Abstract
Background
Medium Chain Acyl-CoA Dehydrogenase (MCAD) Deficiency is an autosomal recessive disorder of fatty acid oxidation, with potential fatal outcome. MCAD deficiency is diagnosed by acylcarnitine analysis on newborn screening blood spot cards by tandem mass spectrometry. Early diagnosis of MCAD and presymptomatic treatment can potentially reduce morbidity and mortality.
Objectives
To evaluate incidence, clinical outcome, biochemical and molecular phenotype of MCAD cases detected in the first three years of newborn screening in British Columbia (BC).
Methods and Results
Medium chain length acylcarnitines, octanoylcarnitine (C8) and decanoylcarnitine (C10), were measured on newborn screening blood spot cards. Out of 121,000 live births, 17 newborns had C8 values above the screening cut-off of 0.38 umol/L. Ten newborns had elevated C8 on repeat cards and were investigated further. Both C8 and C8/C10 ratios remained abnormal in all confirmed MCAD cases. Positive predictive value of screening was 58% with no false negative results. Seven patients were homozygous for the common c.985A>G MCAD mutation and three others were compound heterozygous for the c.985A>G and a second mutation. Two novel mutations were identified (c.260T>C and c.382T>A). The estimated incidence of MCAD was ≈1:12,000 live births. Upon frequent feeding and carnitine supplementation, none of the patients had metabolic crises or adverse outcomes.
Conclusion
Frequency of MCAD in BC is comparable to reports from other newborn screening programs. Persistence of elevated C8 levels and C8/C10 ratios in confirmed MCAD cases suggest that these are sensitive markers for newborn screening. Early detection and treatment have successfully prevented adverse health outcomes in patients with MCAD.
Key words: Neonatal screening, fatty acid oxidation complex, Acyl-CoA dehydrogenase, medium chain Acyl-CoA dehydrogenase, sudden infant death
Résumé
Contexte
Le déficit en acyl-coenzyme A déshydrogénase (DACAD) des acides gras à chaîne moyenne est un trouble autosomique récessif d’oxydation des acides gras qui peut être mortel. Ce déficit est diagnostiqué par spectrométrie de masse en tandem des acylcarnitines dans le sang du nouveau-né (une tache de sang est recueillie sur une fiche en papier). Il est possible que le diagnostic précoce et le traitement avant l’apparition des symptômes réduisent la morbidité et la mortalité liées au DACAD.
Objectifs
Évaluer l’incidence, les résultats cliniques et les phénotypes biochimiques et moléculaires des cas de DACAD décelés au cours des trois premières années du programme de dépistage des nouveau-nés en Colombie-Britannique (C. B.).
Méthode et résultats
Deux acylcarnitines à chaîne moyenne, l’octanoylcarnitine (C8) et le décanoylcarnitine (C10), ont été mesurés sur les fiches de taches de sang des nouveau-nés. Sur 121 000 naissances vivantes, 17 nouveau-nés affichaient des valeurs supérieures au seuil de dépistage de 0,38 umol/L pour le C8. Dix nouveau-nés avaient un C8 élevé sur plusieurs fiches de suite et ont fait l’objet d’examens plus poussés. Le niveau de C8 et le ratio C8/C10 demeuraient anormaux dans tous les cas confirmés de DACAD. La valeur prédictive positive du dépistage était de 58 %, sans résultat faussement négatif. Sept patients étaient homozygotes pour la mutation commune c.985A>G du DACAD et trois autres étaient hétérozygotes composites pour la mutation c.985A>G et pour une deuxième mutation. Deux nouvelles mutations ont été repérées (c.260T>C et c.382T>A). L’incidence estimative du DACAD était de ≈1:12 000 naissances vivantes. Avec une alimentation fréquente et une supplémentation en carnitine, aucun patient n’a subi de crise métabolique ni de résultat défavorable.
Conclusion
La fréquence du DACAD en C.-B. est comparable à celle d’autres programmes de dépistage des nouveau-nés. La persistance d’un C8 et d’un ratio C8/C10 élevés dans les cas confirmés de DACAD donne à penser que ce sont des indicateurs sensibles pour le dépistage des nouveau-nés. Le dépistage et le traitement précoces ont réussi à prévenir des résultats cliniques défavorables chez les patients atteints de DACAD.
