StudyMed医師国家試験

夜中のミルクが手放せなかった子―低血糖・肝腫大・乳酸が指し示す糖原病Ⅰ型

第100回医師国家試験 A問題 第56問

国試問題にチャレンジ

第100回 A問題 第56問

4歳の女児。低身長と腹部膨満とを主訴に来院した。新生児期には,夜間に頻回の哺乳を必要とし,最近は空腹を訴えることが多い。精神運動発達は正常である。低身長(-4SD)と肝腫大とを認める。血液生化学所見:空腹時血糖35mg/dL,尿酸11mg/dL,トリグリセリド1,015mg/dL,乳酸85mg/dL(基準5~20)。 考えられるのはどれか。

  1. a.ケトン性低血糖症
  2. b.ムコ多糖症Ⅲ型
  3. c.下垂体性低身長症
  4. d.1型糖尿病
  5. e.糖原病Ⅰ型

対話形式の解説

ドクタードクター
今回は、小児の低血糖から先天代謝異常を絞り込む問題だ。注目点は3つ。「乳児期から空腹に弱い」という経過、「肝腫大」という身体所見、そして低血糖に乳酸・尿酸・中性脂肪の上昇が重なっている検査の組み合わせだね。まず、夜間に頻回の哺乳が必要だったというエピソードは何を意味すると思う?
医学生医学生
食事の間隔が空くと血糖が保てない、つまり空腹時低血糖が赤ちゃんの頃から続いていたということでしょうか。
ドクタードクター
その通り。健康な乳児なら、哺乳の合間は肝臓がグリコーゲンを分解したり糖新生をしたりしてブドウ糖を血中に出してくれる。それができないから、こまめに飲ませないと低血糖になってしまうんだ。そこに肝腫大が加わると、どんな病態が浮かぶかな。
医学生医学生
生化学の講義で習った糖原病ですか。肝臓にグリコーゲンがたまって、それを血糖として出せない、という。
ドクタードクター
いいね。「空腹時低血糖+肝腫大+低身長」は肝型糖原病を強く示唆する組み合わせだ。では、肝型糖原病の中でもどの型かを決める決め手は何だろう。
医学生医学生
乳酸が基準の4倍以上と高いのが目立ちます。でも、どうして糖原病で乳酸が上がるのかがピンときません。
ドクタードクター
そこが一番大事なところだ。糖原病Ⅰa型はグルコース-6-ホスファターゼの欠損症。この酵素はグルコース-6-リン酸をブドウ糖に変える最後の一歩で、グリコーゲン分解と糖新生の両方の出口にあたる。だから出口がふさがると、肝臓はブドウ糖をまったく出せず、絶食後早くから重い低血糖になるんだ。
医学生医学生
出口がふさがったグルコース-6-リン酸はどこへ行くんですか。
ドクタードクター
まさにそれが答えになる。行き場を失ったグルコース-6-リン酸は、一部はグリコーゲンとして蓄積して肝腫大を、残りは解糖系に大量に流れ込んでピルビン酸から乳酸になる。さらに余ったアセチルCoAやグリセロールから中性脂肪の合成が進んで高トリグリセリド血症になる。尿酸は、乳酸が腎臓で尿酸の排泄と競合することと、リン酸の枯渇でプリン分解が亢進することの両面から上がるんだ。
医学生医学生
ひとつの酵素の欠損で、低血糖・肝腫大・高乳酸・高脂血症・高尿酸が全部説明できるんですね。低身長は慢性的な代謝障害の結果ですか。
ドクタードクター
そう考えてよい。これが糖原病Ⅰ型、von Gierke病だ。では、ほかの選択肢も見ていこう。まずケトン性低血糖症はどうかな。
医学生医学生
小児科の実習で、胃腸炎で食べられなくなった朝にぐったりして運ばれてきた男の子を見ました。あれも低血糖でしたよね。
ドクタードクター
いい経験をしたね。ケトン性低血糖症は1歳半から5歳ごろのやせ型の男児に多く、感染などで絶食が長引いたときに早朝の低血糖とケトーシスを繰り返す。でも肝腫大や高度の低身長はなく、乳酸や尿酸、中性脂肪の著明な上昇も説明できない。多くは成長とともに自然に軽快する、予後のよい病態だ。
医学生医学生
下垂体性低身長症も、成長ホルモンが足りないと低血糖になると習ったので迷いました。
ドクタードクター
その迷いは筋がいい。成長ホルモンには抗インスリン作用や糖新生を促す作用があるから、乳幼児期のGH分泌不全では低血糖が起こりうるし、低身長も説明できる。ただし肝腫大は起こらないし、高乳酸血症や高脂血症も伴わない。低血糖の子では「肝臓が腫れているかどうか」が大きな分かれ道なんだ。
医学生医学生
ムコ多糖症Ⅲ型はライソゾーム病で、Sanfilippo症候群でしたっけ。
ドクタードクター
よく覚えているね。ヘパラン硫酸が蓄積して、身体症状は比較的軽い一方、進行性の知的障害や多動といった中枢神経症状が主体になる。今回は精神運動発達が正常で、低血糖などの代謝異常も説明できないから合わない。1型糖尿病は言うまでもなく高血糖が基本で、治療歴もないこの子の低血糖とは逆だね。
医学生医学生
低血糖に肝腫大があれば肝型糖原病を考え、さらに乳酸・尿酸・中性脂肪の上昇がそろえばⅠ型、という流れですね。
ドクタードクター
その通り。発展知識も押さえておこう。糖原病Ⅰ型では、グルカゴンを投与しても血糖は上がらず、むしろ乳酸が上がる。グリコーゲンを分解してもブドウ糖にできないからだ。人形様顔貌、血小板機能異常による鼻出血も特徴で、Ⅰb型では好中球減少による易感染性や腸炎を伴う。
医学生医学生
CBTの勉強で、Ⅱ型のPompe病は心筋や骨格筋、Ⅴ型のMcArdle病は運動時の筋痛と覚えました。型ごとに障害臓器が違うんですね。
ドクタードクター
いい整理だ。Ⅲ型のCori病は脱分枝酵素欠損で、肝腫大や低血糖はあるけれど、乳酸や尿酸は上がりにくい点がⅠ型との違いになる。治療の基本は低血糖を防ぐこと。頻回の食事、夜間の持続経管栄養、ゆっくり吸収される生コーンスターチを使う。乳糖や果糖、ショ糖は肝でブドウ糖にならず乳酸を増やすので制限し、高尿酸血症にはアロプリノールを用いる。
医学生医学生
長く付き合う病気だと、合併症にも気をつける必要がありそうです。
ドクタードクター
その通り。長期的には肝腺腫とその悪性化、巣状分節性糸球体硬化症などの腎障害、痛風、骨粗鬆症に注意が要る。小児期に診断して終わりではなく、成人期まで見守る視点が大切だよ。

