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Il tasso di prevalenza a livello mondiale è probabilmente di circa 1 su 100.000 nati vivi. In alcuni paesi, come l'Arabia Saudita, la prevalenza è più elevata.

L'acidemia propionica può presentarsi con un esordio neonatale grave, un esordio tardivo intermittente o in forma progressiva cronica. Nella forma ad esordio neonatale grave, i neonati affetti presentano i sintomi di un'intossazione metabolica (disturbi alimentari, vomito, alterazioni dell'apparato sensitivo) e pancitopenia diverse ore-settimane dopo la nascita. Nella forma ad esordio tardivo intermittente, la malattia si presenta dopo l'anno od oltre con episodi di scompenso metabolico provocati da periodi di stress catabolico, come la febbre, il vomito e i traumi. I pazienti possono anche presentare crisi neurologiche acute caratterizzate da distonia, rigidità, coreoatetosi e demenza (da infarto dei gangli basali). Nella forma progressiva cronica, la malattia si manifesta con ritardo della crescita, vomito cronico, ritardo psicomotorio, ipotonia, convulsioni e disturbi del movimento. Le possibili complicazioni della malattia sono la disabilità cognitiva, la neuropatia ottica, la cardiomiopatia, la sindrome del QT lungo, la pancreatite, la dermatite, la disfunzione immunitaria.

La PA è causata dalle mutazioni nei geni PCCA (13q32) o PCCB (3q21-q22), che codificano per le subunità α e β della propionil-CoA carbossilasi.

Lo screening neonatale allargato identifica la PA rilevando i livelli elevati di propionil carnitina. Durante lo scompenso metabolico, i casi sintomatici presentano acidosi, chetosi, aumento del gap anionico, iperlattatemia, iperglicinemia, iperammoniemia, ipoglicemia e citopenia. L'analisi delle urine mediante gascromatografia-spettrometria di massa rivela un profilo caratteristico, con 3-idrossi-propionato, metilcitrato, propionil glicina e propionil carnitina, che permane tra le crisi. La conferma della diagnosi si basa sulla determinazione del deficit dell'attività enzimatica o la dimostrazione di mutazioni nei geni PCCA o PCCB.

La diagnosi differenziale si pone con la sepsi neonatale, altre acidurie organiche a catena ramificata, la stenosi pilorica o altre cause comuni di acidosi da aumento del gap anionico. Nella forma cronica infantile, il ritardo della crescita, il vomito cronico e la neutropenia possono simulare l'intelloranza al latte vaccino, la celiachia (si veda questo termine) o le immunodeficienze.

La diagnosi prenatale può essere posta mediante il dosaggio di propionil carnitina, metilcitrato e 3-idrossi-propionato nel liquido amniotico o l'analisi del DNA o il saggio enzimatico diretto, nelle famiglie con mutazione nota.

La trasmissione è autosomica recessiva.

La conferma della diagnosi non è indispensabile per iniziare il trattamento. La principale strategia di trattamento di una crisi è rappresentata dall'inversione del catabolismo, che avviene interrompendo l'assunzione di proteine e assumendo calorie non proteiche sotto forma di liquidi per via endovenosa. L'iperammoniemia è trattata mediante la somministrazione di benzoato di sodio, carbamil glutammato o l'emodialisi. La pietra angolare del trattamento a lungo termine dei pazienti con PA è rappresentata dalla presa in carico nutrizionale, in particolare dalla limitazione delle proteine. La crescita deve essere monitorata con regolarità. L'integrazione di carnitina agevola la disintossicazione. Il quadro cognitivo può essere migliorato evitando lo scompenso metabolico e trattando tempestivamente gli episodi con terapia standard.

La diagnosi ed il trattamento precoci hanno permesso di ridurre il tasso di mortalità nel primo anno di vita e migliorare i tassi di sopravvivenza nella prima e media infanzia, anche se rimane elevata la morbilità in relazione alle anomalie dello sviluppo cognitivo. Tuttora si dibatte la possibilità di eseguire il trapianto di fegato precocemente, durante l'infanzia, al fine di migliorare la prognosi.