Acquired and inherited disorders of vitamin B12 deficiency in children

Abstract
Vitamin B12 is an essential micronutrient for cell growth and the development of the central nervous system. Its deficiency can manifest clinically as megaloblastic anemia, peripheral neuropathy, myelopathy and neuropsychiatric disorders. Early detection and treatment are essential as it can cause irreversible neurological sequelae. Diagnosis is often challenging as it is based on clinical and biochemical features. Clinically, the symptoms are nonspecific and equivocal. Biochemically, there is no gold standard to detect Cobalamin deficiency. The available biomarkers do not have a defined cut-off value or are not sensitive or specific enough. This article exposes the different causes of vitamin B12 deficiency, analyzes the advantages and disadvantages of biochemical markers and, for the first time, proposes an algorithmic diagnosis using biomarkers and therapeutic tests. The ultimate goal is to alert pediatricians to the difficulties of diagnosing vitamin B12 deficiency and strategies are proposed to differentiate between acquired and congenital cobalamin conditions. Finally, the treatment according to the etiology is described in a practical manner, as well as the expected time for improvement of the biochemical parameters.

Key words
vitamin b12, cobalamin, malnutrition, biomarkers, anemia

Artículo completo
Introducción

La vitamina B12 (cobalamina) es la vitamina del grupo B más compleja, tiene un papel fundamental en el crecimiento, la reproducción, la síntesis de ADN, la metilación y el metabolismo mitocondrial.¹ La cobalamina no se produce naturalmente por los seres humanos, sino que es sintetizada por bacterias y algas e incorporada a través de la ingestión de productos animales como pescado, vísceras, carnes y lácteos.² La cobalamina es crucial para mielinización de la médula espinal y el cerebro y la producción de glóbulos rojos. Es requerida como cofactor de dos reacciones: la conversión del ácido metilmalónico en succinil CoA por la metilmalonil-CoA mutasa mitocondrial, una reacción anaplerótica que proporciona sustratos para el ciclo de Krebs y la biosíntesis del hemo, y la conversión de homocisteína en metionina catalizada por la enzima metionina sintasa citosólica. Esta reacción regenera el tetrahidrofolato a partir de metiltetrahidrofolato, que es fundamental para la biosíntesis de novo de ácidos nucleicos.^1,3 La deficiencia de B12 es causada por ingesta inadecuada, malabsorción, inactivación química o alteración en el transporte o en el metabolismo intracelular. Una vez dilucidada la causa se podrá abordar el tratamiento apropiado evitando secuelas irreversibles. En muchas ocasiones el perfil bioquímico y los datos clínicos no son suficientes para un diagnóstico preciso y se requieren pruebas terapéuticas, herramientas de biología molecular o ambas.³


Formas de presentación

Características hematológicas

La manifestación hematológica más frecuente es la anemia megaloblástica con macrocitosis, hipersegmentación de neutrófilos, leucopenia, trombocitopenia o pancitopenia y la presencia de células precursoras megaloblásticas en la médula ósea con disincronía nuclear-citoplasmática.^4,5 A largo plazo genera fallo de medro y declinación cognitiva.⁶


Características neurológicas

La vitamina B12 es necesaria para la mielinización del sistema nervioso central y periférico, por lo que su deficiencia da origen a desmielinización de las columnas dorsal, lateral, cervical y torácica de la médula espinal, de nervios craneales y periféricos y de la sustancia blanca cerebral.⁷ Las manifestaciones neurológicas pueden preceder a las hematológicas o aparecer en ausencia de ellas.^7,8