まとめ

乳児期からの頻回哺乳を要する空腹時低血糖に肝腫大と低身長が加われば、肝型糖原病を考えます。さらに高乳酸血症・高尿酸血症・高トリグリセリド血症を伴う場合は、グルコース-6-ホスファターゼ欠損による糖原病Ⅰ型(von Gierke病)が最も考えられ、行き場を失ったグルコース-6-リン酸が解糖系や脂質合成へ流れることで一連の代謝異常が一元的に説明できます。ケトン性低血糖症や成長ホルモン分泌不全でも低血糖は起こりますが、肝腫大や高乳酸血症は伴わない点が鑑別の鍵です。治療は頻回食・夜間持続栄養・生コーンスターチによる低血糖予防と乳糖・果糖・ショ糖の制限が基本で、肝腺腫や腎障害などの長期合併症にも注意が必要です。酵素欠損から代謝の流れを追って検査値を説明する考え方は、先天代謝異常全般を理解する土台になります。

解答・解説

正解はeです

所見の整理

・4歳女児。主訴は低身長と腹部膨満である。 ・新生児期から夜間に頻回の哺乳を必要とし、現在も空腹を訴えることが多い。食事の間隔が空くと血糖を維持できない、すなわち空腹時低血糖が乳児期から続いていることを示唆する。 ・精神運動発達は正常である。 ・身体所見: 高度の低身長(−4SD)、肝腫大(腹部膨満の原因と考えられる)。 ・検査所見: 空腹時血糖35mg/dL(低血糖)、尿酸11mg/dL(高尿酸血症)、トリグリセリド1,015mg/dL(著明な高トリグリセリド血症)、乳酸85mg/dL(著明な高乳酸血症)。

