遗传代谢病检测技术的应用及其结果的临床判读

中国实用儿科杂志2014年8月第29卷第8期型半胱氨酸测定，可以帮助进行MMA分型和指导治疗，因为在中国人群病例中，MMA合并同型半胱氨酸血症占MMA病例的比例很大。3.4.7尿蝶呤谱测定和四氢生物蝶呤负荷试验在临床诊断高苯丙氨酸血症时，每一例患儿都应该生物进行尿蝶呤谱测定和四氢生物蝶呤负荷试验，二者可以进行PKU分型，指导临床进行治疗效果监测。3.4.8组织活检部分IMD需要进行组织活检，在患者出现不明原因的肝病、严重黄疸、肌病时及婴儿猝死综合征时［8］，及时进行活检以做病理分型及相应酶活性分析，为最终确诊提供帮助。儿科医生在分析单独或合并出现脑病、肝病、低血糖、酸中毒表现时，要秉持辩证的临床思维，仔细辨识临床的非特异性表现，分层进行辅助检查，科学取舍特殊检测技术，就能够使越来越多的IMD得到及时准确的的诊断或鉴别诊断。总之，这些看似少见且疑难的病例将被更多临床医生认识、掌握并得到合理的诊治，以推动我国遗传代谢病的诊治技术和能力快速发展，造福人类。参考文献：［1］万学红，卢雪峰.诊断学［M］.8版.北京：人民卫生出版社，2007：579-587.［2］HoffmannGF，ZschockeJ，NyhanWL.Inheritedmetabolicdiseases:aclinicalapproach［M］.5thed.German:Springer，2012：3-15.［3］KruerMC，GregoryA，HayflickSJ.Fattyacidhydroxylase-as⁃sociatedneurodegeneration［K］/Genereviews.UniversityofWashington，Seattle，1993-2014.［4］JanečkováHl，HronK，WojtowiczP，etal.Targetedmetabolo⁃micanalysisofplasmasamplesforthediagnosisofinheritedmetabolicdisorders［J］.JChromatogrA，2012，1226:11-17.［5］OhtakeA，MurayamaK，MoriM，etal.Diagnosisandmolecu⁃larbasisofmitochondrialrespiratorychaindisorders:exomese⁃quencingfordiseasegeneidentification［J］.BiochimBiophysActa，2014，1840（4）:1355-1359.［6］陆国辉，徐湘民.临床遗传咨询［M］.北京：北京大学出版社，2007：308-315.［7］YangY，WuJ，HeX，etal.Twohomozygousnonsensemuta⁃tionsofGNPTABgeneintwoChinesefamilieswithmucolipido⁃sisⅡalpha/betausingtargetednext-generationsequencing［J］.Genomics，2013，102（3）:169-173.［8］JequierGM，Roulet-PerezE，Meagher-VillemureK，etal.Sud⁃denunexpecteddeathinaninfantwithL-2-hydroxyglutaricac⁃iduria［J］.EurJPediatr，2009，168（8）:957-962.（2014-03-10收稿）文章编号：1005-2224（2014）08-0569-06DOI：10.7504/ek2014080603遗传代谢病检测技术的应用及其结果的临床判读韩连书摘要：近几年随着科学技术的发展，有关遗传代谢病的检测技术越来越多，主要包括检测血液代谢物的串联质谱技术，检测尿代谢物的气相色谱-质谱技术，检测基因的基因芯片技术及新一代测序技术等。另外，有些酶活性检测技术开始应用于溶酶体疾病的酶活性检测。