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小児眼科・斜視

ガラクトキナーゼ欠損症

1. ガラクトキナーゼ欠損症とは

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ガラクトキナーゼ(GALK)欠損症は、II型ガラクトース血症とも呼ばれ、ガラクトース代謝異常症として知られる4つの先天性代謝異常の一つである。常染色体劣性遺伝形式をとり、GALK1遺伝子(17q25.1)の変異に起因する。これまでに30以上の病的変異が同定されている1)。最も頻度の高い2変異は、創始者変異c.82C>A(p.Pro28Thr)とOsaka変異c.593C>T(p.Ala198Val)である1)

ガラクトース血症の中で最も軽症の型であり、全身症状を認めず白内障が唯一の症状である。

日本でのガラクトース血症全体の発生頻度は90万〜100万人に1人とされる。世界的なGALK欠損症の発生率は1:15万〜1:100万と幅がある1)。ロマ集団では創始者変異(p.Pro28Thr)により1:4万と高頻度である1)。米国での推定発生率は新生児10万人に1人である。

Q ガラクトキナーゼ欠損症と古典的ガラクトース血症はどう違うのか?
A

古典的ガラクトース血症(I型・GALT欠損症)は肝障害・敗血症・中枢神経障害を伴う重症型である。一方、GALK欠損症では全身症状を認めず、白内障が唯一の症状である。血液検査ではI型ではgalactose-1-Pが高値を示すのに対し、GALK欠損症ではgalactose-1-Pは正常である1)

乳幼児期の劇的症状に乏しく、認識が遅れることがある。白内障が見逃された場合、以下の症状として気づかれることがある。

  • 眼振:白内障による視覚遮断が原因となる。
  • 社会的微笑の欠如:視覚刺激への反応低下による。
  • 追視能力の低下:両眼性白内障による視力障害を反映する。
  • 両眼性核硬化性白内障:最も一般的な眼科的所見である。水晶体核の油滴状混濁で発症し、赤道部の混濁を伴った層状白内障を呈する。進行すると全白内障となる。
  • 白内障の発見時期:症例報告では、生後2か月頃から瞳孔の白点を指摘され、11か月で両側核白内障と診断された例がある1)

ヘテロ接合体の保因者も若年性白内障(40歳未満での発症)のリスクが上昇する。

全身症状は基本的に認めないが、稀に以下が報告されている。

  • 高ビリルビン血症:新生児期に比較的多い徴候の一つ。
  • 偽脳腫瘍特発性頭蓋内圧亢進症):ガラクチトール蓄積による浸透圧上昇が原因。
  • その他:出血傾向、脳症、知的障害、運動発達遅滞、高ゴナドトロピン性性腺機能低下症。

GALK1遺伝子の変異によりガラクトキナーゼ酵素が欠損し、ガラクトース代謝の主経路であるルロワール経路が障害される。代謝されないガラクトースは代替経路(アルドース還元酵素経路)に迂回し、浸透圧特性を持つガラクチトールが産生される1)

水晶体前面にはアルドース還元酵素が多く存在するため、体内ガラクトース濃度の上昇に伴いガラクチトールが水晶体内に過剰蓄積する。これにより水晶体線維の膨隆・細胞溶解・蛋白変性が起こり、白内障が形成される1)

  • 常染色体劣性遺伝:ホモ接合体が発症する。ヘテロ接合体保因者も若年性白内障のリスクがある。
  • ロマ集団:創始者変異p.Pro28Thrにより発症頻度が高い1)

新生児マススクリーニングによる早期発見が理想的である。ガラクトース血症の診断がつき次第、乳糖摂取制限を開始する。ただし、すべての国のスクリーニングプログラムにGALK欠損症が含まれているわけではなく、発見が遅れる場合がある1)

確認検査として以下を測定する。

  • 血中ガラクトース:高値を示す(症例では45.2mg/dL、基準値<5mg/dL)1)
  • Galactose-1-P:正常値(古典的ガラクトース血症との鑑別点)1)
  • ガラクチトール:白内障の直接的原因物質として測定される

GALK1遺伝子解析により確定診断が可能である1)。症例では、既知の病的変異c.919_921delATG(p.Met307del)と、新規ミスセンス変異c.500C>A(p.Ala167Asp)の複合ヘテロ接合体が同定された1)

両眼性先天白内障を呈する乳幼児では、以下を鑑別する必要がある。

  • 他のガラクトース代謝異常症:I型(GALT欠損症)は全身症状が重篤でgalactose-1-Pが高値。III型(GALE欠損症)
  • TORCH感染症:トキソプラズマ、風疹、サイトメガロウイルス、ヘルペス
  • 染色体異常:Down症候群、13トリソミー、15トリソミー
  • その他Lowe症候群、低カルシウム血症
Q 新生児スクリーニングで見つからないことはあるのか?
A

