Abstract Salla disease (SD) is a rare lysosomal storage disorder, belonging to the Finnish disease heritage. The condition leads to intellectual disabilities. Two main categories of the disease have been identified – a conventional subtype and a severe subtype. The gene locus of SD has been assigned to a restricted region on the long arm of chromosome 6. The gene SLC17A5 is responsible for lysosomal-membrane sialic acid transport. The objective of this study was to describe the neurocognitive developmental spectrum of SD in a long follow-up study. In the original study (1997–1999), the sample consisted of 41 Finnish patients with Salla disease. They were examined by a paediatric neurologist, a psychologist and a speech therapist. The follow-up study (2010–2012) concerned of 27 (66%) patients from the original SD patient sample. The study included neurological and neuropsychological investigations. A case study of a mildly affected female patient was also reported. In the first study, the typical neurocognitive profile of SD was outlined and the different phenotypes confirmed. The neurocognitive profile of SD consisted of a strong motor handicap, but also well-developed skills in verbal comprehension and interaction. In the follow-up study, the main finding was that the verbal skills related to comprehension did not diminish over time. However, the skills that demanded productive speech were worsened by both dyspraxia and dysarthria, markers of dysfunction of the cerebellum. The neurocognitive and neurological status of the mildly affected female patient remained stable during the long follow-up time. In addition the MRI findings revealed mild dysfunction. The results indicate that the neurocognitive deficits related to SD are clear in childhood, but the illness does not have a rapid progressive nature after teenage years. The motor handicap is strong but the cognitive skills related to verbal comprehension, and interactive skills, do not deteriorate in adulthood. Four different neurodevelopmental periods can be outlined. / Tiivistelmä Tämän tutkimuksen tavoitteena oli kuvata Sallan tautiin liittyvä neurokognitiivisen kehityksen kulku pitkän seurantatutkimuksen aikana. Sallan tauti, erittäin harvinainen lysosomaalinen kertymäsairaus, kuuluu suomalaiseen tautiperimään. Nämä perinnölliset sairaudet ovat Suomessa yleisempiä kuin muissa maissa. Sallan tauti etenee älylliseen kehitysvammaisuuteen. Kaksi taudin päätyyppiä, tavanomainen ja vakava-asteinen fenotyyppi, on tunnistettu. Sallan taudin aiheuttavan geenin sijainti on paikallistettu kromosomiin 6. SLC17A5-geeni vastaa sialihapon kuljetuksesta solujen lysosomeissa. Ensimmäisen tutkimuksen (1997–1999) aineisto koostui 41 suomalaisesta Sallan tautia sairastavasta potilaasta. Neurologi, psykologi sekä puheterapeutti tutkivat jokaisen potilaan. Seuranta-aineisto (2010–2012) koostui 27 (66 %) potilaasta. Tutkimukseen kuului neurologin sekä neuropsykologin tutkimus. Lieväoireisen naispotilaan kehityskulku julkaistiin erillisenä tapaustutkimuksena. Ensimmäisessä tutkimuksessa selvitettiin Sallan taudille ominainen neurokognitiivinen profiili, lisäksi vahvistettiin kahden eri fenotyypin olemassaolo. Neurokognitiivisiin tyyppioireisiin kuuluivat vahvat motoriset defektit, mutta toisaalta hyvin kehittyneet kielelliset taidot puheen ymmärtämisen osalta. Myös vuorovaikutustaidot olivat vahvat. Seurantatutkimuksen päätulos oli puheen ymmärtämisen taitojen säilyminen taudin edetessä. Puheen tuottamiseen liittyvien vaikeuksien osalta sekä dyspraksia että dysartria heikensivät kielellistä toimintakykyä. Nämä kielelliset defektit liittyvät pikkuaivojen toimintahäiriöihin. Lieväoireisen naispotilaan neurologiset ja neurokognitiiviset löydökset eivät olleet edenneet pitkän seurantatutkimuksen aikana. Myös aivojen kuvantamistutkimuksen tulokset olivat lievät. Sallan tautiin liittyvät neurokognitiiviset muutokset ovat selkeät lapsuusiässä, mutta sairauden luonne aikuisiällä ei ole nopeasti etenevä. Motorisen toimintakyvyn defektit ovat vahvat, mutta kielellisen ymmärtämisen ja vuorovaikutuksen taidot eivät heikkene aikuisilla potilailla. Taudista voidaan erotella neljä erilaista kehityksellistä vaihetta.

