Måling av metylmalonsyre, homocystein og metionin ved kobalamin- og folatmangel og homocystinuri

Oversiktsartikkel Klinisk farmakologi
    ()

    sporsmal_grey_rgb
    Abstract
    Bakgrunn.

    Bakgrunn.

    Mangel på kobalamin (vitamin B12) eller folat er hyppige tilstander som disponerer for anemi og kronisk sykdom. Forhøyet nivå av metylmalonsyre i plasma/serum er en indikator på kobalaminmangel, mens økning av totalhomocysteinnivået i plasma skjer både ved kobalaminmangel og folatmangel. Disse to biomarkørene er således komplementære og rekvireres ofte sammen.

    Material og metode.

    Material og metode.

    Vi oppsummerer artikler, funnet via Medline, som omhandler nyere strategier for laboratoriediagnostikk av kobalamin- og folatmangel.

    Resultater og fortolkning.

    Resultater og fortolkning.

    Individualisert diagnostikk har fått ny aktualitet fordi matberikning og ukritisk supplementering med folsyre sannsynligvis kan ha negative helsemessige effekter. Tolking av metylmalonsyre- og homocysteinresultater forutsetter kjennskap til nyrefunksjonen, fordi nivået av begge metabolitter øker ved nyresvikt. Plasma-homocysteinnivået øker dessuten ved homocystinuri, en medfødt tilstand med mye høyere prevalens (1 : 6 400) enn tidligere antatt. Disse pasientene responderer ofte positivt på homocysteinsenkende terapi. Hos pasienter med homocystinuri er det svært høye nivåer av metionin i plasma. Opplysning om metioninnivået vil derfor kunne skille disse fra pasienter med tilstander som vitaminmangel eller nyresvikt, som gir normale eller subnormale metioninnivåer. Komplementaritet, logistikk, lavt prøvevolum og kostnader taler for samtidig bestemmelse av metylmalonsyre, homocystein og metionin i én enkeltprøve. Lave prøvevolumer muliggjør metabolittbestemmelse hos nyfødte og spedbarn.

    Abstract

    Background.

    Deficiencies of cobalamin (vitamin B12) or folate are common conditions that predispose for anemia and chronic diseases. An elevated concentration of methylmalonic acid in plasma/serum is an indictor of cobalamin deficiency, whereas an increased concentration of total homocysteine in plasma occurs with deficiency of both cobalamin and folate. The biomarkers methylmalonic acid and homocysteine are therefore complementary, and the combination is often requested when conventional tests fail to provide an unambiguous diagnosis.

    Material and methods.

    This article summarizes publications, retrieved through Medline, describing novel strategies for laboratory diagnostics of cobalamin and folate deficiencies.

    Results and interpretation.

    Adverse health effects of food fortification and uncritical supplementation with folic acid are explanations for a renewed interest in individual diagnosis of B-vitamin deficiency. Interpretation of methylmalonic acid and homocysteine test results requires knowledge of kidney function, as renal failure causes an increase in the concentrations of both metabolites. Homocystinuria is a condition that also causes increased levels of plasma homocysteine. This condition is an inborn error with a higher prevalence (1 : 6400) than previously recognized; which usually responds favourably to homocysteine-lowering therapy. Patients with homocysteinuria have high levels of methionine in plasma and knowledge of plasma methionine concentration may therefore distinguish these patients from those with conditions like B-vitamin deficiencies or renal failure, which are accompanied by normal or low to normal methionine concentrations. Complementarity, logistics, small sample volumes and costs therefore favour a combined analysis of methylmalonic acid, homocysteine and methionine in a single sample. Such an approach also allows assessment of cobalamin status in small volume capillary blood samples drawn from newborns and infants.

    Artikkel

    Mangel på kobalamin (vitamin B12) er en relativt ubredt tilstand, særlig hos eldre, der den oftest skyldes nedsatt kobalaminabsorpsjon som følge av mangel på intrinsisk faktor ved atrofisk gastritt. En annen utsatt befolkningsgruppe er vegetarianere. Kobalaminmangel hos disse er et økende problem i de skandinaviske land, delvis som følge av mattradisjoner hos enkelte innvandrergrupper. Tidlig diagnose og behandling er viktig, spesielt fordi langvarig mangel kan gi irreversibel myelopati (1, 2).

