串联质谱和气相色谱质谱技术在遗传代谢病病的诊治中的应用

1、串联质谱和气相色谱质谱技术在遗传代谢病病的诊治中的应用 遗传性代谢病包括氨基酸、有机酸、脂肪酸和糖代谢异常及溶酶体贮积病等。既往由于检测方法的限制，使这类遗传性代谢病患儿不能够得到准时确诊，认为是“罕见”的疾病。近年来国际上开展的串联质谱技术(tandem mass spectrometry, MS/MS)，能够检测干血滤纸片中的氨基酸谱和酰基肉碱谱，为临床快速诊断氨基酸、有机酸和脂肪酸代谢性疾病供应了技术支持，结合气相色谱-质谱（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）尿有机酸检测，使诊断更加牢靠，推动了遗传性代谢病的筛查、诊断和治疗。上海新华医

2、院小儿内科韩连书串联质谱技术是通过检测样品中物质的质荷比（相对分子质量），对物质进行定性和定量分析，可同时检测一滴血中70余种氨基酸和酰基肉碱，可以对40余种氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病进行快速的筛查和诊断，这些疾病的患病率见表1。目前已有很多国家利用串联质谱进行新生儿筛查及临床疑似患者检测，使相关疾病的患病率显著增加。气相色谱-质谱技术主要通过检测尿液中有机酸，对氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病进行帮助或鉴别诊断。我们国家于2000年开头使用气相色谱-质谱技术进行遗传代谢病检测，2002年开头使用串联质谱进行遗传代谢病新生儿筛查和临床疑似遗传代谢病患者检测，使我国的遗传代谢病的筛查、诊断

3、及治疗技术有了显著提高。上海新华医院利用串联质谱技术筛查269341例新生儿，筛查出14种74例遗传代谢病，阳性率为1/3640，见表2。联合气相质谱技术共检测12100例临床疑似遗传代谢病患儿，确诊遗传代谢病703例，诊断率5.8%，其中以苯丙酮尿症和甲基丙二酸血症常见，见表3。氨基酸代谢病主要是由于氨基酸代谢途径受阻导致体内相应氨基酸水平的增高或降低，其旁路代谢产物有机酸相应增加，对机体造成损伤。串联质谱通过检测血滤纸片中氨基酸水平及相关氨基酸之间的比值对氨基酸代谢病进行检测。气相色谱-质谱则检测患者尿中有机酸帮助诊断。串联质谱对高苯丙氨酸血症、枫糖尿病、瓜氨酸血症、酪氨酸血症、瓜氨酸血症

4、和精氨酸血症的检测具有特异性。由于氨甲酰磷酸合成酶缺乏症和鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症(OTCD)均表现为瓜氨酸降低，故对于串联质谱检测血瓜氨酸降低需者，结合气相色谱-质谱检测尿乳清酸和尿嘧啶水平进行鉴别，上升者为OTCD，正常者为氨甲酰磷酸合成酶缺乏症。酪氨酸血症有3种类型，串联质谱均表现为酪氨酸增高，气相色谱-质谱检测琥珀酸丙酮、4-羟基苯丙酮酸、4-羟基苯乳酸增高者为I型,仅4-羟基苯丙酮酸和4-羟基苯乳酸增高者为II型或III型。有机酸血症是一组遗传代谢病，括MMA、PA、IVA、MCC、HMG、GA-I、GA-II、生物素酶缺乏症和全羧化酶合成酶缺乏症等10余种疾病。由于机体蛋白质、脂肪

5、或糖代谢过程中产生有机酸进一步代谢途径受阻，体内有机酸大量增加，对机体产生危害，体内过多的有机酸一方面与游离肉碱结合，形成不同碳链长度的酰基肉碱，一方面通过尿液排出，患者尿中有机酸水平大量增加。串联质谱通过检测血酰基肉碱水平对有机酸血症进行检测，气相色谱-质谱通过检测尿有机酸水平进行有机酸血症的检测。在有机酸血症中我们国家MMA最常见。脂肪酸氧化代谢病是指脂肪酸进入线粒体途径或脂肪酸在b氧化过程中，由于所需酶的功能障碍导致脂肪酸氧化受阻所导致的一组疾病。由于这些疾病缺乏特异的临床表现和常规实验室检查方法，诊断比较困难。游离肉碱和酰基肉碱是脂肪酸氧化代谢的必需物质及中间产物，故脂肪酸氧化代谢障碍