Abstract Children born preterm are prone to acute brain insults related to subsequent neurodevelopmental impairments. However, the role of specific biomarkers and perinatal clinical factors in the pathogenesis of brain injury and neurodevelopmental sequelae has remained poorly understood. The present study evaluated whether specific immunoproteins at birth predict the risk of intraventricular hemorrhage (IVH) and whether their receptors are localized at the bleeding site. We further investigated whether children who went on to develop cerebral palsy (CP) could be identified on the basis of blood immunoproteins collected during the perinatal period. The association between single nucleotide polymorphisms in the chemokine CCL18 gene and susceptibility to CP was also studied. Finally, we investigated the association of pre- and postnatal factors with cognitive outcomes in very preterm-born schoolchildren without impairments. The present study revealed that a low concentration of CCL18 in cord blood was an independent risk factor of IVH in very preterm infants. The CCL18 receptor, CCR3, was detectable in the periventricular area and in the neurons of the hippocampus in preterm infants already at 23 weeks of gestation. We also identified a cluster of cord blood cytokines that was associated with the risk of CP. In addition, inflammatory cytokine levels were associated with CP risk on days 1 and 7 after birth. The genetic study showed that both IVH and the CCL18 polymorphism independently and additively had an influence on CP susceptibility. Our study further demonstrated that schoolchildren born very preterm without CP or cognitive impairment had poorer performance in visuospatial–sensorimotor skills and in attention–executive functions than term-born children. Fetal growth restriction was an independent risk factor of compromised neurocognitive outcome in very preterm children predicting difficulties in language, memory and learning. In conclusion, specific cytokines and cytokine clusters serve as biomarkers of different pathways involved in damage to the brain structures and in the pathogenesis of CP. In addition, genetic factors can affect these processes. Further, fetal growth restriction and prematurity play important roles in neurocognitive development later in life. / Tiivistelmä Hyvin ennenaikaisina syntyneet lapset ovat alttiita akuuteille aivovaurioille sekä myöhemmin ilmeneville kehityshäiriöille. Eri välittäjäaineiden sekä raskaudenaikaisten ja syntymänjälkeisten kliinisten tekijöiden vaikutusta aivojen vaurioherkkyyteen sekä neurologiseen ja neurokognitiiviseen kehitykseen ei kuitenkaan ole tutkittu riittävästi. Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin, ennustaako jokin napaverestä tutkituista sytokiineista aivoverenvuotoa hyvin ennenaikaisesti syntyneillä vastasyntyneillä. Lisäksi selvitettiin, onko sytokiinin spesifinen reseptori osoitettavissa vuotoherkällä alueella aivoissa. Tutkimme myös, ennustaako jokin napaveren immunoproteiini-profiilin komponentti CP-vamman syntyä joko itsenäisesti tai yhdessä muiden perinataalisten riskitekijöiden kanssa sekä lisääkö tietyn sytokiinin (CCL18) geneettinen vaihtelu CP-vamman riskiä hyvin ennenaikaisesti syntyneillä lapsilla. Lisäksi selvitimme, vaikuttavatko raskaudenaikaiset tekijät ja vastasyntyneisyyskauden sairaudet neurokognitiiviseen kehitykseen kouluiässä. Tämän tutkimuksen mukaan napaveren matala CCL18-kemokiinipitoisuus oli itsenäinen aivoverenvuodon riskitekijä. CCR3-reseptori, johon CCL18 sitoutuu, oli osoitettavissa sekä vuotoherkällä alueella että hermosoluissa 23. raskausviikon iästä lähtien. Havaitsimme myös, että tietyt napaveren sytokiiniryppäät ja yksittäisten tulehdusvastevälittäjäaineiden pitoisuudet 1. ja 7. elinpäivänä olivat yhteydessä CP-riskiin. Lisäksi havaitsimme yhteyden CCL18-kemokiinin geneettisen vaihtelun ja aivoverenvuodon sekä CP-vamman kehittymisen välillä. Tutkimuksemme mukaan hyvin ennenaikaisesti syntyneet koululaiset, joilla ei ollut CP- tai kehitysvammaa, suoriutuivat täysiaikaisina syntyneitä verrokkeja heikommin visuaalista hahmotusta ja sensomotoriikkaa sekä tarkkaavuutta ja toiminnanohjausta mittaavissa testeissä. Lisäksi havaitsimme sikiöaikaisen kasvuhäiriön ennustavan itsenäisesti heikkoa suoritusta kieltä, muistia ja oppimista testaavissa tehtävissä ennenaikaisesti syntyneillä lapsilla. Tietyt sytokiinit ja sytokiiniryppäät ovat yhteydessä aivovauriomekanismeihin. Nämä mekanismit saattavat yhdessä perinnöllisen alttiuden kanssa vaikuttaa myös CP-vamman syntyyn. Sikiöaikainen kasvuhäiriö ja ennenaikaisuus vaikuttavat lapsen myöhempään neurokognitiiviseen kehitykseen.