串联质谱-气相色谱质谱结果解读

血串联质谱及尿气相色谱质谱检测结果解读主要内容遗传代谢病简介串联质谱技术简介血串联质谱检测结果解读气相质谱技术简介尿气相质谱检测结果解读遗传代谢病简介基因突变导致维持机体正常代谢所必需的某些酶、受体或载体等缺乏发生的疾病多为单基因遗传病大部分属于常染色体隐形遗传病，部分属于伴性遗传遗传代谢病病种繁多，目前已发现近3000余，单病发病率低，但总体发病率可达活产婴儿的1/500遗传代谢病发病机制正常代谢途径代谢物（A）代谢物（B）X酶代谢物（A1）代谢物（A2）异常代谢途径辅酶（C）代谢物（C1）代谢物（C2）代谢物（B1）代谢物（B2）遗传代谢病的分类氨基酸代谢病：苯丙酮尿症、枫糖尿病、酪氨酸血症、同型胱氨酸尿症、非酮性高甘氨酸血症尿素循环障碍：鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症、瓜氨酸血症、精氨酸琥珀酸血症、精氨酸血症有机酸代谢病：甲基丙二酸血症、丙酸血症、异戊酸血症、戊二酸血症、多种羧化酶缺乏症等脂肪酸代谢（β氧化）病：短链、中链、极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症，原发性肉碱缺乏症等糖代谢病：糖原累积病、G6PD缺乏症、半乳糖血症等溶酶体贮积症：粘多糖病、戈谢病、尼曼皮克病等其他：先天性肾上腺皮质增生症、肝豆状核变性等串联质谱技术（tandemmassspectrometry，MS/MS）质谱仪：通过检测物质的质量与电荷比（m/z），对物质进行定性和定量的分析仪器串联质谱仪：有两个质谱串联而成的二级质谱串联质谱遗传代谢病检测样品处理方法-衍生法3mm(3.2ul全血)血滤纸片（96孔过滤板）100ul甲醇（含内标），轻摇20min(萃取)离心至另一96孔聚丙烯板55℃吹干60ul盐酸正丁醇，65℃,15min（衍生，丁酯化）55℃吹干100ul乙腈：水（80:20）上机进样（每次20ul）检测（2min检测1个样品）串联质谱检测结果检测60余种氨基酸和酰基肉碱可设置40余个氨基酸或酰基肉碱之间的比值筛查或检测45种疾病国际：1991年（美国）国内：2002年（新华医院，儿研所）血氨基酸检测结果血氨基酸增高：不同氨基酸增高，可代表一种疾病或几种疾病一种疾病可有多种氨基酸增高血氨基酸降低：多继发于营养不良（蛋氨酸及瓜氨酸除外）苯丙氨酸增高（Phe、Phe/Tyr）•高苯丙氨酸血症（单纯Phe增高）•希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高）•酪氨酸血症（同时Tyr增高）•静滴氨基酸（伴多种氨基酸增高）高苯丙氨酸血症（HPA）□发病机制：苯丙氨酸（Phe）酪氨酸（Tyr）苯丙氨酸羟化酶X四氢生物蝶呤（BH4）苯丙酮酸多巴苯乙酸苯乳酸黑色素多巴胺肾上腺素□患病率：1:10,000酪氨酸增高（Tyr、Tyr/Phe）•酪氨酸血症I，II，III型•希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高）•甲基丙二酸血症（同时C3、C3/C2增高）•继发于肝功能损伤•新生儿暂时性酪氨酸血症（筛查发现）酪氨酸酪氨酸血症4-羟-苯丙酮酸发病机制4-羟苯乳酸4-羟苯乙酸尿黑酸马来酰乙酰乙酸延胡索酸乙酰乙酸乙酰乙酸延胡索酸琥珀酸乙酰乙酸琥珀酰丙酮I型酪氨酸氨基转移酶4-羟-苯丙酮酸过氧化物酶尿黑酸氧化酶延胡索酸乙酰乙酸水解酶xII型III型xxX尿黑酸尿症蛋氨酸增高（Met、Met/Phe）•希特林蛋白缺乏症（同时Cit增高）•同型半胱氨酸血症（血同型半胱氨酸增高）•高蛋氨酸血症•酪氨酸血症（同时Tyr增高）•继发于肝功能损伤瓜氨酸增高（Cit、Cit/Arg、Cit/Phe）•希特林蛋白缺乏症（同时Met、Tyr增高）•瓜氨酸血症-I型（血氨显著增高）•精氨琥珀酸尿症精氨酸增高（Arg、Ayg/Orn、Arg/Phe）•希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高）•精氨酸血症•溶血亮氨酸/异亮氨酸、缬氨酸增高（Leu、Leu/Phe）•枫糖尿病•继发于早产儿枫糖尿病•发病机制•E1：decarboxylase（羟色氨酸脱羧酶），E2：acyltransferase；•E3：flavoproteinlipoamidedehydrogenase（黄素蛋白2-氧（代）异戊酸脱氢酶）亮氨酸2-酮异已酸异戊酰-CoA支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKD）复合体X异亮氨酸2-酮-3-甲基戊酸2-甲酰丁酰-CoAX支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKB）复合体缬氨酸2-酮异戊酸异丁酰-CoAX支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKB）复合体丙氨酸及甘氨酸增高•丙氨酸：线粒体疾病：肝大，乳酸增高，低血糖•甘氨酸：非酮性高甘氨酸血症，丙酸血症，MMA血氨基酸检测结果降低□瓜氨酸降低►鸟氨酸氨基甲酰转氨酶缺乏症（尿乳清酸及尿嘧啶增高）►氨甲酰磷酸合成酶缺乏症□蛋氨酸降低►甲基丙二酸血症（cblC型多见）►同型半胱氨酸血症□多种氨基酸降低：继发于营养不良甲基丙二酸血症发病机制甲基丙二酰辅酶A甲基丙二酰CoA变位酶琥珀酰辅酶A腺苷钴胺素钴胺素腺苷转移酶cblBCbIⅠ钴胺素还原酶cblA，cblH溶酶体CbIⅠCbIⅢcblC,cbID甲基钴胺素蛋氨酸合成酶，cbIE同型半胱氨酸蛋氨酸X蛋氨酸合成酶，cbIG线粒体X血游离肉碱及酰基肉碱检测结果解读游离肉碱及酰基肉碱的生理功能•促进脂肪氧化代谢：与酰基辅酶A结合成酰基肉碱，协助中长链脂肪酸进入线粒体内进行β氧化，为细胞提供能量，尤其是在饥饿、应激时•与其他酰基辅酶A结合成酰基肉碱，协助有机酸代谢•促进丙氨酸代谢，减少乳酸在肌肉中的堆积•维持体液中酰基COA的水平，以利于各种代谢•与体内过多酰基CoA结合成酰基肉碱，进入肝肾代谢，以防体内酰基CoA过多，造成毒性游离肉碱及酰基肉碱检测结果解读•游离肉碱及酰基肉碱增高►不同酰基肉碱增高，可代表一种疾病或几种疾病►一种疾病可能有多种酰基肉碱增高•游离肉碱及酰基肉碱降低►多为继发于营养不良（游离肉碱除外）有机酸血症相关酰基肉碱（短链酰基肉碱）•C3：丙酰肉碱•C3DC：丙二酰肉碱•C4：丁酰肉碱•C4OH：3-羟基丁酰肉碱•C5：异戊酰肉碱•C5OH：3-羟基异戊酰肉碱•C5DC：戊二酰肉碱•C5:1:异戊烯酰肉碱发病机制有机酸血症亮氨酸异亮氨酸缬氨酸2-氧代异乙酸2-氧代-3-甲基戊酸2-氧代异戊酸异戊酰CoA2-甲基丁酰CoA异丁酰CoA3-甲基巴豆酰CoA甲基巴豆酰CoA甲丙烯酰CoA3-甲基戊烯二酰CoA2-甲基-3-羟基丁酰CoA3-羟异丁酰CoA3-羟-3-甲基戊二酰CoA2-甲基-3-氧代丁酰CoA丙酰CoA乙酰乙酸乙酰CoA甲基丙二酸CoA琥珀酰CoA钴胺素同型胱氨酸蛋氨酸生物胞素生物素丙酮酸草酰乙酸XXXXXXXXXXXXX枫糖尿病丙酰肉碱增高（C3、C3/C2）•甲基丙二酸血症（常伴Met降低）•丙酸血症（常伴Gly增高）•多种羟化酶缺乏症（伴C5-OH显著增高）•继发于酸中毒丁酰肉碱增高（C4、C4/C3）•短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症•乙基丙二酸脑病•异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症异戊酰肉碱增高（C5、C5/C2）•异戊酸血症（尿异戊酰甘氨酸增高）•继发于丙戊酸类药物使用•继发于特戊酸盐类抗生素（头孢类药物）戊二酰碱增高（C5DC、C5DC/C2、C5DC/C8）•戊二酸血症-I型（不伴有其他酰基肉碱增高）•戊二酸血症-II型（伴其他多种酰基肉碱增高）色氨酸赖氨酸酵母氨酸2-氨基已二烯半醛2-氨基已二半醛2-氧代已二酸戊二酰CoA戊二酸戊二酰肉碱GA-I戊二酰CoA脱氢酶戊烯二酰CoA巴豆酰CoA3-羟戊烯二酸3-羟基异戊酰肉碱增高（C5-OH、C5-OH/C3）•多种羟化酶缺乏症（生物素酶缺乏症，醛缩化酶合成酶缺乏症）•3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症•3-羟-3-甲基戊二酸尿症•3-甲基戊烯二酸尿症•丙酸血症（伴C3显著增高）脂肪酸氧化代谢病相关酰基肉碱（中链、长链酰基肉碱）C0：游离肉碱C8：辛酰肉碱C10：葵酰肉碱C12：月桂酰肉碱C14：肉豆蔻酰基肉碱C14:1：肉豆蔻烯酰基肉碱C16：棕榈酰基肉碱C16OH：3-羟基棕榈酰基肉碱C18：十八碳酰基肉碱C18OH：3-羟基十八碳酰基肉碱线粒体脂肪酸β-氧化代谢途径细胞膜胞浆肉碱转运蛋白脂肪酸肉碱肉碱C12-C16注：小于C8的脂肪酸不需肉碱传递？