6、导致体内游离肉碱或酰基肉碱的增高或削减，故可通过串联质谱检测血中游离肉碱或酰基肉碱水平，依据不同长度碳链的酰基肉碱水平的变化可对脂肪酸代谢病进行筛查和诊断。脂肪酸b氧化受阻后，w氧化途径增强，故尿中消失二羧酸尿，但不具特异性。脂肪酸b氧化代谢病在欧美国家的患病率较高,中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症最多见，在高加索人群中的患病率达1:8 1001:20 000。这些疾病除少数氨基酸疾病外，大部分氨基酸、有机酸和脂肪酸b氧化代谢病缺乏特异的临床症状和体征，新生儿期以喂养困难、呕吐、嗜睡、昏迷和抽搐为主，婴幼儿以运动语言发育落后、智力落后、抽搐、肌张力低下和反复呕吐较常见。体检以小头畸形、肝肿大、心肌肥

7、厚为常见。常规实验室检查以酸中度、高血氨、乳酸增高、低血糖、肌酸激酶增高常见。故当遇到上述临床表现缘由不明的患儿，应考虑到遗传性代谢病的可能，留取血样或尿样进行氨基酸、酰基肉碱和有机酸分析特异性检测，以免延误诊治。另外，串联质谱检测接受干血滤纸片，气相质谱可利用新奇尿液，也可用干尿滤纸片，故样品采集及传递便利，有利于远程递送标本，有助于为外地患者供应服务。表1  氨基酸、有机酸、脂肪酸氧化代谢病患病率病名发生率氨基酸代谢病苯丙酮尿症1/10，000 枫糖尿病1/60,0001、200，000同型胱氨酸尿症1/100,0001/150,000高甲硫氨酸血症不详酪氨酸血症I型1/100,

8、000-1/120,000 酪氨酸血症II型1/250,000/310,000高脯氨酸血症型不详鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症1/50,0001/60,000高鸟氨酸血症不详瓜氨酸血症I型1/57,000瓜氨酸血症II型1/40,0001/60,000精氨琥珀酸尿症1/70,000-1/190.000精氨酸血症1/350,0001/1,000,000,高鸟氨血症、高氨血症、同型瓜氨酸尿症综合症不详有机酸血症甲基丙二酸血症1/20,000-1/75,000丙酸血症1/30,000-1/750,000异戊酸血症1/80,0001/100,000戊二酸血症I型1、50，0001/190,0003-甲基巴豆

9、酰辅酶A羧化酶缺乏症1/36,000-1/75,0003-甲基戊烯二酰辅酶A 水解酶缺乏症<1/1000,0003-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏症1、100，000生物素酶缺乏症1/60,000全羧化酶合成酶缺乏症1/40,00080,000b-酮硫解酶缺乏症 1/100,000-1/470,000脂肪酸氧化代谢病肉碱转运障碍1/400,0001/1,000,000肉碱棕榈酰转移酶I缺乏症 1/100,0001/1,000,000肉碱棕榈酰转移酶II缺乏症1/100,0001/1,000,000肉碱/酰基肉碱移位酶缺乏症1/1000,000短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1/75,000

10、-1/100,000中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1/13,000极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1/79,000短链羟酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1/130,000长链羟酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1/75,000-1/300,000多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1<1,000,000 表2  上海新华医院新生儿串联质谱筛查疾病阳性率筛查数量269341 患病率高苯丙氨酸血症299288 高甲硫氨酸血症389780 枫糖尿病389780 瓜氨酸血症-II型2134671 酪氨酸血症2134671 精氨酸血症1269341 同型半胱氨酸血症1269341 甲基丙二酸血症833668 3-甲基

