทศที่พัฒนาแล้ว มีการตรวจกรองในทารกแรกเกิด โดยวัดระดับเฟนนิลอะลานีน ในเลือด ในระยะ ๒-๓ วันแรกของชีวิตหลังเริ่มให้นม ทำให้สามารถวินิจฉัยโรคได้ ตั้งแต่อายุน้อย และทำให้การรักษาได้ผลดี สามารถป้องกันไม่ให้เกิดภาวะปัญญาอ่อนได้
๒. โรคที่เกิดจากกรดแอมิโนชนิดมีกิ่งก้าน (Branched-chain amino acid disorders หรือMaple syrup urine disease) ความผิดปกติอยู่ที่ ปฏิกิริยาออกซิเดทิฟดีคาร์บอกซิเลชันที่กรดคีโทบกพร่อง (defective oxidative decarboxylation ของ keto acids) ทารกคลอดมาปกติ แต่จะมีอาการดูดนมได้ไม่ดี อาเจียน ต่อมาจะมีอาการเงื่องหงอย และเกิดภาวะโคม่า เมื่อตรวจร่างกายมักมีกล้ามเนื้อเกร็ง แพทย์มักให้การวินิจฉัยว่าเป็นการติดเชื้อ หรือเยื่อหุ้มสมองอักเสบ มักมีภาวะกรดคั่ง ถ้าไม่ได้รับการรักษาจะเสียชีวิตภายในเวลา ๒-๓ สัปดาห์ หรือ ๒-๓ เดือนแรก ปัสสาวะหรือตัวเด็กมักมีกลิ่นหอม เหมือนน้ำเชื่อมจากต้นเมเปิล เนื่องจากมีกรดแอมิโนชนิดมีกิ่งก้าน จำพวกลิวซีน (leucine) ไอโซลิวซีน (isoleucine) และวาลีน (valine) คั่งในเลือด และขับออกมาในปัสสาวะมากผิดปกติ ความผิดปกติคือ ขาดเอนไซม์ดีคาร์บอกซิเลส (decarboxylases) ตรวจได้โดยการตรวจสาร 2, 4-dinitrophenylhydrazine ซึ่งในการตรวจกรองทางเมแทบอลิกของปัสสาวะนั้น (urine metabolic screen) จะให้ปฏิกิริยาเป็นตะกอนสีเหลือง ปัจจุบันสามารถตรวจวินิจฉัยโดยเครื่องมือพิเศษ เรียกว่า High Performance Liquid Chromatography: HPLC การรักษามักต้องเอาของเสียออกจากร่างกายโดยวิธีล้างไตทางช่องท้อง (peritoneal dialysis) หรือให้อาหารที่มีกรดแอมิโนที่มีกิ่งก้านในปริมาณน้อย (low branched-chain amino acid diet) และให้วิตามินชนิดไทอะมีน (thiamine) ขนาดสูง มักได้ผลดี
๓. โรคกรดอินทรีย์ (Organic acid disorders) ลักษณะสำคัญของโรคกลุ่มนี้ ได้แก่ ภาวะกรดคั่งมากในเลือด ภาวะซีดและเกล็ดเลือดต่ำ ทารกแรกเกิดมักมีอาการหอบและมีแอมโมเนียสูงในเลือด โรคที่พบบ่อยในกลุ่มนี้ ได้แก่ กรดคั่งที่เกิดจากกรดไอโซวาเลอริก (isovaleric acidemia) กรดเมทิลมาลอนิก (methylmalonic acidemia) และกรดพรอพิออนิก (propionic acidemia) การวินิจฉัยโรคทำได้โดยการตรวจปัสสาวะโดยเครื่องมือพิเศษ ที่เรียกว่า Gas-liquid Chromatography & Mass Spectrometry: GC/MS การรักษาโดยการควบคุมอาหารที่มีโปรตีนและให้คาร์นิทีน (carnitine)