Biomarcadores del estado de vitamina B12

Pruebas de primera línea

Hemograma completo, con índices hematimétricos y frotis en sangre periférica. La presencia de anemia, particularmente si es macrocítica (volumen corpuscular medio 100 fl) aumenta la sospecha de deficiencia de cobalamina y requiere dosajes de los niveles iniciales de B12 y folato. Es importante tener en cuenta que el volumen corpuscular medio puede ser normal en presencia de microcitosis concomitante, como sucede en la deficiencia de hierro o en la talasemia.
Vitamina B12 sérica. Representa la vitamina B12 unida a sus proteínas transportadoras: haptocorrina (80%) y transcobalamina (20%). No hay valores universalmente establecidos de esta vitamina y no hay consenso respecto de los valores de normalidad en niños. Se considera deficiencia los valores séricos < 200 pg/ml junto a la presencia de signos y síntomas así como índices hematológicos de deficiencia de vitamina B12 o una cobalamina sérica < 200 pg/ml en combinación con una elevada homocisteína plasmática o ácido metilmalónico.⁹

Holotranscobalamina sérica (HoloTC): representa la fracción de cobalamina unida a transcobalamina, que es la que toman las células por lo que se la llama “vitamina B12 activa”. Presenta una vida media corta, por lo que ante un balance negativo de cobalamina es la primera en ser afectada, por lo que algunos trabajos señalan que sería un marcador temprano de deficiencia. La edad, el sexo, determinados genotipos y el método utilizado son las principales fuentes de variabilidad y deben ser considerados para establecer los intervalos de normalidad. Se consideran valores normales los comprendidos en el intervalo 40-200 pmol/l, pero se recomienda que cada laboratorio establezca sus propios valores de referencia. Es un buen marcador de deficiencia aguda, pero no es útil para valorar la respuesta al tratamiento.^10,11

Folato sérico. El metabolismo de la vitamina B12 y de ácido fólico está íntimamente relacionado, su deficiencia produce manifestaciones clínicas similares.¹ Para que el folato cumpla con su función debe actuar sinérgicamente con la B12, ya que el folato no se puede reciclar en ausencia de cobalamina, de modo que se debe revisar su nivel y corregirlo, si fuese necesario.


Pruebas de segunda línea

Se utilizan el ácido metilmalónico y la homocisteína plasmática. Estos marcadores son funcionales, por lo que reflejan la cantidad de vitamina B12 intracelular disponible para las dos enzimas ya nombradas: metilmalonil-CoA mutasa y metionina sintasa.

Ácido metilmalónico. Es el sustrato de la metilmalonil-CoA mutasa, dependiente de 5’-desoxiadenosilcobalamina, pero independiente del folato, por lo tanto es el único biomarcador que se eleva frente a alteraciones de vitamina B12, pero no de folato. También se puede elevar falsamente en determinadas enfermedades (insuficiencia renal, diabetes, enfermedades hepáticas) y en casos de hemoconcentración, lo que reduce su especificidad. Es posible su cuantificación tanto en plasma o suero como en orina. Su elevado costo es el principal inconveniente para su uso generalizado. Es altamente sensible por sí mismo (86%) y en combinación con la homocisteína, tiene una especificidad mayor del 99%. Es el marcador más sensible de depleción intracelular de cobalamina funcionalmente relevante.¹⁰ Sus concentraciones aumentan cuando la B12 cae por debajo de 389 pg/ml.¹²

Homocisteína plasmática. De los cuatro biomarcadores es el más susceptible a influencias preanalíticas y en su metabolismo intervienen las vitaminas B12, B6, B2 y el ácido fólico, por lo que es susceptible a cambios en estos metabolitos y, por tanto, es poco específica del déficit de cobalamina. Dada esta susceptibilidad a influencias preanalíticas se recomienda una centrifugación inmediata para que los eritrocitos no eliminen homocisteína al plasma aumentando falsamente sus niveles. La combinación con ácido metilmalónico aumenta su especificidad.¹³

Propionilcarnitina. Se utiliza en los programas de pesquisa de recién nacidos como un marcador de aciduria metilmalónica y acidemia propiónica, por lo que es un biomarcador altamente sensible pero poco específico para distinguir la causa, ya que se encuentra elevado en condiciones adquiridas y genéticas.¹⁴