    Folatmangel rammer en annen befolkningsgruppe, særlig personer med et dårlig kosthold med lite frukt og grønnsaker og høyt inntak av enkle karbohydrater. Slik ernæring er hyppig hos barn og unge, men også hos eldre. Andre årsaker til folatmangel er malabsorpsjonstilstander, alkoholisme og bruk av visse legemidler, som for eksempel antiepileptika (2).

    Uttalt folatmangel gir, i likhet med kobalaminmangel, en makrocytær anemi (2). I de siste 20 år er tiltakende oppmerksomhet viet de helsemessige konsekvensene av marginal eller lett folatmangel, som ofte ikke gir anemi. Lavt inntak av folater er i økende grad blitt assosiert med svangerskapskomplikasjoner og misdannelser. Når det gjelder nevralrørsdefekter, spiller sannsynligvis folatmangel en kausal rolle, ettersom folattilskudd i første trimester reduserer risikoen for rekurrent nevralrørsdefekt med over 50 % (3). Lett folatmangel er også blitt knyttet til sykdommer som kolorektalcancer (4), depresjon, nedsatt kognitiv funksjon og hjerte- og karsykdom (3).

    Diagnostikk av kobalamin- og folatmangel har tradisjonelt vært basert på hematologiske variabler samt på bestemmelse av kobalamin og folat i serum. I de senere år har funksjonsmarkørene homocystein og metylmalonsyre fått en økende betydning i diagnostikken (1, 2). I denne artikkelen vil vi sammenfatte nyere litteratur som omhandler bruk av disse markørene, deres komplementaritet samt vise hvordan tilleggsbestemmelse av metioninnivået kan være av differensialdiagnostisk betydning i forhold til den medfødte sykdommen homocystinuri.

    Materiale og metode

    Materiale og metode

    I denne artikkelen oppsummerer vi litteratur, tilgjengelig via Medline, som omhandler nyere strategier for laboratoriediagnostikk av kobalamin- og folatmangel. Ut fra en skjønnsmessig vurdering ble de mest relevante artikler tatt med.

    Matberikning og tilskudd av folsyre

    Matberikning og tilskudd av folsyre

    Individualisert utredning av folatstatus har fått aktualitet i lys av nyere data som viser mulige negative helsemessige konsekvenser av folsyreberikning av mel og av overforbruk av folsyrepreparater (5).

    Berikning av mel ble introdusert i USA og Canada for ti år siden som følge av at folsyretilskudd i første trimester beskytter mot nevralrørsdefekter. Resultater fra intervensjonsstudier med folsyre publisert de siste årene viser imidlertid en ikke-signifikant tendens i retning av økt totalinsidens av kreft (6) samt økt risiko for bryst- (7) og tykktarmskreft (4). Det er dessuten nylig vist at en 20 år lang utvikling med fallende insidens av kolorektal kreft i USA og Canada plutselig ble brutt på et tidspunkt som faller sammen med introduksjon av folsyreberikning (8).

    Disse funnene, sammen med tallrike observasjonsstudier som viser beskyttende effekt av adekvat folatstatus mot kreftutvikling i colon/rectum og andre organer, er i tråd med resultater fra dyreeksperimentelle studier – folatmangel fremmer overgangen fra normal til malign celle (karsinogenese), folsyretilskudd motvirker karsinogenese, men fremmer veksten av etablerte kreftceller. Det er derfor grunn til å advare mot ukritisk inntak av høye doser folsyre hos personer med adekvat folatstatus, særlig gjelder det eldre (4). Dessuten kan folsyretilskudd forsinke diagnostiseringen av kobalaminmangel og motvirke terapeutisk effekt av folatantagonister og noen antiepileptika (4). Folsyretilskudd bør derfor kun gis på individuelle indikasjoner etter utredning av folatstatus.