11、巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症929927 丙酸血症1269341 戊二酸血症I型1269341 短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症389780 肉碱转运蛋白缺陷833668 中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症389780 合计74 3640  表3  临床疑似遗传代谢病患者中氨基酸代谢病疾病种类氨基酸代谢病 n 占氨基酸代谢病患者比(%) 占确诊患者比(%) 占检测患者比() 高苯丙氨酸血症 20356.9 28.9 16.8 Citrin蛋白缺乏症 6417.9 9.1 5.3 鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症 267.3 3.7 2.1 枫糖尿病 236.4 3.3 1.9 酪氨酸血症II型或II

12、I型 123.4 1.7 1.0 瓜氨酸血症-I型 102.8 1.4 0.8 酪氨酸血症-I型 51.4 0.7 0.4 同型半胱氨酸血症 41.1 0.6 0.3 非酮性高甘氨酸血症 41.1 0.6 0.3 高甲硫氨酸血症 30.8 0.4 0.2 精氨酸血症 20.6 0.3 0.2 氨甲酰磷酸合成酶缺乏症 10.3 0.1 0.1 合计 357100.0 50.8 29.5   表4  临床疑似遗传代谢病患者中有机酸血症疾病种类有机酸血症 n 占有机酸代谢病患者比(%) 占确诊患者比(%) 占检测患者比() 甲基丙二酸血症14555.1 20.6 12.

13、0 丙酸血症3513.3 5.0 2.9 多种酰基辅酶A羧化酶缺乏症2911.0 4.1 2.4 戊二酸血症-I型197.2 2.7 1.6 异戊酸血症155.7 2.1 1.2 酮硫解酶缺乏症72.7 1.0 0.6 3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症 41.5 0.6 0.3 3-羟-3-甲基戊二酰辅酶A裂解酶缺乏症31.1 0.4 0.2 canavan病 20.8 0.3 0.2 丙二酸血症10.4 0.1 0.1 甲羟戊酸尿症 10.4 0.1 0.1 延胡索酸尿症 10.4 0.1 0.1 甘油激酶缺乏症10.4 0.1 0.1 合计 263100.0 37.4 21.7  

14、; 表5  临床疑似遗传代谢病患者中有机酸血症疾病种类脂肪酸代谢病 n 占脂肪酸代谢病患者比(%) 占确诊患者比(%) 占检测患者比() 多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 4351.8 6.1 3.6 中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 1214.5 1.7 1.0 极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症1113.3 1.6 0.9 肉碱转运障碍89.6 1.1 0.7 短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症 56.0 0.7 0.4 肉碱棕榈酰转移酶I缺乏症I型22.4 0.3 0.2 肉碱棕榈酰转移酶I缺乏症II型 22.4 0.3 0.2 合计 83100.0 11.8 6.9 附：氨基酸、有机酸及脂肪

15、酸代谢病概述（各选2种疾病）苯丙酮尿症苯丙酮尿症（Phenylketonuria，PKU）是是由于体内苯丙氨酸羟化酶活性降低或其辅酶四氢生物喋呤缺乏，导致苯丙氨酸向酪氨酸代谢受阻，体内苯丙氨酸及其代谢产物苯丙酮酸、苯乙酸和苯乳酸显著增加，引起一系列临床表现，是一种常染色体隐性遗传病。本病并不少见，中国患病率约为1:10000,美国约为1：14 000，北爱尔兰约为1/4 400，德国约为1：7 000，日本约为1：78 400。一、临床表现PKU患儿新生儿期无明显特别的临床症状，34个月后逐渐表现出智力、运动发育落后，头发由黑变黄，皮肤白，全身和尿液有特别鼠臭味，常有湿疹。随着年龄增长，患儿智

