페닐케톤뇨증은 선천성 아미노산 대사 이상으로 인해 지능 장애, 담갈색 모발, 피부의 색소 결핍을 유발하는 상염색체 열성 유전 질환입니다. 선천적으로 아미노산 대사에 문제가 생기면 페닐알라닌을 타이로신으로 전환하는 효소인 페닐알라닌수산화효소가 저하됩니다. 이로 인해 페닐알라닌이 축적되어 이 질환이 발생합니다. 발생 빈도는 백인은 1만 4,000명당 1명, 일본인과 한국인은 7~8만 명당 1명입니다.

페닐케톤뇨증은 상염색체 열성으로 유전하는 유전성 대사 질환입니다. 페닐알라닌수산화효소가 결핍되어 페닐알라닌이 정상적으로 대사되지 않아 비정상적인 대사 물질을 분비하여 여러 증상이 나타납니다.

페닐알라닌수산화효소의 유전자는 12번 염색체의 장완에 위치합니다. 이 유전자의 돌연변이로 인해 페닐알라닌수산화효소의 결손이 초래됩니다. 이러한 경우를 전형적(Classical) 페닐케톤뇨증이라고 합니다.

이 밖에 페닐알라닌수산화효소의 조효소인 BH4의 생합성 장애 과정에 이상이 있는 경우 페닐알라닌이 상승합니다. 이러한 경우를 비전형적(Atypical) 페닐케톤뇨증이라고 합니다.

페닐케톤뇨증의 증상은 다음과 같습니다.

- 구토, 습진
- 담갈색 모발, 흰 피부색(영아기)
- 뒤집기, 걷기 등 운동 발달 지연
- 언어 등 정신 발달 지연
- 경련
- 땀과 소변에서 쥐 오줌 냄새가 남
- 생후 1년까지 치료하지 않으면 IQ가 50이하로 저하됨. 그러나 생후 1개월 내에 치료하면 이러한 증상은 나타나지 않음

페닐케톤뇨증을 진단하는 방법은 다음과 같습니다.

① 페닐케톤뇨증은 소변을 이용한 염화제이철 반응에서 녹색을 보입니다.

② 생후 2~3일경 된 신생아의 발뒤꿈치에서 혈액을 채취하여 신속한 선별 검사(Guthrie 법)를 시행하여 진단할 수 있습니다. 혈액의 아미노산을 분석했을 때, 혈중 페닐알라닌이 지속적으로 4mg/dL 이상이면 비정상입니다. 지속적으로 20mg/dL 이상인 경우는 전형적 페닐케논뇨증, 4~20mg/dL인 경우는 고페닐알라닌혈증으로 구분합니다. 후자는 치료하지 않아도 지능이 정상이거나 장애 정도가 가볍습니다.

혈중 페닐알라닌이 높다고 판명된 경우, BH4 반응성을 검사합니다. BH4에 반응한다고 판명되면(비전형적 페닐케톤뇨증), BH4 생합성에 관련된 효소에 대한 검사나 유전자 검사를 시행합니다.

전형적 페닐케톤뇨증으로 판명되면, 페닐알라닌수산화효소에 대한 검사나 유전자 검사를 시행하여 확진합니다.

페닐케톤뇨증의 치료 방법은 이 질환이 전형적인지, 비전형적인지에 따라 달라집니다.

① 전형적 페닐케톤뇨증(Classical phenylketonuria)
진단 즉시 저페닐알라닌 특수 분유를 먹입니다. 혈중 페닐알라닌치를 6mg/dL 전후로 유지하려면 제한된 양의 페닐알라닌을 투여해야 합니다. BH4 반응성을 보이는 경우는 BH4(≤20mg/kg/day)를 투여합니다. 6세까지는 페닐알라닌이 소량으로 들어 있는 식품과 페닐알라닌 제거 분유를 섭취하는 저페닐알라닌 식이 요법으로 혈중 페닐알라닌을 3~8mg/dL로 유지하는 것이 좋습니다.

6세 이후에는 식사 제한을 완화해도 좋습니다. 그러나 식이 요법을 중지하면 안 됩니다. 사춘기부터 평생 동안 혈중 페닐알라닌치를 3~15 mg/dL로 유지하는 것이 바람직합니다. 페닐알라닌 섭취량이 필요량보다 지나치게 적으면 발육 장애, 빈혈, 저단백혈증 등 페닐알라닌 결핍 증상이 나타납니다.

② 비전형적 페닐케톤뇨증(Atypical phenylketonuria)
BH4 조효소를 투여합니다. 필요시 신경 전달 물질의 전구체를 투여합니다. 임신 9~11주경 융모막 채취로 얻은 세포로부터 DNA를 분석하면 산전 진단과 보인자 진단을 할 수 있습니다. 산모가 페닐케톤뇨증 환자인 경우, 저페닐알라닌식을 섭취하지 않으면 태아 혈액의 페닐알라닌이 상승하여 태아의 발육에 장애를 줍니다. 이를 치료하지 않고 임신을 계속하면 저출생체중, 소두증, 심기형, 정신 박약 등이 자주 나타납니다. 이러한 태아 장애를 예방하려면 임신 전부터 저페닐알라닌 식사를 섭취함으로써 전체 임신 기간 중 혈청 페닐알라닌치를 10mg/dL 이하로 유지해야 합니다.