診断のプロセス

「乳児期からの空腹時低血糖+肝腫大+低身長」の組み合わせは、肝臓に蓄えたグリコーゲンを血糖として放出できない肝型糖原病を強く示唆する。肝型糖原病のうち、さらに高乳酸血症・高尿酸血症・高脂血症(高トリグリセリド血症)を伴う点が糖原病Ⅰ型(von Gierke病)に特徴的である。 糖原病Ⅰa型はグルコース-6-ホスファターゼ(G6Pase)の欠損症である。G6Paseは肝臓で、グリコーゲン分解と糖新生のいずれの経路でもその最終段階(グルコース-6-リン酸→グルコース)を担う酵素である。このため、 ・肝臓からブドウ糖を放出できず、絶食後早期から重い低血糖となる。 ・行き場を失ったグルコース-6-リン酸がグリコーゲンとして蓄積し、肝腫大(および腎腫大)をきたす。 ・グルコース-6-リン酸が解糖系に大量に流れ込み、ピルビン酸を経て乳酸が過剰に産生される(高乳酸血症)。 ・過剰なアセチルCoAやグリセロールから脂肪酸・中性脂肪の合成が亢進し、高トリグリセリド血症となる。 ・乳酸が腎尿細管での尿酸排泄と競合して尿酸排泄を減らし、さらにリン酸の枯渇に伴うプリン分解の亢進で尿酸産生も増えるため、高尿酸血症となる。 ・慢性的な代謝障害と低血糖により成長が障害され、低身長となる。 これらはすべて本例の所見と一致する。精神運動発達が正常である点も、中枢神経障害を主体とする先天代謝異常(ムコ多糖症Ⅲ型など)とは異なる。

鑑別のポイント

低血糖をきたす小児の疾患は多いが、低血糖に加えて肝腫大と高乳酸血症・高尿酸血症・高脂血症の組み合わせを一元的に説明できるのは糖原病Ⅰ型のみである。

選択肢考察

  1. ×a.  ケトン性低血糖症

    ケトン性低血糖症は1歳半〜5歳ごろの小児、特にやせ型の男児に多く、感染症や食事摂取不良などで絶食時間が長くなったときに、早朝の低血糖とケトーシス(嘔吐、ぐったりする、意識障害など)を反復する病態である。肝腫大や高度の低身長は伴わず、乳酸・尿酸・トリグリセリドの著明な上昇も説明できない。予後は良好で、多くは成長とともに自然軽快する。

  2. ×b.  ムコ多糖症Ⅲ型

    ムコ多糖症Ⅲ型(Sanfilippo症候群)はライソゾーム酵素の欠損によりヘパラン硫酸が蓄積する疾患である。ムコ多糖症の多くは骨変形や関節拘縮、特徴的顔貌、肝脾腫が目立つが、Ⅲ型では身体症状は比較的軽く、進行性の知的障害・多動などの中枢神経症状が主体となる。本例は精神運動発達が正常であり、また低血糖・高乳酸血症などの代謝異常も説明できない。

  3. ×c.  下垂体性低身長症

    成長ホルモン(GH)分泌不全性低身長症では、GHの抗インスリン作用や糖新生促進作用が欠けるため、特に乳幼児期に低血糖をきたすことがあり、低身長も説明できる。しかし肝腫大は生じず、著明な高乳酸血症・高尿酸血症・高トリグリセリド血症もみられない。また、GH分泌不全では出生時の身長は正常で、その後に成長率が低下するのが典型である。

  4. ×d.  1型糖尿病

    1型糖尿病は膵β細胞の破壊によるインスリン欠乏で、高血糖とそれに伴う口渇・多飲・多尿・体重減少をきたし、進行すると糖尿病ケトアシドーシスとなる。本例は空腹時血糖35mg/dLと逆に低血糖であり、合致しない。インスリン治療中の1型糖尿病でも低血糖は起こりうるが、本例には治療歴がなく、肝腫大や高乳酸血症も説明できない。