    Vitaminnivåer i blod

    Vitaminnivåer i blod

    Ved mistanke om kobalaminmangel bestemmes ofte først serum-kobalaminnivået. Men kobalaminbestemmelse har en rekke svakheter. Serum-kobalamin er høyt og har ingen diagnostisk verdi hos personer som får tilskudd av kobalamin, og ved leversykdom og kronisk myeloproliferativ sykdom kan nivåene være svært høye (> 500 pmol/) uten at dette reflekterer kobalaminstatusen (1, 2). Svært lave verdier (< 70 pmol/l) ses ved genetisk mangel på transkobalamin I (haptokorrin), en tilstand som finnes hos 15 % av dem med uforklarlig lave kobalaminnivåer og som ikke er assosiert med klinisk sykdom (9).

    For de fleste metoder for serum-kobalaminbestemmelse settes grensen ved 150 pmol/l (10). Men på grunn av testens manglende spesifisitet har man foreslått et intervall mellom 90 pmol/l og 200 pmol/l der den diagnostiske utredningen bør suppleres med metabolittmålinger (11).

    Holotranskobalamin II er den fraksjonen av kobalamin som er bundet til transkobalamin II. Det representerer den del av det sirkulerende kobalaminet som er tilgjengelig for reseptormediert opptak i celler og vev. Publiserte data tyder på at måling av holotranskobalamin II har en noe bedre prediktiv verdi enn serum-kobalamin og trolig vil kunne erstatte denne testen (12). Men også holotranskobalamin II-nivået øker etter kobalamininntak, og det påvirkes av nyrefunksjonen. I tillegg er det usikkert hvorvidt genetiske polymorfismer i transkobalamin II-genet påvirker nivået uavhengig av kobalaminstatus (13). En annen ulempe er kostnaden ved analysen, som er vesentlig høyere enn den for serum-kobalamin.

    Bestemmelse av folat i serum/plasma er likeledes ofte første steg ved klinisk-kjemisk utredning av folatmangel. Nedre normalgrense har variert mellom forskjellige metoder og over tid, men settes gjerne til 7 nmol/l (10). Svakheter ved denne testen er ustabilitet i folatnivået i blod og serum og økning i plasma-/serumnivået umiddelbart etter folatinntak (2). Folatnivået i helblod eller røde blodceller ble tidligere oppfattet som et mål på gjennomsnittlig folatstatus over et tidsrom tilsvarende levetiden for erytrocytter (ca. 120 dager). Men bestemmelse av erytrocyttfolat er i de senere år tatt ut av repertoaret ved en rekke laboratorier, hovedsakelig på grunn av metodologiske problemer (2).

    Biokjemisk grunnlag

    Biokjemisk grunnlag

    Kobalamin fungerer som kofaktor for kun to enzymer i mammalske celler (fig 1). Dette forklarer nivåøkningen av både metylmalonsyre og homocystein i blod ved lav kobalaminstatus. Det ene kobalaminavhengige enzymet bruker folatformen, 5-metyltetrahydrofolat, som substrat (2). Dette forklarer hvorfor også folatmangel gir økning i homocysteinnivå. Syntesen av metionin fra homocystein er kvantitativt viktig. Det er derfor en tendens til lave metioninnivåer i serum/plasma ved både folat- og kobalaminsvikt (14, 15).

    Cystationin β-syntase er det hastighetsbegrensende enzymet ved nedbrytningen av homocystein. Mangel på dette enzymet er den viktigste årsaken til den medfødte tilstanden homocystinuri, som biokjemisk karakteriseres ved en kraftig økning av homocyst(e)innivået i serum/plasma så vel som i urin. Homocystinuri gir, i motsetning til kobalamin- eller folatsvikt, også en svær økning i plasma-/serumnivået av metionin (15).