Trastornos adquiridos y congénitos

Deficiencia adquirida de cobalamina

La ingesta inadecuada es la causa principal de niveles bajos de cobalamina en la población y la principal causa en los países subdesarrollados.¹⁰ En la mayoría de los lactantes la clínica aparece entre los 4 a 10 meses de vida con falta de crecimiento, apatía, anorexia, anemia megaloblástica, hipotonía y retraso en el desarrollo.⁶ En la Argentina, según la Encuesta Nacional de Nutrición y Salud de 2007 el 4.7% de niños presentaba ingesta de B12 por debajo del requerimiento. El porcentaje de mujeres con ingesta menor al requerimiento fue 25.8%.¹⁵ Esto denota la importancia de pesquisar la deficiencia materna, en cuyo caso hay que tratar ésta en primer lugar, sin necesidad de continuar el estudio de un lactante (Tabla 1).







Defectos de absorción, transporte y metabolismo intracelular (Figura 1).






Defectos de la utilización intracelular de cobalamina (Figura 2).







Diagnóstico diferencial

Defectos congénitos versus condiciones adquiridas

Los síntomas hematológicos y neurológicos no son útiles para distinguir las condiciones congénitas de las adquiridas. Ambas pueden manifestarse clínicamente durante el primer año de vida con síntomas de letargo, fallo de medro, hipotonía y vómitos recurrentes.¹

Para poder distinguir ambas situaciones es fundamental recabar datos relacionados con riesgo de deficiencia (lactantes amantados de madres deficientes, historia alimentaria, patologías crónicas, medicamentos) que orienten hacia la falta de provisión de vitamina B12. En caso de que esto sea descartado y el dosaje de B12 sea bajo, se debe contemplar la posibilidad de que se trate de defectos de absorción o transporte de la cobalamina.

En el caso de los defectos de la utilización intracelular de cobalamina, los dosajes de vitamina B12 son normales, ya que este biomarcador no refleja su estado intracelular. Como excepción, existen defectos de metabolismo intracelular que pueden cursar con bajos niveles de vitamina B12: cobalamina F y J; en estos pacientes persiste eliminación de ácido metilmalónico luego de administrar B12 y presentarán daño neurológico a pesar del tratamiento.

En los defectos intracelulares, los niveles de ácido metilmalónico son considerablemente más altos que los que se ven en pacientes con deficiencia adquirida de cobalamina.¹⁴ Otra distinción bioquímica son los valores de homocisteína; en las condiciones adquiridas, déficit de absorción y deficiencias combinadas de adenosil y metilcobalamina está elevada, en cambio, existen formas de aciduria metilmalónica aislada que no elevan la homocisteína ya que no está afectada la vía de la metilcobalamina, pero sí la de adenosilcobalamina (Figura 3). Además, los pacientes con defectos de cobalamina C, A, B y mutasa son susceptibles a crisis acidóticas metabólicas en respuesta a una enfermedad infecciosa o a un cambio en la dieta, que puede poner en peligro la vida.² En muchos ocasiones, a pesar de contar con los datos clínicos y bioquímicos no es posible hacer la distinción entre estos trastornos y se hace prioritario comenzar el tratamiento cuanto antes. En estos casos, la respuesta a la administración de hidroxocobalamina nos puede guiar al diagnóstico.¹⁴






Algoritmo diagnóstico

La sospecha de deficiencia de cobalamina puede estar sustentada por manifestaciones hematológicas, neurológicas o ambas. La causa de la deficiencia puede surgir a partir de que los niños son alimentados de forma exclusiva con pecho materno y la madre presenta factores de riesgo para deficiencia de cobalamina. Si la madre presenta deficiencia se debe iniciar el tratamiento en ambos sin necesidad de continuar con estudios. En el caso de síntomas compatibles con deficiencia de B12 es factible iniciar el tratamiento con dosis altas a la espera los resultados de pruebas más específicas.