Mots clés: dépistage néonatal, trouble d’oxydation des acides gras, acyl-CoA déshydrogénase, acyl-CoA déshydrogénase à chaîne moyenne, mort subite du nourrisson
References
- 1.Saudubray JM, Martin D, De Lonlay P, Touati G, Poggi-Travert F, Bonnet D, et al. Recognition and management of fatty acid oxidation defects: A series of 107 patients. J Inher Metab Dis. 1999;22:488–502. doi: 10.1023/A:1005556207210. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 2.Iafolla AK, Thompson RJ, Jr., Roe C. Medium-chain acyl-coenzyme A dehydrogenase deficiency: Clinical course in 120 affected children. J Pediatr. 1994;124:409–15. doi: 10.1016/S0022-3476(94)70363-9. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 3.Derks TG, Reijngoud DJ, Waterham HR, Gerver WJ, van den Berg MP, Sauer PJ, Smit GP. The natural history of medium-chain acyl CoA dehydrogenase deficiency in the Netherlands: Clinical presentation and outcome. J Pediatr. 2006;148:665–70. doi: 10.1016/j.jpeds.2005.12.028. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 4.Andresen BS, Dobrowolski SF, O’Reilly L, Engel P, Knudsen I, Banas R, et al. Medium-chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) mutations identified by MS/MS-based prospective screening of newborns differ from those observed in patients with clinical symptoms: Identification and characterization of a new prevalent mutation that results in mild MCAD deficiency. Am J Hum Genet. 2001;68:1408–18. doi: 10.1086/320602. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 5.Tanaka K, Yokota I, Coates PM, Strauss AW, Kelly DP, Zhang Z, et al. Mutations in the medium chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) gene. Hum Mutat. 1992;1(4):271–79. doi: 10.1002/humu.1380010402. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 6.Stockler-Ipsiroglu S, Muntau A, Schulze A. Expanded newborn screening by tandem-mass spectrometry: Appraisal of first experience and overview of present state and developments in Europe, Workshop at the 36th Meeting of the European Metabolic Group, Rimini. 2004. [Google Scholar]
- 7.Pourfarzam M, Morris A, Appleton M, Craft A, Bartlett K. Neonatal screening for medium-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency. Lancet. 2001;358:1063–64. doi: 10.1016/S0140-6736(01)06199-2. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 8.Carpenter K, Wiley V, Sim KG, Heath D, Wilcken B. Evaluation of newborn screening for medium chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency in 275,000 babies. Arch Dis Child Fetal Neonatal Educ. 2001;85:F105–F109. doi: 10.1136/fn.85.2.F105. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 9.Waddell L, Wiley V, Carpenter K, Bennetts B, Angel L, Andresen B, Wilcken B. Medium-chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency: Genotype-biochemical phenotype correlations. Mol Genet Metab. 2006;87:32–39. doi: 10.1016/j.ymgme.2005.09.020. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 10.Maier EM, Liebl B, Roschinger W, Nennstiel-Ratzel U, Fingerhut R, Olgemoller B, et al. Population spectrum of ACADM genotypes correlated to biochemical phenotypes in newborn screening for medium-chain acyl-CoA dehydro-genase deficiency. Hum Mutat. 2005;25:443–52. doi: 10.1002/humu.20163. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 11.Zytkovicz TH, Fitzgerald EF, Marsden D, Larson CA, Shih VE, Johnson DM, et al. Tandem mass spectrometric analysis for amino, organic, and fatty acid disorders in newborn dried blood spots: A two-year summary from the New England Newborn Screening Program. Clin Chem. 2001;47:1945–55. [PubMed] [Google Scholar]
- 12.Chace D, Hillman S, Van Hove J, Naylor E. Rapid diagnosis of MCAD deficiency: Quantitative analysis of octanoylcarnitine and other acylcarnitines in newborn blood spots by tandem mass spectrometry. Clin Chem. 1997;43(11):2106–13. [PubMed] [Google Scholar]
- 13.Andresen BS, Jensen TG, Bross P, Knudsen I, Winter V, Kolvraa S, et al. Disease-causing mutations in exon 11 of medium chain acyl CoA dehydrogenase gene. Am J Hum Genet. 1994;54(6):975–88. [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
- 14.Andresen BS, Bross P, Udvari S, Kirk J, Gray G, Kmoch S, et al. The molecular basis of medium-chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) deficiency in compound heterozygous patients: Is there correlation between genotype and pheno-type. Hum Mol Genet. 1997;6:695–707. doi: 10.1093/hmg/6.5.695. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 15.Manning NJ, Olpin SE, Pollitt RJ, Webley J. A comparison of [9,10 H] Myristic acids for the detection of fatty acid oxidation defects in intact cultured fibroblasts. J Inher Metab Dis. 1990;13:58–68. doi: 10.1007/BF01799333. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
- 16.Van Hove J, Zhang W, Kahler S, Roe CR, Chen YT, Terada N, et al. Medium chain acyl-CoA dehydrogenase (MCAD) deficiency: Diagnosis by acylcarnitine analysis in blood. Am J Hum Genet 1993;52:985–66. [PMC free article] [PubMed]
