串联质谱技术在儿童有机酸代谢疾病鉴别诊断中的应用

发表时间：2013-08-05T11:53:33.390Z 来源：《中外健康文摘》2013年第25期供稿 作者： 孙英梅 李文杰 王梅 吕金峰 王彩娟 吕亚囡[导读] 护理效果评价

孙英梅 李文杰 王梅 吕金峰 王彩娟 吕亚囡（青岛市妇女儿童医院 山东青岛 266034） 【中图分类号】R722.19 【文献标识码】A【文章编号】1672-5085（2013）25-0137-02

【摘要】 目的 探讨串联质谱技术在儿童有机酸代谢疾病鉴别诊断中的应用。方法 对1200例遗传性代谢疾病高危儿童的干血滤纸片进行串联质谱分析比较。结果 确诊患有有机酸血症的儿童患者有64例（占5.3%），其中甲基丙二酸尿症（MMA）26例，丙酸血症（PA）11例，生物素酶缺乏症5例，全羧化酶合成酶缺乏症10例；3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症（MCC）2例，3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏症（HMG）2例，β-酮硫解酶缺乏症（BKT）3例，异戊酸血症（IVA）1例，戊二酸血症（）GA-I型3例，戊二酸血症GA-II型1例。结论 串联质谱技术在诊断儿童有机酸代谢疾病、早期干预与预防遗传性代谢疾病的发生具有重要的作用。【关键词】串联质谱 有机酸 酰基肉碱 鉴别诊断

Application of Tandem Mass Spectrometry in Organic Acid Metabolism in Children with Differential Diagnosis of Diseases

【Abstract】Obbjective: Discussion on Application of tandem mass spectrometry in organic acid metabolism in children with differentialdiagnosis of diseases. Methods: Tandem mass spectrometry was used for comparative analysis in dry blood filter paper 1200 cases ofhereditary metabolic disease in high-risk children. Results: Diagnosed with organic acidemia children patients 64 cases (5.3%), whereinthe methylmalonic aciduria (MMA) in 26 cases, propionic acidemia (PA) in 11 cases, biotinidase deficiency in 5 cases, holocarboxylasesynthetase deficiency in 10 cases; 3- tiglyl coenzyme A carboxylase deficiency disease (MCC) in 2 cases, 3- hydroxy -3- methyl amyl twoacyl coenzyme A lyase deficiency (HMG) in 2 cases, beta ketothiolase deficiency (BKT) in 3 cases, isovaleric acidemia (IVA) in 1 cases,glutaric acidemia (GA-I) in 3 cases, 1 cases of glutaric acidemia type GA-II.Conclusion: Tandem mass spectrometry technology plays animportant role in diagnosis of children's organic acid metabolism disease, early intervention and prevention of inherited metabolicdiseases.

【keywords】]Tandem mass spectrometry organic acid acyl carnitine differential diagnosis

串联质谱技术（tandem mass spectrometry，MS/MS）是一种高效、快速和准确检测物质含量的技术。它在医学领域方面已经被广泛应用，主要用于新生儿有机酸血症的鉴别与诊断中。串联质谱技术原理是对干血滤纸片进行检测分析不同氨基酸、有机酸、酰基肉碱和脂肪酸的水平来判断代谢疾病[1]。本文主要对近三年来我院确诊为有机酸血症的64例儿童病例进行串联质谱分析，研究串联质谱技术在儿童有机酸代谢疾病鉴别诊断中的应用，为更好地预防与治疗遗传性代谢疾病提供理论依据和技术支撑。 1 对象与方法

1.1 对象：来自全国的1200例疑似患有遗传性代谢疾病的儿童病例。这些儿童患者的年龄在0周岁到16周岁不等，其中，男性患儿456例，女性患儿744例，对照组为1600例健康儿童。在这些儿童中，男女比例57/93，平均年龄为4.2周岁。从儿童患者的手指或者静脉取血制成干血滤纸片之后送检。

1.2 方法：使用串联质谱技术对干血滤纸片中的氨基酸和酰基肉碱进行分析参考文献报道的方法，将干血滤纸片通过含酰基肉碱和氨基酸内标的甲醇萃取，盐酸正丁醇衍生之后，可以用于上样检测。用于质控检测的样品来自美国疾病控制和预防中心（CDC）新生儿疾病筛查的质控部门所提供的酰基肉碱串联质谱分析的血滤纸片。