Toma de la muestra en caso de sospecha

Ante la sospecha de un déficit de B12 debe solicitarse hemograma con frotis, reticulocitos, LDH, haptoglobina sólo en mayores de 1 año, vitamina B12 sérica y holotranscobalamina. En lactantes se solicitará hemograma, B12 total y activa a la madre. Las muestras que se deben conservar aguardando los resultados son: homocisteína plasmática, ácido metilmalónico, acilcarnitinas y ácido fólico. El procesamiento de estas determinaciones está supeditado al resultado de cobalamina.

Es fundamental guardar estas muestras antes de iniciar el tratamiento con B12 ya que éste modifica los valores y puede entorpecer el proceso diagnóstico. Si el dosaje de B12 es bajo, se planteará como etiología la falta de provisión de cobalamina, ya sea por carencia en la dieta o, con menos frecuencia, defectos en la absorción. Si la determinación de holotranscobalamina muestra valores disminuidos y el dosaje de vitamina es normal se planteará como etiología la falta de provisión, pero también disfunción de transcobalamina. Si el dosaje de B12 se encuentra dentro del rango de referencia, deben procesarse las muestras guardadas para homocisteína plasmática, ácido metilmalónico, acilcarnitinas y ácido fólico. Si el perfil resulta en un aumento de ácido metilmalónico y homocisteína podríamos estar en presencia de un defecto combinado de adenosilcobalamina y metilcobalamina. Si hay antecedentes de acidosis metabólica con GAP elevado, hiperlactacidemia e hiperamonemia asociada con homocisteína normal, aciduria metilmalónica y propionilcarnitina muy elevada debe sospecharse que está comprometida la vía de la adenosilcobalamina (Figura 2). Si no hay presencia de ácido metilmalónico y la homocisteína se encuentra elevada será relevante evaluar el nivel de folato, si éste es normal, podría tratarse de un defecto de metilcobalamina. Si los niveles de ácido fólico están disminuidos podría tratarse de un defecto de provisión o de transporte de folato.


Prueba de respuesta a hidroxocobalamina

La prueba de hidroxocobalamina es útil en caso de valores de B12 normales o en el límite inferior y en presencia de sintomatología compatible. Sirve como guía para diferenciar la etiología, pero también para definir qué pacientes podrían beneficiarse con hidroxocobalamina.¹⁴ La prueba de respuesta a la hidroxocobalamina se basa en la administración de 1 mg de hidroxocobalamina por vía intramuscular tres días consecutivos. Después de la inyección de cobalamina se procede a la recolección de orina o plasma luego de diez días. Las muestras de orina o plasma deben analizarse en el mismo laboratorio. Una disminución de la media de las concentraciones de ácido metilmalónico en orina o plasma de más del 50% debe ser considerada como respuesta positiva.¹⁴ Pueden diferenciarse dos resultados posibles: respuesta positiva o parcial/ausencia de respuesta según la normalización del ácido metilmalónico y homocisteína. Si hay desaparición de ácido metilmalónico y se normaliza la homocisteína podría tratarse de una falta de provisión de cobalamina. En caso de respuesta parcial o falta de respuesta, se plantea que podría tratarse de un defecto intracelular de cobalamina, aunque existen algunos defectos con respuesta positiva como excepción (cobalamina A, MUT-).²


Tratamiento

Para el tratamiento de la deficiencia de B12 se utilizan dos preparados farmacológicos: cianocobalamina e hidroxocobalamina. La elección del preparado farmacológico, la vía y el tiempo de administración estarán supeditados a la causa subyacente de la deficiencia. Si se detecta la falta de provisión de cobalamina y no hay presencia de síntomas hematológicos o neurológicos puede ser válida la introducción de alimentos de origen animal en la dieta sumado a la suplementación de la madre en niños alimentados a pecho y la administración por vía oral de suplementos de cianocobalamina,¹⁷ En el caso de deficiencia carencial, la cobalamina se puede administrar de manera intramuscular mediante inyecciones de cianocobalamina o hidroxocobalamina en dosis que van desde 250 a 1000 µg de tres a siete veces por semana durante 1 a 2 semanas, luego una vez por semana durante un mes o hasta que el hemograma sea normal. Las dosis de mantenimiento cada dos a tres meses son necesarias si la condición subyacente no se corrige.^17,18 El tratamiento de los defectos de absorción y transporte consiste en la administración parenteral de cobalamina en dosis variables, sin que exista consenso en cuanto a intervalos y dosis.¹⁶

