Background:  Pompe disease is a progressive metabolic neuromuscular disorder resulting from deficiency of lysosomal acid α-glucosidase (GAA). Infantile-onset Pompe disease is characterized by cardiomyopathy, respiratory and skeletal muscle weakness, and early death. The safety and efficacy of recombinant human (rh) GAA were evaluated in 18 patients with rapidly progressing infantile-onset Pompe disease. Methods:  Patients were diagnosed at 6 months of age and younger and exhibited severe GAA deficiency and cardiomyopathy. Patients received IV infusions of rhGAA at 20 mg/kg (n = 9) or 40 mg/kg (n = 9) every other week. Analyses were performed 52 weeks after the last patient was randomized to treatment. Results:  All patients (100%) survived to 18 months of age. A Cox proportional hazards analysis demonstrated that treatment reduced the risk of death by 99%, reduced the risk of death or invasive ventilation by 92%, and reduced the risk of death or any type of ventilation by 88%, as compared to an untreated historical control group. There was no clear advantage of the 40-mg/kg dose with regard to efficacy. Eleven of the 18 patients experienced 164 infusion-associated reactions; all were mild or moderate in intensity. Conclusions:  Recombinant human acid α-glucosidase is safe and effective for treatment of infantile-onset Pompe disease. Eleven patients experienced adverse events related to treatment, but none discontinued. The young age at which these patients initiated therapy may have contributed to their improved response compared to previous trials with recombinant human acid α-glucosidase in which patients were older.

Objective

 To characterize the natural progression of infantile-onset Pompe disease. 

Study design

 Retrospective chart reviews of 168 patients with documented acid α-glucosidase deficiency and symptom onset by 12 months of age; Kaplan-Meier analysis of total and ventilator-free survival time; Cox proportional hazards regression modeling of mortality risk factors. 

Results

 The median age at symptom onset was 2.0 months (range 0 to 12 months), 4.7 months at diagnosis (range: prenatal to 4.2 months), 5.9 months at first ventilator support (range 0.1 to 31.1 months), and 8.7 months at death (range 0.3 to 73.4 months). Survival rates at 12 months of age were 25.7% overall and 16.9% ventilator-free; at 18 months 12.3% and 6.7%. Cardiomegaly (92%), hypotonia (88%), cardiomyopathy (88%), respiratory distress (78%), muscle weakness (63%), feeding difficulties (57%), and failure to thrive (53%) appeared after a median age of ∼4.0 months. Multiple covariate analysis confirmed that early symptom onset increased risk of early death. 

Conclusion

 Despite frequent therapeutic interventions, infantile-onset Pompe disease remains lethal.

Deficiency of acid alpha glucosidase (GAA) causes Pompe disease, which is usually fatal if onset occurs in infancy. Patients synthesize a non-functional form of GAA or are unable to form native enzyme. Enzyme replacement therapy with recombinant human GAA (rhGAA) prolongs survival in infantile Pompe patients but may be less effective in cross-reactive immunologic material (CRIM)-negative patients. We retrospectively analyzed the influence of CRIM status on outcome in 21 CRIM-positive and 11 CRIM-negative infantile Pompe patients receiving rhGAA. Patients were from the clinical setting and from clinical trials of rhGAA, were ⩽6 months of age, were not invasively ventilated, and were treated with IV rhGAA at a cumulative or total dose of 20 or 40 mg/kg/2 weeks. Outcome measures included survival, invasive ventilator-free survival, cardiac status, gross motor development, development of antibodies to rhGAA, and levels of urinary Glc4. Following 52 weeks of treatment, 6/11 (54.5%) CRIM-negative and 1/21 (4.8%) CRIM-positive patients were deceased or invasively ventilated (p < 0.0001). By age 27.1 months, all CRIM-negative patients and 4/21 (19.0%) CRIM-positive patients were deceased or invasively ventilated. Cardiac function and gross motor development improved significantly more in the CRIM-positive group. IgG antibodies to rhGAA developed earlier and serotiters were higher and more sustained in the CRIM-negative group. CRIM-negative status predicted reduced overall survival and invasive ventilator-free survival and poorer clinical outcomes in infants with Pompe disease treated with rhGAA. The effect of CRIM status on outcome appears to be mediated by antibody responses to the exogenous protein.

In recent years, pathogenic variants in ARS genes, encoding aminoacyl-tRNA synthetases (aaRSs), have been associated with human disease. Patients harbouring pathogenic variants in ARS genes have clinical signs partly unique to certain aaRSs defects, partly overlapping between the different aaRSs defects. Diagnosis relies mostly on genetics and remains challenging, often requiring functional validation of new ARS variants. In this study, we present the development and validation of a method to simultaneously determine aminoacylation activities of all cytosolic aaRSs (encoded by ARS1 genes) in one single cell lysate, improving diagnosis in suspected ARS1 disorders and facilitating functional characterization of ARS1 variants of unknown significance. As proof of concept, we show enzyme activities of five individuals with variants in different ARS1 genes, demonstrating the usability and convenience of the presented method.