16、力低下越来越明显，小头畸形等，严峻者可有脑性瘫痪。二、帮助检查（一）血苯丙氨酸及酪氨酸测定血苯丙氨酸³120mmol/L，苯丙氨酸与酪氨酸的比值³2推断为阳性，再做进一步分型诊断。串联质谱可快速检测血苯丙氨酸与酪氨酸浓度，并自动计算其比值，可降低假阳性率或假阴性率。（二）尿液蝶呤谱分析由于四氢生物喋呤缺乏可在尿液中的喋呤谱反映出来，故检测尿液中喋呤谱，有助于PKU分型。（三）血红细胞二氢生物喋啶还原酶活性测定由于部分患儿四氢生物喋呤缺乏是由于二氢生物喋啶还原酶活性缺乏引起，故测定血红细胞二氢生物喋啶还原酶活性有利于二氢生物喋啶还原酶缺乏症的诊断。三、苯丙酮尿症的诊断和分型（

17、一）苯丙酮尿症诊断患者苯丙酮尿症的诊断是依据患儿有智力低下、头发黄、肤色白、运动、语言发育落后的症状，血苯丙氨酸³120mmol/L，苯丙氨酸与酪氨酸的比值³2即可诊断。（二）苯丙酮尿症分型苯丙酮尿症分型首先经尿蝶呤分析和红细胞二氢蝶啶还原酶活性测定分为四氢蝶呤代谢正常和异常2大类。四氢蝶呤代谢正常的PKU有如下4种类型：（1）经典型PKU：苯丙氨酸浓度³1 200mmol/L；（2）轻度高苯丙氨酸血症：血苯丙氨酸浓度在120mmol/L360mmol/L；（3）中度高苯丙氨酸血症：血苯丙氨酸浓度360mmol/L1 200mmol/L；(4)四氢生物喋呤反应性苯

18、丙酮尿症：对四氢生物喋呤治疗有效的苯丙酮尿症。四氢蝶呤代谢异常的PKU有3类：(1)6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶缺乏型：尿新喋呤浓度上升，生物喋呤浓度下降。（2）二氢蝶啶还原酶缺乏型：血红细胞二氢蝶啶还原酶活性下降。（3）鸟苷三磷酸环化水解酶I缺乏型：尿新喋呤浓度及生物喋呤浓度均下降。四、治疗苯丙酮尿症的治疗需要依据分型实行针对的治疗措施。（一）经典性PKU、中度高苯丙氨酸血症和轻度高苯丙氨酸血症的治疗：给予不含苯丙氨酸的配方奶粉或蛋白粉及天然奶粉混合喂养。使血苯丙氨酸掌握在允许范围：03岁 120240 mmol/L ；38岁180360 mmol/L；813岁180480 mmol/L；131

19、8岁180600 mmol/L；>18岁180900 mmol/L。定期复查血苯丙氨酸浓度，依据苯丙氨酸浓度是否在合适的范围，调整每日食入不含苯丙氨酸的配方奶粉或蛋白粉的量。（二）四氢生物喋呤反应性苯丙酮尿症：可按上述给予不含苯丙氨酸的特别奶粉或蛋白粉治疗，也可用四氢生物喋呤治疗，只是用四氢生物喋呤费用较高，不同患者家庭可依据经济情况选择治疗方法，但血苯丙氨酸的掌握水平要求同上。（三）6-丙酮酰四氢蝶呤合成酶缺乏型及二氢蝶啶还原酶缺乏型的治疗。由于这2种类型不是由于苯丙氨酸羟化酶活性缺乏引起，而是由于四氢生物蝶呤缺乏引起，故需服用四氢生物蝶呤治疗，不需要给予特别奶粉治疗。但由于四氢生物蝶

20、呤缺乏同时可引起神经递质的缺乏，故需要同时给予5-羟色胺及左旋多巴治疗。五、苯丙酮尿症预防苯丙酮尿症是可以预防的，包括产后预防苯丙酮尿症患儿的发病及产前预防苯丙酮尿症患儿的诞生。（一）预防苯丙酮尿症的发病预防苯丙酮尿症的发病必须早期诊断、早期治疗，在诞生后12个月内诊断和有效治疗可避开神经系统受到损伤。这种在婴儿诞生后1个月之内，还未发病之前检测疾病的方法称为新生儿疾病筛查，是早期诊断的有效方法，既在新生儿诞生3天后采血，检测血苯丙氨酸及酪氨酸浓度，以便确诊或排解苯丙酮尿症，达到预防发病的目的。（二）苯丙酮尿症产前诊断苯丙酮尿症患者母亲可在再次怀孕1620周时抽取羊水，检测胎儿是否带有苯丙酮尿