关键词：遗传代谢病；串联质谱；气相色谱-质谱；基因芯片中图分类号：Ｒ72文献标志码：CClinicalapplicationandinterpretationofdetectiontech⁃niquesforgeneticmetabolicdiseases.HANLian-shu.DepartmentofPediatricEndocrinologyandGeneticMetabo⁃lism，ShanghaiInstituteforPediatricResearch，XinhuaHospi⁃tal，ShanghaiJiaotongUniversitySchoolofMedicine，Shang⁃hai200092，ChinaAbstract：Inrecentyears，withthedevelopmentofscienceandtechnology，agrowingnumberofdetectiontechniquesforgeneticmetabolicdiseasehaveemerged，includingtandemmassspectrometryforbloodmetabolitesdetection，gasmassspectrometryforurinemetabolitesdetection，andgenechipandnext-generationsequencingtechnologyforgenedetection.Inaddition，someenzymeactivitydetectiontechniquesbegantoapplyinlysosomediseasefortestingtheenzymeactivity.Keywords：geneticmetabolicdisease；tandemmassspectrom⁃etry；gaschromatography-massspectrometry；genechip遗传代谢病由于在早期缺乏特异性的临床症状或体征，诊断较困难，常常需要一些特殊的检测技术才能诊断。既往由于缺乏相关的技术，导致很多患者得不到及时诊断及治疗，致残或死亡。近几年随着科学技术的发展，与遗传代谢相关的检测技术越来越多，使以前较难诊断的遗传代谢病得到快速诊断，包括检测血液代谢物的串联质谱技术、检测尿代谢物的气相色谱-质谱技术及检测基因的基因芯片技术及新一代测序技术等［1-4］。作者单位：上海交通大学医学院附属新华医院，上海市儿科医学研究所，小儿内分泌遗传代谢病研究室，上海200092电子信箱：[e-mail]··569ChineseJournalofPracticalPediatricsAugust.2014Vol.29No.8另外酶活性检测技术的临床应用为一些疾病提供了可靠的诊断方法［5-6］。但由于遗传代谢病较少见，这些新技术的应用时间相对较短、开展这些技术的单位相对较少，许多临床医生对这些检测的结果判读，可能存在一定的疑惑。故本文对与遗传代谢病检测相关的一些技术临床应用及检测结果如何判读进行介绍。1常规生化检测技术常规生化检测技术包括血糖、肝功能、肾功能、电解质、血脂、肌酸激酶、血氨及乳酸等。虽然这些检测不具有特异性，检测结果异常，并不能诊断为某种遗传代谢病，但常常为一些遗传代谢病的诊断、鉴别诊断或选择进一步的检测方法提供依据。如血糖降低需要鉴别的遗传代谢病有糖原累积病、高胰岛素血症及脂肪酸氧化代谢病等。肝功能异常需要鉴别的遗传代谢病有糖原累积病、Citrin蛋白缺乏症、酪氨酸血症、肝豆状核变性、胆汁淤积性肝病等。电解质紊乱如高血钾、低血钠常提示肾上腺疾病，如先天性肾上腺皮质增生症、肾上腺皮质功能不全症、甘油酸激酶缺乏症及醛固酮受体不敏感综合征等；高血氨常提示尿素循环障碍性疾病、有机酸血症及脂肪酸氧化代谢病等。2特殊生化检测特殊生化检测是指除血糖、肝功能、肾功能、电解质、血脂、肌酸激酶、血氨及乳酸检测外的一些生化检测，主要包括血串联质谱检测、尿气相色谱-质谱检测、血维生素检测、微量元素检测及尿蝶呤检测等。2.1血串联质谱检测串联质谱技术是通过检测物质的质荷比（质量数/所带电荷数）对物质进行定性及定量的仪器。