1.3 统计学处理：使用SPSS13.0软件进行数据处理，对不同类型的有机酸血症分析其经过串联质谱技术检测所呈现的参数差异。 2 结果

2.1 串联质谱检测结果 共确诊64例有机酸血症(5.3%),其中男女比例29/35，其中有26例是甲基丙二酸尿症（MMA），有11例是丙酸血症（PA），5例生物素酶缺乏症和10例全羧化酶合成酶缺乏症；3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症（MCC）2例，3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏症（HMG）2例，β-酮硫解酶缺乏症（BKT）3例，异戊酸血症（IVA）1例，戊二酸血症GA-I型3例，戊二酸血症GA-II型1例。

2.2 对全羧化酶合成酶缺乏症和生物素酶缺乏症、MMA、PA的患者血样进行串联质谱分析的结果比较见表1。患有以上疾病的儿童比健康儿童的丙酰肉碱（C3）浓度的上限值（4.0μmol/L）还要高。C3浓度PA患儿比MMA患儿的均值高，差异具有统计学意义（t=3.812，P<0.05），比较C3/C0和C3/C2比值，两者的差异没有统计学意义，PA患儿同时表现为甘氨酸升高，MMA患儿甘氨酸水平无明显变化，两组数据比较差异具有统计学意义（t =8.182，P<0.001）。3-羟基-异戊酰肉碱（C5-OH）在生物素酶缺乏症和全羧化酶合成酶缺乏症的患儿中浓度升高表现明显，其C3水平比PA患儿要低（t分别为2.413和2.537，P<0.05），与MMA患儿的差异比较没有统计学意义。另外C3/C0和C3/C2的比值低于MMA患儿与PA患儿，差异具有统计学意义。

表1 PA、MMA、生物素酶缺乏症和全羧化酶合成酶缺乏症患儿串联质谱检测结果比较（x-±s,μmol/L） 病种 n C3 C3/C0 C3/C2 C5-OH Gly 正常上限值 5.0 0.3 0.4 0.6 410.0

PA 11 30.7±21.0 1.2±0.6 2.0±0.7 0.5±0.3 601.0±180.5 MMA 26 12.5±5.6 0.9±0.7 1.4±1.0 0.3±0.2 243.3±102.2

生物素酶缺乏症 5 9.0±3.9 0.3±0.2 0.4±0.2 4.2±3.2 206.8±92.1

全羧化酶合成酶缺乏症 10 9.4±7.1 0.6±0.4 0.6±0.2 11.7±3.8 288.9±39.5

3 讨论

有机酸血症属于遗传性代谢疾病，由于一般的生化检查和临床表现结果相似，很难对其进行鉴别诊断。串联质谱技术可以根据有机酸血症患儿的干血滤纸片中检测到不同的有机酸和多种酰基肉碱的水平以及多种酰基辅酶A的浓度来对有机酸血症有效地判断和鉴别。

对于酰基肉碱谱只有C3水平升高的患儿，第一步要分析C3/C0或C3/C2比值是否有升高然后再确定甘氨酸是否有升高，如果伴有高甘

氨酸水平则可能是PA，如果没有甘氨酸水平升高则可能是MMA[2]。而MMA患儿的甲基丙二酰肉碱没有升高可能是跟该类型的酰基肉碱不容易离子化这一特点有关[3]。目前有报道称可以对血浆中的甲基丙二酸水平直接通过改变方法用串联质谱进行检测诊断MMA。目前还有相关用串联质谱技术对孕妇羊水进行MMA检测来判断产前胎儿是否患病。串联质谱图也显示了C3升高，所以在C3的绝对值不高时，但是C3/C0或C3/C2比值升高的时候，必须结合串联质谱图来诊断MMA。那些C3与C5-OH同时升高的患儿可以判断为多种羧化酶缺乏症，但无法分辨是全羧化酶合成酶缺乏症还是生物素酶缺乏症，要通过测定生物素酶活性来进行鉴别。

综上所述，可以使用串联质谱技术对干血滤纸片的氨基酸和酰基肉碱水平进行检测分析，加上各种酰基肉碱的比值情况能够对PA、MMA、BKT、IVA、GA-I和GA-II进行诊断，同时结合尿GC-MS有机酸分析可以进一步对HMG、MCC、生物素酶缺乏症和全羧化酶合成酶缺乏症进行鉴别诊断。参 考 文 献

[1] Sumner LW，Mendes P，Dixon RA.Plant metabolomics: large-scale phytochemistry in the functional genomics era. Phytochemistry2003，62（6）:817-836.

[2] Villas-Boas SG， Mas S， Akesson M， Smedsgaard J， Nielsen J.Mass spectrometry in metabolome analysis. Mass Spectrom Rev2010， 24（5）:613–646.

[3] Halket JM，Waterman D，Przyborowska AM， Patel RK，Fraser PD，Bramley PM.Chemical derivatization and mass spectrallibraries in metabolic profiling by GC/MS and LC/MS/MS. J Exp Bot 2011， 56（410）:219–243.