๔. ความบกพร่องของวัฏจักรยูเรีย (Urea cycle defect) และภาวะแอมโมเนียคั่งในเลือด (Hyperammonemia) ทารกที่เป็นโรคนี้มักมีอาการปกติหลังคลอด แต่จะเริ่มมีอาการ ๒-๓ วัน หลังได้รับนม ทำให้หายใจเร็ว อาเจียน เงื่องหงอย ชัก และโคม่าได้ การตรวจร่างกายมักพบตับโตร่วมด้วย และยังมีอาการทางสมอง (brain dysfunction) เนื่องจากการย่อยสลาย (catabolism) ของกรดแอมิโน ทำให้เกิดแอมโมเนียเสรี (free ammonia) ซึ่งเป็นพิษมากต่อระบบสมองประสาท แอมโมเนียจะถูกขจัดพิษ (detoxify) เป็นยูเรีย โดยผ่านเข้าทางวัฏจักรยูเรีย ซึ่งมีเอนไซม์ ๕ ชนิดด้วยกัน ที่มีความสำคัญ ต่อการสังเคราะห์ยูเรีย ได้แก่ carbamyl-phosphate synthetase: CPS, ornithine transcarbamylase: OTC, argininosuccinate synthetase: AS, argininosuccinate lyase: AL และ arginase ความบกพร่องของเอนไซม์ชนิดใดชนิดหนึ่งในวัฏจักรยูเรียเป็นสาเหตุสำคัญของการเกิดภาวะแอมโมเนียคั่งในเลือด (hyperammonemia)
การวินิจฉัยโดยตรวจพบมีระดับแอมโมเนียสูงมากในเลือดเกิน ๔๐๐-๑๐๐๐ µgm/dl (ค่าปกติ ๓๕-๖๐ µgm/dl) มักมียูเรียไนโตรเจนต่ำในเลือด ซึ่งการรักษาต้องทำอย่างเร่งด่วน เพื่อกำจัดแอมโมเนียออกจากร่างกาย โดยให้แคลอรีอย่างเพียงพอและให้กรดแอมิโนจำเป็น (essential amino acids) เพื่อหยุดยั้งการย่อยสลายของโปรตีน ที่เกิดขึ้นเองภายใน (endogeneous proteins) นอกจากนี้ต้องให้สารโซเดียมเบนโซเอต (sodium benzoate) ซึ่งจะช่วยขับแอมโมเนีย และควรควบคุมอาหารโปรตีน
เด็กที่มีการสะสม
ของกรดมิวโคพอลิแซกคาไรด์
๕. มิวโคพอลิแซกคาริโดเซส (Mucopolysaccharidoses) เป็นกลุ่มโรคที่มีความผิดปกติของเอนไซม์ในไลโซโซม และการสะสม ของกรดมิวโคพอลิแซกคาไรด์ (acid mucopolysaccharides) สารที่สะสมตามอวัยวะต่างๆ ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงของระบบสมอง และประสาท ซึ่งก่อให้เกิดภาวะปัญญาอ่อน มีใบหน้าหยาบกร้าน ศีรษะใหญ่ ตับโตม้ามโต ตัวเตี้ย ขนดก อาจมีกระจกตาขุ่น สะดือจุ่น ระบบกระดูกจะมีการสะสม ทำให้มีการเปลี่ยนแปลงทางรังสีที่จำเพาะ โรคในกลุ่มนี้ส่วนใหญ่ถ่ายทอดแบบยีนด้อย โรคที่พบบ่อย เช่น กลุ่มอาการเฮอร์เลอร์ (Hurler syndrome) กลุ่มอาการฮันเตอร์ (Hunter syndrome) และกลุ่มอาการมอร์ควิโอ (Morquio syndrome)
๖. ลิพิโดซิส (Lipidosis) เป็นโรคที่มีการสะสมของไขมันในไลโซโซม (lysosome) ทำให้มีการเสื่อมของสมองในวัยเด็ก เป็นผลจากความบกพร่องของเอนไซม์ที่เกี่ยวข้องกับเมแทบอลิซึมภายในไลโซโซม เป็นกลุ่มของโรคทางพันธุกรรม ที่มีการคั่งสะสมของไขมันในอวัยวะต่างๆ บางโรคอาจมีเซลล์ลักษณะจำเพาะในไขกระดูก เช่น โรคนีแมนน์พิก (Niemann-Pick disease) โรคโกเช่ (Gaucher disease) หรือโรคอื่นที่ไม่มีการสะสมในไขกระดูก แต่สะสมในสมอง เช่น โรคเทย์แซกส์ (Tay-Sachs disease) โรคคราบเบ (Krabbe disease)