21、症致病基因突变，进行产前诊断。综上所述苯丙酮尿症是一种可以治疗的遗传代谢病，早期治疗效果较好。并且可以通过新生儿疾病筛查，做到发病前诊断，准时治疗，预防发病。对于已经有PKU患儿的家庭，若患儿父母再想要孩子，可以通过产前诊断推断胎儿是否患有苯丙酮尿症。枫糖尿病一、概况枫糖尿病(Maple Syrup Urine Disease, MSUD)是由于支链a酮酸脱氢酶复合体活性缺陷导致亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸代谢代谢受阻，体内亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸及其代谢产物a酮酸增多，引起的代谢紊乱，属于常染色体隐性遗传病。国外报道MSUD患病率约为1:185,000，我国在26万例新生儿中筛查出3例（1:86

22、,667）,说明并不少见。二、临床表现及分型1. 经典型MSUD：早期表现为呕吐或喂养困难，嗜睡，哭声高尖，肌肉松弛，或肌张力增高，全身肌肉僵直，角弓反张，呼吸暂停、昏迷，甚至死亡。未进行有效治疗的患儿很少存活，存活者遗留下永久性神经损伤以及严峻的智力障碍。全身有焦糖样气味。2. 间歇型MSUD：平时表现正常，在应激状态中(如感染或外科手术)逐渐消失呕吐、共济失调、嗜睡及昏迷，甚至死亡。3. 轻型MSUD：新生儿期后逐渐消失稍微病症。临床表现呈隐袭性，且局限于中枢神经系统，患儿有轻-中度精神发育迟缓，伴或不伴癫痫发作。4. 维生素B1反应型MSUD：对维生素B1有效，每天需要200400mg维

23、生素B1。三、帮助检查1. 血串联质谱质谱氨基酸检测：亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸显著增高。2尿气相色谱质谱有机酸检测：2-酮异己酸、2-酮-3-甲基异戊酸、2-酮异戊酸、2-羟基-异己酸、2-羟基-3-甲基异戊酸及2-羟基-异戊酸显著增高。四、诊断依据神经系统异常表现，血亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸显著增高，尿a酮酸显著增高即可诊断。三、治疗（一）急性期治疗1.      停止喂养或给予枫糖尿病奶粉（不含亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸）喂养，静滴10%葡萄，维持电解质平衡。2.      血液透析或腹膜透析

24、降低支链氨基酸及a酮酸水平。3.      维生素B1：300mg/d，连续3周。4.      补充异亮氨酸和缬氨酸：100250mg/Kg.d（二）稳定期治疗1对维生素B1无效型枫糖尿病：给予不含亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸的特别奶粉喂养，可补充异亮氨酸和缬氨酸：100250mg/Kg.d，要求血氨基酸掌握目标为：亮氨酸150300mmol/L，异亮氨酸150300mmol/L，缬氨酸200400mmol/L。（2）    补充异亮氨酸和缬氨酸：100250mg/K

25、g.d（3）肝移植2对维生素B1有效型枫糖尿病：（1）维生素B1：2001000mg/d.（2）特别奶粉：不含亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸甲基丙二酸血症甲基丙二酸血症（methylmalonic acidemia, MMA）主要是由于甲基丙二酰辅酶A变位酶（methylmalonyl-CoA mutase, MCM）或其辅酶钴胺素(cobalamin,cbl,Vitmin B12)缺陷，导致体内甲基丙二酸、丙酸、甲基枸橼酸等代谢物异常蓄积，引起神经、肝脏、肾脏、骨髓等多脏器损伤，是一种常见的有机酸血症，属于常染色体隐性遗传病，患病率美国为1：48,000；意大利患病率为1：115,000；德国为1