    Metylmalonsyre, homocystein og metionin i klinisk diagnostikk

    Metylmalonsyre, homocystein og metionin i klinisk diagnostikk

    Metylmalonsyre og homocystein i serum/plasma er etablerte markører for kobalamin- og folatmangel, og undersøkelse for disse rekvireres ofte sammen (16). Normalverdier for metylmalonsyre og homocystein regnes som konsentrasjoner under henholdsvis 0,26 µmol/l og 15 µmol/l. Kobalaminsvikt gir en økning i serum-/plasma-metylmalonsyrenivå, som gjerne stiger til 0,5 – 10 µmol/l, avhengig av graden av vitaminmangel. Samtidig øker ofte homocysteinnivået, som kan nå svært høye konsentrasjoner (50 – 100 µmol/l) ved alvorlig kobalaminmangel (17).

    Folatmangel gir også en økning i homocysteinnivå, men ofte mer moderat enn det man observerer ved kobalaminmangel. Homocysteinnivået øker sjelden til over 25 µmol/l. Isolert folatmangel har ingen effekt på konsentrasjonen av metylmalonsyre (2).

    Forhøyet nivå av metylmalonsyre og homocystein ved kobalaminmangel og forhøyet nivå av homocystein ved folatmangel faller i løpet av dager ved tilførsel av det aktuelle vitamin. Kobalamin normaliserer ikke høyt homocysteinnivå ved folatmangel, og folsyre senker ikke metylmalonsyrenivået ved kobalaminmangel (2). Tvert imot kan man iblant observere en paradoksal økning av metylmalonsyrenivået når kobalaminmangel blir feilbehandlet med folsyre (Schneede J., upublisert observasjon). Disse metabolske responsene øker den diagnostiske spesifisitet til metylmalonsyre og homocystein og tillater en evaluering av behandlingseffekten i tidlig fase.

    Nedsatt nyrefunksjon gir økt nivå av både metylmalonsyre og homocystein, og en moderat økning av nivået av disse metabolittene må alltid tolkes i lys av nyrefunksjonen (2). En norsk undersøkelse viste at ca. 8 % av dem med grenseverdier for metylmalonsyre eller homocystein hadde nedsatt nyrefunksjon. Hos personer med isolert økning av metylmalonsyrenivået var denne andelen betydelig mindre (17). Samtidig bestemmelse av kreatininnivå vil forbedre den diagnostiske verdi av markørbestemmelsen.

    Nyere anvendelsesområder

    Nyere anvendelsesområder

    Svært høye konsentrasjoner av homocystein, gjerne over 100 µmol/l, ses ved homocystinuri. Sykdommen har et svært varierende fenotypisk uttrykk og debuterer gjerne med linseluksasjon eller tidlig okklusiv karsykdom. De typiske trekkene, som marfanoid habitus eller mental retardasjon, er ofte fraværende (18).

    Homocystinuri er en viktig differensialdiagnose ved hyperhomocysteinemi, fordi homocystinuriprevalensen er mye høyere enn det man tidligere antok. En nyere studie i en frisk norsk befolkning viste at minst 2,5 % er bærere av de vanligste mutasjoner i cystationin β-syntase-genet. Dette gir en sykdomsprevalens på minst 1 : 6 400 (19). Tidlig diagnose av homocystinuri er avgjørende, fordi homocysteinsenkende terapi med B-vitaminer og betain reduserer morbiditeten og mortaliteten dramatisk. Et verdifullt diagnostisk verktøy er metioninbestemmelse. Metioninkonsentrasjonen ved homocystinuri er svært høy, ofte over 100 µmol/l (18), og skiller seg fra normale eller lave metioninnivåer (< 40 µmol/l) hos personer med B-vitaminmangel (15).

    Ved alvorlig nyresvikt kan homocysteinnivået komme opp på 60 – 70 µmol/l. Metioninkonsentrasjonen, derimot, øker ikke ved nyresvikt (20), og metionin kan brukes i differentialdiagnostisk sammenheng (fig 2).