1990年美国Millintong教授将此技术用于遗传代谢病检测［1］，其优点在于检测方法快速、特异性强，能够在2min之内通过检测干血滤纸片中数十种氨基酸、游离肉碱及酰基肉碱的水平，对40余种氨基酸、有机酸及脂肪酸氧化代谢病进行新生儿筛查、临床患者的诊断及鉴别诊断，且可设置相关氨基酸及酰基肉碱之间的比值，进一步降低检测结果的假阳性或假阴性。另一优点是采用干血滤纸片采样，利于采集、保存及递送。串联质谱技术于上世纪末及本世纪初在一些发达国家广泛应用于新生儿筛查［7-9］。在上海新华医院率先将串联质谱技术应用于新生儿疾病筛查及临床患者检测［10］。目前国内约有50余家单位开展此项技术，已经诊断数千例患者。血串联质谱检测结果分为氨基酸谱及酰基肉碱谱2部分，包括10余种氨基酸及其相互间的比值、20余种酰基肉碱及其相互间的比值。部分疾病只需要一种氨基酸或一种酰基肉碱异常，即可提示或诊断；部分疾病需要几种氨基酸、或几种酰基肉碱异常才可提示或诊断。2.1.1血氨基酸水平异常血氨基酸水平异常分为增高和降低两大部分。血氨基酸水平增高提示的遗传代谢病较多，且多与氨基酸代谢病有关，见表1。由于部分氨基酸代谢病患者尿中相应的有机酸可增高，如枫糖尿病患者尿中2-羟基异戊酸、2-酮异戊酸、2-酮-3甲基戊酸、2-酮异己酸增高，瓜氨酸血症或精氨酸血症尿中乳清酸及尿嘧啶可增高，故血中某种氨基酸增高的同时，尿气相色谱质谱检测对应的有机酸增高，更有助于诊断。但尿有机酸检测不能作为氨基酸代谢病的单一确诊指标。表1血氨基酸水平增高相关的主要疾病增高氨基酸名称相关疾病甲硫氨酸Citrin蛋白缺乏症、酪氨酸血症、高甲硫氨酸血症、同型半胱氨酸血症、胆汁淤积性肝病，继发于肝功能损伤苯丙氨酸高苯丙氨酸血症（包括四氢生物蝶呤缺乏症），Citrin蛋白缺乏症酪氨酸Citrin蛋白缺乏症、酪氨酸血症、胆汁淤积性肝病，继发于肝功能损伤亮氨酸枫糖尿症缬氨酸枫糖尿症瓜氨酸Citrin蛋白缺乏症、瓜氨酸血症-I型、精氨酸琥珀酸尿症精氨酸精氨酸血症、Citrin蛋白缺乏症甘氨酸丙酸血症、甲基丙二酸血症、非酮性高甘氨酸血症丙氨酸线粒体疾病多种无关联氨基酸增高静滴氨基酸，非特异性改变血氨基酸水平降低提示的遗传代谢病较少，多见于营养不良或早产儿。血瓜氨酸水平降低，需要结合血氨水平分析，若血氨显著增高，则提示鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症，或氨甲酰磷酸合成酶缺乏症，这2种疾病的鉴别需要测尿乳清酸及尿··570中国实用儿科杂志2014年8月第29卷第8期嘧啶水平，若尿乳清酸及尿嘧啶水平增高可诊为鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症，若尿乳清酸及尿嘧啶水平正常则要考虑氨甲酰磷酸合成酶缺乏症，但也不能排除鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症，还需要行基因检测以做鉴别。蛋氨酸水平降低，则提示同型半胱氨酸尿症，或甲基丙二酸血症合并同型半胱氨酸血症，需要测血同型半胱氨酸水平进行鉴别。2.1.2血酰基肉碱水平异常串联质谱既可检测血游离肉碱，又可检测结合的肉碱暨不同长度碳链的酰基肉碱，从乙酰肉碱至十八碳酰基肉碱。游离肉碱及酰基肉碱是体内有机酸及脂肪酸代谢的重要中间产物。体内的有机酸或脂肪酸在代谢过程中产生的有机酸，生成酰基辅酶A，在相关酶的作用下与肉碱结合成酰基肉碱，再进一步代谢，有利于体内有机酸的排除及脂肪酸的氧化代谢。若由于遗传因素或其他因素导致相关的酶的活性降低，相应的游离肉碱或酰基肉碱的水平增高或降低，故可通过检测血游离肉碱及酰基肉碱水平的高低，判断是由哪一种酶活性降低，从而提示是哪一种疾病［8-12］。游离肉碱或酰基肉碱显著异常者，在排除其他疾病的情况下，可诊断相应的疾病，轻度异常者，可能是继发性改变，需要反复检测，或基因检测进行鉴别诊断。血游离肉碱及酰基肉碱增高提示的遗传代谢病较多，且