En términos generales, la hidroxocobalamina es la vitamina metabólicamente activa que se utiliza de manera electiva en los defectos intracelulares de vitamina B12. El tratamiento de estos defectos se basa en su administración en dosis variable.^14-16 La respuesta es efectiva en la mayoría de los pacientes tipo cobalamina A y MUT-, evidenciándose un descenso marcado de ácido metilmalónico, pero su relevancia clínica está en discusión. El tratamiento de las formas combinadas incluye además betaína, L-carnitina y ácido fólico.²

Otra indicación absoluta de este preparado son los casos de compromiso neurológico grave por la deficiencia más allá de la causa subyacente, para evitar las secuelas permanentes. Los efectos adversos incluyen prurito, exantema, fiebre, náuseas, mareos y, excepcionalmente, anafilaxia por hipersensibilidad al cobalto.^17,18


Conclusiones

El diagnóstico de deficiencia de B12 es un desafío, ya que los parámetros clínicos y bioquímicos que la definen presentan límites poco claros. Tanto las manifestaciones hematológicas como neurológicas de la deficiencia de cobalamina pueden ser sutiles y, por lo tanto, difíciles de reconocer.

En los casos de deficiencia adquirida, aunque el tratamiento se haya efectivizado y los cambios morfológicos en el sistema nervioso detectables por resonancia magnética desaparezcan, las consecuencias a largo plazo del deterioro neurológico pueden persistir después de que la deficiencia ha sido tratada.¹⁸ Por lo tanto, consideramos de vital importancia el monitoreo de los niveles de cobalamina para el adecuado neurodesarrollo y señalamos que hasta incluso una moderada deficiencia puede resultar perjudicial para los niños.

El diagnóstico bioquímico de la deficiencia es complejo y existe controversia sobre cuál es el método más sensible y específico. La medición de vitamina B12 tiene falsos positivos, además de no estar claro si el punto de corte de 200 pg/ml es correcto para diagnosticar deficiencia.¹² Por eso es fundamental, en presencia de valores limítrofes, solicitar otros biomarcadores para aumentar su especificidad.⁹ Estas dificultades ilustran aun más la necesidad de establecer intervalos de referencia en niños.²¹ A pesar de que los niveles bajos de vitamina B12 se consideran diagnósticos, hay una escasa correlación entre estos niveles y los síntomas.

Por lo tanto, el diagnóstico de deficiencia va a estar sustentado en tres pilares fundamentales: las manifestaciones clínicas, los valores de los biomarcadores y la respuesta de los síntomas clínicos después de la institución de vitamina parenteral. Los defectos congénitos intracelulares presentan compromiso del sistema nervioso central en grado variable, así como también respuestas bioquímicas diversas. Es fundamental el diagnóstico diferencial entre estas entidades para evaluar el tratamiento, definir el pronóstico y dar asesoramiento genético adecuado.