国や地域によって新生児スクリーニングの対象疾患は異なる。ガラクトース代謝異常がスクリーニングに含まれていない場合、診断が遅れることがある1)。家族歴のない両眼性先天白内障を認めた場合は、ガラクトース代謝異常を積極的に疑い検査する必要がある。

良好な転帰を得るための最も重要な治療法である。

  • 厳格なガラクトース制限食:ガラクチトールの蓄積を防ぐ。カルシウム補給も併せて行う。
  • 大豆ベースフォーミュラ:乳児に対して乳糖を含まないミルクとして推奨される。
  • 早期開始の重要性:乳児期早期から乳糖制限を開始すれば白内障は可逆的である。生後2〜3週間以内の治療開始で白内障の退行が可能である。
  • モニタリング:食事療法開始後、6か月ごとに血中ガラクトース値を測定する。症例では平均4.95mg/dL(基準値<5mg/dL)に低下した1)

食事制限を遵守しても、ガラクチトール濃度は正常値を超えることがある1)。II型では長期間にわたり白内障の発症・進行を観察する必要がある。

食事療法

適応:早期発見例。生後2〜3週間以内が理想的。

方法:厳格なガラクトース制限食+カルシウム補給。乳児は大豆ベースフォーミュラを使用。

効果:白内障は可逆的となりうる。乳児期以降も継続が必要。

白内障手術

適応:視機能に影響する有意な白内障が進行した場合。

方法:水晶体摘出術。眼内レンズ挿入の有無は症例に応じて判断。

術後管理:症例では11か月時に両眼手術を実施し、術後2年で正常な神経発達を確認1)

Q 食事療法で白内障は治るのか?
A

生後2〜3週間以内に食事療法を開始すれば白内障は退行しうる。ただし、発見が遅れた場合や白内障が進行した場合には手術が必要となる。食事療法は乳児期以降も継続しなければ、白内障の再発やその他の合併症のリスクがある1)

6. 病態生理学・詳細な発症機序

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ガラクトースは主にルロワール経路によって代謝される。この経路はガラクトース→(GALK)→ガラクトース-1-リン酸→(GALT)→UDP-ガラクトース→(GALE)→UDP-グルコースの順で進行する1)

GALK欠損によりルロワール経路の最初のステップが障害されると、ガラクトースは代替経路であるアルドース還元酵素経路に迂回する。この経路ではガラクトースからガラクチトールが産生される1)

ガラクチトールは浸透圧特性を持ち、水晶体線維に蓄積すると以下の過程で白内障を形成する1)

  • 水晶体線維の膨隆:浸透圧上昇による水分流入
  • 細胞溶解:過度の膨潤による細胞破壊
  • 蛋白変性:構造蛋白の変性と凝集
  • 白内障形成:光散乱と混濁の進行

正常な水晶体では、エネルギー代謝の70〜80%が嫌気的解糖系で賄われ、10%がペントースリン酸回路、10%がソルビトール経路による。水晶体ではアルドース還元酵素の活性はヘキソキナーゼ活性より高いが、グルコースに対する親和性はヘキソキナーゼが上回る。高ガラクトース血症下ではヘキソキナーゼが飽和し、アルドース還元酵素経路への基質流入が増加する。この機序は糖尿病白内障と共通している。

ガラクトース血症の3型の眼科的特徴を以下に比較する。

欠損酵素白内障以外の主な症状
I型(GALT欠損)GALT肝障害・敗血症・中枢神経障害
II型(GALK欠損)GALKなし(白内障のみ)
III型(GALE欠損)GALE軽症〜重症まで幅がある

7. 最新の研究と今後の展望(研究段階の報告)

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GALK1遺伝子の病的変異はこれまでに30以上が報告されているが、新規変異の同定が継続している。

Cordeiroら(2021)は、ポルトガル在住のモルドバ出身の12か月女児において、既知の病的変異c.919_921delATG(p.Met307del)と新規ミスセンス変異c.500C>A(p.Ala167Asp)の複合ヘテロ接合体を同定した1)。後者は予測病原性変異であり、ロマ集団に多い創始者変異とは異なる遺伝的背景を示した。

各国で新生児マススクリーニングへのGALK欠損症の組み込みが検討されている1)。現在、すべての国のスクリーニングプログラムにガラクトース代謝異常が含まれているわけではなく、診断の遅延が課題となっている。スクリーニングの拡充により早期発見・早期治療が促進され、白内障の予防が期待される。


  1. Cordeiro C, Garcia P, Coelho D, Oliva M. Galactokinase deficiency: a treatable cause of bilateral cataracts. BMJ Case Rep. 2021;14(6):e242227.

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