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Die Prävalenz des HCS-Mangels ist nicht bekannt, er gehört aber zu den seltensten angeborenen Stoffwechseldefekten. Bei lebend Geborenen liegt die Prävalenz unter 1:200.000.

Die Symptome setzen in der Regel innerhalb von Stunden, Tagen oder Wochen nach der Geburt ein. Die Betroffenen haben schlechten Appetit, erbrechen, sind lethargisch oder irritabel, es bestehen Muskelhypotonie und exfoliative Dermatitis. Metabolische Veränderungen sind Keto-/Laktatazidose, Organoazidämie (-urie) und Hyperammonämie. Ohne Behandlung können die Kinder therapieresistente Krampfanfälle, Hirnödem und Koma entwickeln, oft sind Wachstum und Entwicklung verzögert.

Ursache des Holocarboxylase-Synthetase-Mangels sind Mutationen im HLCS-Gen (21q22.1), die zu verminderter Aktivität der HCS führen. Dieses Enzym bindet Biotin kovalent an die verschiedenen biotinabhängigen Carboxylasen, die dieses Vitamin für ihre Aktivität benötigen. Mangelhafte Biotinbindung führt zum multiplen Carboxylasemangel mit der spezifischen und abnormen Anhäufung verschiedener organischer Säuren. Einige Patienten werden beim Neugeborenen-Screening durch Nachweis dieses für den HCS-Mangel typischen Musters organischer Säuren diagnostiziert.

Zur Diagnose führen die klinischen Symptome und die typischen Anomalien der organischen Säuren. Die Diagnose wird durch den Nachweis mangelnder HCS-Aktivität in Leukozyten oder kultivierten Fibroblasten oder durch Mutationsanalyse bestätigt.

Differentialdiagnosen in Hinblick auf den Befund der organischen Säuren sind Biotinidase-Mangel (sh. dort) und isolierter Carboxylase-Mangel; in Hinblick auf die Hyperammonämie sind es Defekte des Harnstoffzyklus (s. dort), und wegen der neurologischen Störungen und Krampfanfälle in der Neugeborenenzeit ist auch an Sepsis und andere Stoffwechseldefekte zu denken.

Eine vorgeburtliche Diagnose ist möglich (i) durch Quantifizierung der organischen Säuren mit Isotopenverdünnungs-Techniken im Fruchtwasser, (ii) durch enzymatische Bestimmung der HCS-Aktivität in Amniozyten und (iii) durch Mutationsanalyse nach Chorionzottenbiopsie oder Amniozentese.

Der HCS-Mangel wird autosomal-rezessiv vererbt. Den betroffenen Familien soll eine genetische Beratung angeboten werden. Geschwister von Patienten haben die Krankheit wahrscheinlich nicht geerbt, wenn bei ihnen keine Symptome auftreten, sie können jedoch heterozygote Träger der Anlage sein.

Die primäre Behandlung des HCS-Mangels besteht in der Supplementierung mit freiem Biotin. Hierdurch kann der klinische Zustand der symptomatischen Individuen mit Enzymmangel gebessert und das Auftreten einiger oder aller Symptome bei (noch) asymptomatischen Individuen mit dem Enzymdefekt verhindert werden. Die Behandlung muss nach der Diagnose schnellstmöglich begonnen und lebenslang fortgeführt werden. werden. Die betroffenen Individuen müssen wegen möglicher Spätkomplikationen und der Einhaltung der Therapie regelmäßig kontrolliert werden. Rechtzeitige und dauerhafte Therapie kann die Symptome erheblich abmildern, jedoch entwickeln einige Patienten trotz angemessener Behandlung Komplikationen und benötigen dann eine höhere Biotindosis.

Ohne Frühdiagnose und Therapie ist die Mortalität hoch. Der Zeitpunkt der Diagnose und das Ausmaß der Schädigung während metabolischer Krisen bestimmen die Morbidität der überlebenden Patienten.