游离肉碱[C0、C0/(C16+C18)]□C0增高►肉碱棕榈酰转移酶-I缺乏症（其他酰基肉碱正常，或降低）►继发于肝功能损伤（伴其他多种酰基肉碱增高）►静滴或口服左旋肉碱□C0降低►原发性肉碱缺乏症（伴多种酰基肉碱降低）►继发于营养不良，有机酸血症，脂肪酸氧化代谢病，母源性肉碱缺乏症辛酰肉碱增高（C8、C8/C3）□中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（C8增高，C10正常，C8/C10增高）□多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（C8、C10均增高，C8/C10正常）多种酰基肉碱增高（C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18）•多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症•肉碱棕榈酰转移酶-II缺乏症•肉碱/酰基肉碱移位酶缺乏症•继发于肝功损伤（伴C0、C2增高）肉豆蔻烯酰肉碱增高（C14:1、C14:1/C8:1、C14:1/C16）□极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（C14:1增高为主）□多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症3-羟基棕榈酰肉碱增高（C16-OH、C16-OH/C3）•极长链3-羟酰基辅酶A脱氢酶缺乏症•多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症进行了串联质谱检测，为何还要进行气相色谱质谱检测？串联质谱检测的部分疾病需要气相质谱验证及鉴别串联质谱检测气相质谱检测MMA丙酰肉碱升高甲基丙二酸，甲基枸橼酸PA甲基枸橼酸，3-羟基丙酸OTCD瓜氨酸降低乳清酸，尿嘧啶CPS正常MCC3-羟基异戊酰肉碱增高3-甲基巴豆酰甘酸HMG3-羟-3-甲基戊二酸MGA3-甲基戊烯二酸Tyr-I酪氨酸增高琥珀酰丙酮增高气相质谱检测疾病串联质谱检测血结果正常鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症：尿乳清酸、尿嘧啶增高甘油激酶缺乏症：尿甘油酸显著增高海绵体状脑白质病变营养不良：N-乙酰天冬氨酸尿黑酸尿症：尿黑酸显著增高甲羟戊酸尿症：甲羟戊酸增高延胡索酸尿症:延胡索酸增高GC-MS在遗传代谢病检测中的应用应用现状：国际（日本，1966）；国内（华中科技大，同济医院，2003）应用步骤：样品处理，GC-MS检测、结果分析判断检测的疾病：30-40种尿液前处理方法取相当于0.2mg肌酐的尿样，加入尿素酶20ul混匀，37℃温育30min加入托品酸、17烷酸、24烷酸各40ug加入5%盐酸羟铵500ul、2.5N氢氧化钠400ul，调PH12-14混匀，室温静置60min加入60N盐酸350ul，混匀，调PH1.0，离心，取上清液加入乙酸乙酯5ml，混匀，离心，分取上清液，重复3次，离心3000转，5分钟加入无水硫酸钠5g，混匀，离心3000转，5min，取上清液，60℃用氮气仪吹干加入BSTFA与TMCS混合物100ul，80℃,30min（总时间：6h）1ulQP2010GCMS半定量分析-Screen软件定性：依据保留时间（色谱）和参考离子（2个，质谱）定量原理：依据内标17-烷酸的量，通过检测物的封面积与17-烷酸的峰面积比定量性质：半定量定量种类：134种有机酸，其中2种为内标定量表达形式：文本格式气相质谱检测结果分析（与有机酸血症相关）•乳酸：酮尿；乳酸血症•3-羟基丁酸、丙酮酸及乙酰乙酸：酮尿•甲基丙二酸：甲基丙二酸血症；继发性改变•甲基枸橼酸：甲基丙二酸血症；丙酸血症•3-羟基丙酸：丙酸血症；多种羧化酶缺乏症，酮尿•异戊酰甘氨酸：异戊酸血症；3-羟-3-甲基戊二酸尿血症•3-羟基异戊酸：多种羧化酶缺乏症•甲基巴豆酰甘氨酸：多种羧化酶缺乏症；丙酸血症；3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症；β-酮硫解酶缺乏症气相质谱检测结果分析（与有机酸血症相关）•3-羟-甲基戊二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症•3-羟基戊二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症•3-甲基戊烯二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症；3-甲基戊烯二酸尿症•2-甲基-3-羟基丁酸：β-酮硫解酶缺乏症•4-羟基丁酸：4-羟基丁酸