26、：169,000；日本为1：50,000。一、甲基丙二酸血症病因及分型甲基丙二酸血症依据酶缺陷的类型分为MCM缺陷及其辅酶钴胺素( VitB12)代谢障碍两大类。MCM又分为无活性者为mut0型，有残余活性者为mut-型。辅酶钴胺素代谢障碍包括：腺苷钴胺素合成缺陷，即线粒体钴胺素还原酶缺乏（cblA）和钴胺素腺苷转移酶缺乏（cblB）；以及3种由于胞浆和溶酶体钴胺素代谢异常引起的腺苷钴胺素（adenosylcobalamin, AdoCbl）和甲基钴胺素(methylcobalamine,MeCbl)合成缺陷（cblC、cblD和cblF），这3种类型患者除有甲基丙二酸血症外，还伴有同型半胱氨

27、酸血症。二、甲基丙二酸血症的临床表现MMA临床表现各异，往往易于误诊，最常见的症状和体征是嗜睡、生长障碍、反复呕吐、脱水、呼吸困难、酸中毒、肌张力低下或增高、抽搐、智力、运动、语言发育落后及小头畸形。三、帮助检查：（一）常规实验室检查：代谢性酸中毒、乳酸增加、电解质紊乱，白细胞、血红蛋白及血小板削减，血氨上升、尿酮体及尿酸上升，肝肾功能异常等。（二）特别检测  血串联质谱检测丙酰肉碱（propinoylcarnitine,C3）、C3/C0（游离肉碱）和C3/C2（乙酰肉碱）显著上升。尿液中甲基丙二酸、甲基枸橼酸和3-羟基丙酸显著增加。这是确诊MMA的特征指标。（三）血同型半胱氨酸测

28、定： cblC、cblD和cblF）型MMA患者血同型半胱氨酸血症增高。（四）影像学检查  MMA患者脑CT、MRI 扫描常见对称性基底节损害。MRI 显示双侧苍白球信号异常，表现为脑白质脱髓鞘变性、软化、坏死、脑萎缩、脑积水等。四、诊断依据临床表现、血串联质谱检测C3C及3/C2增高，尿甲基丙二酸增高即可诊断。依据血同型半胱氨酸水平，诊断是否伴同型半胱氨酸血症。维生素B12负荷试验：确诊MMA患者，需要进行VitB12负荷试验，以便确定是否VitB12是否有效，即连续三天肌内注射VitB12， 1mg/d，若症状好转，生化异常改善，则为VitB12有效型。五、甲基丙二酸血症的治疗（

29、一）MMA急性期治疗甲基丙二酸血症急性期治疗应以补液、纠酸为主，同时应限制蛋白质摄入，供应适当的热量。如果消失低血糖，可先行静脉注射葡萄糖12g/kg，随后补充10%的葡萄糖溶液1。若持续高氨血症（血氨>600mol/L），则需要通过腹透或血液透析去除毒性代谢物。为稳定病情可用左旋肉碱，100300mg/kg/d，静滴或口服；VitB12，1mg/d，肌注，连续36天。（二）MMA长期治疗1. 饮食治疗  原则是低蛋白、高能饮食，削减毒性代谢产物蓄积。使用不含异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的特别配方奶粉或蛋白粉15。由于这些氨基酸为必需氨基酸，故特别配方奶粉不能作为蛋白质的唯

30、一来源，应进食少量正常蛋白质。维生素B12无效型以饮食治疗为主，天然蛋白质摄入量掌握在0.81.2g/kg/d，蛋白质总摄入量婴幼儿期应保证在2.53.0g/kg/d，儿童每天3040g，成人每天5065g，不足部分由特别奶粉或蛋白粉补充。对于维生素B12有效型，蛋白饮食限制不需过于严格。2药物治疗  维生素B12：用于维生素B12有效型的长期维持治疗，每周肌内注射1mg，12次，部分患儿可口服甲基钴胺素5001000g/d。也有商量提出肌注钴胺素较口服更能有效地降低同型半胱氨酸以及甲基丙二酸的水平16。羟钴胺治疗后，约90%的cb1A患者症状好转，40%的cb1B患者体内甲基丙二酸