Bibliografía del artículo
1. Green R, Allen LH, Bjørke-Monsen AL, et al. Vitamin B12 deficiency. Nat Rev Dis Prim 3, 2017. doi:10.1038/nrdp.2017.40.
2. Watkins D, Rosenblatt DS. Lessons in biology from patients with inborn errors of vitamin B 12 metabolism. Biochimie 95(5):1019-1022, 2013. doi:10.1016/j.biochi.2013.01.013.
3. Stabler SP. Clinical practice. Vitamin B12 deficiency. N Engl J Med 368(2):149-160, 2013. doi:10.1056/NEJMcp1113996.
4. Andrés E, Affenberger S, Zimmer J, et al. Current hematological findings in cobalamin deficiency. A study of 201 consecutive patients with documented cobalamin deficiency. Clin Lab Haematol 28(1):50-56, 2006. doi:10.1111/j.1365-2257.2006.00755.x
5. Green R. Vitamin B 12 deficiency from the perspective of a practicing hematologist. Blood 129(19):2603-2612, 2017. doi:10.1182/blood-2016-10-569186.
6. Dror DK, Allen LH. Effect of vitamin B12 deficiency on neurodevelopment in infants: Current knowledge and possible mechanisms. Nutr Rev 66(5):250-255, 2008. doi:10.1111/j.1753-4887.2008.00031.x
7. Healton EB, Savage DG, Brust JCM, Garrett TJ, Lindenbaum J. Neurologic aspects of cobalamin deficiency. Med (United States) 70(4):229-245, 1991. doi:10.1097/00005792-199107000-00001.
8. Lindenbaum J, Healton EB, Savage DG, et al. Neuropsychiatric disorders caused by cobalamin deficiency in the absence of anemia or macrocytosis. 1988. Nutrition 11(2), 1995.
9. Hannibal L, Lysne V, Bjørke-Monsen AL, et al. Biomarkers and algorithms for the diagnosis of vitamin B 12 deficiency. Front Mol Biosci 3, 2016. doi:10.3389/fmolb.2016.00027.
10. Allen LH, Miller JW,De Groot L, et al. Biomarkers of nutrition for development (BOND): Vitamin B-12 Review. Published online 2018. doi:10.1093/jn/nxy201.
11. Holo-transcobalamin I. Editorial measuring and interpreting holo-transcobalamin 3:407-409, 2002
12. LH A. How common is vitamin B12 deficiency? Am J Clin Nutr 89:693S-S, 2009.
13. Devalia V, Hamilton MS, Molloy AM. Guidelines for the diagnosis and treatment of cobalamin and folate disorders. Br J Haematol 166(4):496-513, 2014. doi:10.1111/bjh.12959.
14. Fowler B, Leonard JV, Baumgartner MR. Causes of and diagnostic approach to methylmalonic acidurias. J Inherit Metab Dis 31(3):350-360, 2008. doi:10.1007/s10545-008-0839-4.
15. Schouton. Encuesta Nacional de Nutrición y Salud. Minist Salud, Argentina 1(235):245., 2007.
16. Watkins D, Rosenblatt DS. Vitamin B 12: Disorders of absorption and metabolism. ELS. 1-9, 2017. doi:10.1002/9780470015902.a0002267.pub3.
17. Rasmussen SA, Fernhoff PM, Scanlon KS. Vitamin B12 deficiency in children and adolescents. 2001;12. doi:10.1067/mpd.2001.112160.
18. Bjørke-Monsen AL, Ueland M. Cobalamin status in children. J Inherit Metab Dis 34(1):111-119, 2011. doi:10.1007/s10545-010-9119-1.
19. Yavuz H. Vitamin B12 deficiency, seizure, involuntary movements. Seizure 17(8):748-749, 2008. doi:10.1016/j.seizure.2008.04.008.
20. Benbir G, Uysal S, Saltik S, et al. Seizures during treatment of Vitamin B12 deficiency. Seizure 16(1):69-73, 2007. doi:10.1016/j.seizure.2006.10.016.
21. Heiner-Fokkema MR, Riphagen IJ, Wiersema NS, Van Zanden JJ, Kootstra-Ros JE, Pinxterhuis TH, Hooimeijer HL, Van Spronsen FJ, Muller Kobold AC, De Jong WHA. Age dependency of plasma vitamin B12 status markers in Dutch children and adolescents. Pediatr Res 90(5):1058-1064, 2021.