    Der finnes flere rapporter som beskriver alvorlig kobalaminmangel hos brystmelkernærte barn av mødre med kobalaminmangel som følge av ensidig vegetarkost, malabsorpsjon eller udiagnostisert pernisiøs anemi (2). Slike barn har utilstrekkelige kobalaminlagre allerede ved fødselen, og kobalaminstatusen forverres ytterligere som følge av at kobalaminmengden i brystmelken er direkte relatert til de lave nivåene i morens blod. Kobalaminsvikt hos nyfødte og spedbarn kan ha negative effekter på den psykomotoriske utviklingen (21). Det er for eksempel vist at barn som fikk såkalt makrobiotisk diett opp til seks års alder hadde nedsatt kognitiv funksjon (22) og lav beintetthet (23) i ungdomsårene.

    I nyere studier er det påvist høy frekvens av forhøyede nivåer av homocystein og metylmalonsyre, kombinert med lave konsentrasjoner av kobalamin, hos tilsynelatende friske spedbarn (24, 25). Disse biokjemiske tegn på kobalaminsvikt var særlig hyppige hos brystmelkernærte barn (26). En mulig forklaring på disse funnene er organimmaturitet og høye mengder av forstadier til metylmalonsyre i brystmelk. Men en nylig utført intervensjonsstudie med parenteral tilførsel av kobalamin ved seks ukers alder viste at konsentrasjonen av både metylmalonsyre og i særdeleshet homocystein ble redusert til nivåer man normalt finner hos eldre barn og voksne med adekvat kobalaminstatus (27). Det er derfor ikke usannsynlig at nyfødte er disponert for kobalaminmangel, dvs. en situasjon som tilsvarer den som ligger til grunn for rutinemessig tilskudd av parenteralt vitamin K og peroralt vitamin D til nyfødte. Brystmelk er en utilstrekkelig kilde til både vitamin K og vitamin D og tilskudd er nødvendig for å forhindre mangel hos barnet (28).

    Metoder og muligheter

    Metoder og muligheter

    Homocystein i plasma ble frem til midten av 1990-årene bestemt ved kromatografiske metoder, som ble etablert kun ved noen få klinisk-kjemiske laboratorier. Tilgjengeligheten av homocystein som diagnostisk test økte da det norske firmaet Axis (siden Axis-Shield) introduserte sin immunologiske test i 1997 (29). Siden er flere immunologiske tester for homocystein kommet på markedet.

    Metylmalonsyre i serum/plasma er fra midten av 1980-årene analysert ved forskjellige metoder basert på massespektrometri (30). Så langt har man ikke lyktes med å utvikle immunologiske eller enzymbaserte rutinemetoder. Men massespektrometre er blitt billigere og mer brukervennlige, og metylmalonsyreanalyser tilbys i dag av en rekke norske klinisk-kjemiske laboratorier.

    På grunn av den diagnostiske komplementaritet mellom homocystein og metylmalonsyre rekvireres analyse av disse to metabolittene gjerne samtidig. En undersøkelse ved Sentrallaboratoriet ved Haukeland Universitetssjukehus viste at i ca. 90 % av tilfellene der det ble rekvirert metylmalonsyreanalyse ble homocysteinnivået også bestemt. En metode der man kan bestemme både metylmalonsyre- og homocysteinnivå i samme prøve er derfor ønskelig av logistiske og ressursmessige hensyn, ettersom marginalkostnaden ved å addere flere analytter er ubetydelig ved metoder basert på massespektrometri. Når en slik metode også inkluderer metionin (30), vil man dessuten kunne fange opp pasienter med homocystinuri. De små prøvevolumer som medgår til massespektrometriske analyser (ofte < 100 µl) tillater dessuten bestemmelse av metylmalonsyre- og homocysteinnivå i kapillarprøver fra nyfødte og spedbarn.

    Oppgitte interessekonflikter:

    Jørn Schneede er styreformann og Per Magne Ueland styremedlem i B12 Stiftelsen (en veldedig stiftelse for fremme av forskning innen funksjonell vitamin B12-mangel). Schneede er også styremedlem i firmaet Bevital, som i sin helhet er eid av stiftelsen.

    Oppgitte interessekonflikter: Se til slutt i artikkelen

    PDF
    Skriv ut

    Anbefalte artikler

    Laget av Ramsalt med Ramsalt Media