  5. ○e.  糖原病Ⅰ型

    糖原病Ⅰ型(von Gierke病)はグルコース-6-ホスファターゼ(Ⅰa型)またはグルコース-6-リン酸トランスポーター(Ⅰb型)の欠損による常染色体劣性遺伝の疾患である。肝臓でグルコース-6-リン酸からブドウ糖を生成できないため、乳児期からの空腹時低血糖(頻回の哺乳・摂食が必要)、グリコーゲン蓄積による肝腫大、低身長をきたし、代謝の偏りから高乳酸血症、高尿酸血症、高トリグリセリド血症を伴う。本例の症状・検査所見はすべてこれに合致する。

糖原病の概要

糖原病はグリコーゲンの合成・分解に関わる酵素の先天的な欠損により、組織にグリコーゲンが蓄積したり、グリコーゲンを利用できなくなったりする疾患群である。主に肝臓が障害される肝型と、筋肉が障害される筋型に分けられる。 ・Ⅰ型(von Gierke病): グルコース-6-ホスファターゼ欠損(Ⅰa)、G6Pトランスポーター欠損(Ⅰb)。肝型。低血糖、肝腫大、高乳酸血症、高尿酸血症、高脂血症。 ・Ⅱ型(Pompe病): ライソゾームの酸性α-グルコシダーゼ欠損。心筋・骨格筋が障害される。乳児型では心肥大、筋緊張低下。酵素補充療法がある。 ・Ⅲ型(Cori病): 脱分枝酵素欠損。肝腫大・低血糖はⅠ型より軽く、乳酸・尿酸は上昇しにくい。筋症状を伴うことがある。 ・Ⅴ型(McArdle病): 筋ホスホリラーゼ欠損。運動時の筋痛・筋けいれん、ミオグロビン尿。阻血下前腕運動試験で乳酸が上昇しない。 ・Ⅵ型(Hers病): 肝ホスホリラーゼ欠損。軽症の肝腫大・低血糖。

糖原病Ⅰ型の特徴

・人形様顔貌(丸い頬、doll-like face)、腹部膨満、低身長 ・グルカゴンやアドレナリンを投与しても血糖が上昇しない(G6Paseが欠けているため、グリコーゲンを分解してもブドウ糖にできない)。むしろ乳酸が上昇する。 ・血小板機能異常による出血傾向(鼻出血など) ・Ⅰb型では好中球減少・好中球機能異常を伴い、易感染性や炎症性腸疾患様の腸炎をきたす。 ・長期合併症: 肝腺腫(悪性化することがある)、腎障害(巣状分節性糸球体硬化症、腎石灰化)、痛風、骨粗鬆症

治療

低血糖を防ぐことが基本である。頻回の食事、夜間の持続経管栄養、消化吸収がゆっくりな非加熱のコーンスターチ(生コーンスターチ)の投与を行う。ガラクトースや果糖は肝でグルコース-6-リン酸を経由するためブドウ糖にならず乳酸を増やすので、乳糖・果糖・ショ糖を制限する。高尿酸血症にはアロプリノールを用いる。

小児の低血糖の鑑別の視点

・肝腫大あり: 肝型糖原病、糖新生系酵素異常症(フルクトース-1,6-ビスホスファターゼ欠損症など)、ガラクトース血症、遺伝性果糖不耐症 ・肝腫大なし: ケトン性低血糖症、GH分泌不全やコルチゾール欠乏(下垂体機能低下症、副腎不全)、高インスリン性低血糖症、脂肪酸代謝異常症(非ケトン性低血糖)

POINT

・乳児期からの空腹時低血糖+肝腫大+低身長は肝型糖原病を示唆する。 ・高乳酸血症・高尿酸血症・高トリグリセリド血症を伴えば糖原病Ⅰ型(von Gierke病、G6Pase欠損)を考える。 ・糖原病Ⅰ型ではグルカゴンを投与しても血糖は上昇しない。 ・治療は低血糖予防(頻回食、夜間持続栄養、生コーンスターチ)と、乳糖・果糖・ショ糖の制限である。 ・ケトン性低血糖症や下垂体性低身長症では肝腫大や高乳酸血症はみられない。

※問題・正答は厚生労働省の公開資料をもとに掲載しています。