31、水平降低。左旋肉碱：促进甲基丙二酸和酯酰肉碱排泄，增加机体对自然蛋白的耐受性，常用剂量为50100mg/kg/d，急性期可增至300mg/kg/d，口服或静脉滴注。甜菜碱：用于合并同型半胱氨酸尿症患者，5001000mg/d，口服。叶酸：用于合并贫血或同型半胱氨酸尿症患者，1030mg/d，口服。维生素B6：1230mg/d，口服。甲硝唑（1020mg/kg, tid）或新霉素（50mg/kg, tid），可削减肠道细菌产生的丙酸，但长期应用可引起肠道菌群紊乱，应慎用。氨基甲酰谷氨酸（50100mg/kg/d）以及苯甲酸钠（150250mg/d）治疗，可改善高氨血症以及高甘氨酸血症。应急时使用

32、胰岛素或生长激素，可增加蛋白及脂质合成并改善体内代谢。3肝、肾移植治疗  对于维生素B12无效型且饮食掌握治疗效果较差的患者可尝试肝脏移植治疗。商量表明肝移植仅能部分订正MMA代谢缺陷，不能预防肾脏以及神经退行性病变的进展17。肾移植可订正肾衰并在肯定程度上削减甲基丙二酸浓度。也有商量认为肝-肾联合移植可能比单独肝移植要好，但其长期预后及移植存活率仍不确定。五、甲基丙二酸血症预防甲基丙二酸血症是可以预防的，包括产后预防甲基丙二酸血症患儿的发病及产前预防甲基丙二酸血症患儿的诞生。（一）预防甲基丙二酸血症的发病预防甲基丙二酸血症的发病必须早期诊断、早期治疗，在诞生后17天内诊断和有效治疗

33、可避开或减轻神经系统受损伤。新生儿疾病筛查，是早期诊断的有效方法，既在新生儿诞生17天内采血，检测血C3及C3/C2，以便确诊或排解甲基丙二酸血症。（二）甲基丙二酸血症产前诊断甲基丙二酸血症患者母亲可在再次怀孕1620周时抽取羊水，羊水进行串联质谱及气相质谱检测，观察C3、C3/C2及甲基丙二酸是否增高。同时对羊水中胎儿细胞进行甲基丙二酸血症致病基因突变检测，进行产前诊断。 丙酸血症丙酸血症血症（propionic acidemia, PA），是由于丙酰CoA酶羧化酶活性缺乏，导致体内丙酸血症及甲基枸橼酸等代谢产物异常蓄积，引起神经系统和其他脏器损害症状，属于常染色体隐性遗传病。PA

34、临床表现个体差异较大，多数患儿在诞生后1个月内起病，典型急性期临床表现为喂养困难、反复呕吐和嗜睡等。该病患病率有种族和地区差异，美国活产婴儿为1:100 000，沙特阿拉伯国家为1:20001:5000，格陵兰因纽特人高达1:1000，我国没有相关的报道。临床表现二、丙酸血症血症的临床表现丙酸血症血症临床表现各异，往往易于误诊，最常见的症状和体征是嗜睡、生长障碍、反复呕吐、脱水、呼吸困难、酸中毒、肌张力低下或增高、抽搐、智力、运动、语言发育落后及小头畸形。三、帮助检查：（一）常规实验室检查：代谢性酸中毒、乳酸增加、白细胞、血红蛋白及血小板削减，血氨上升、尿酮体阳性，肝肾功能异常等。（二）特别检

35、测  血串联质谱检测丙酰肉碱（propinoylcarnitine,C3）、C3/C2（乙酰肉碱）及甘氨酸显著上升。尿液中3羟基丙酸及甲基枸橼酸显著增加。这是确诊丙酸血症血症的特征指标。（三）影像学检查  丙酸血症血症患者脑CT、MRI 扫描常见对称性基底节损害。MRI 显示双侧苍白球信号异常，表现为脑白质脱髓鞘变性、软化、坏死、脑萎缩、脑积水等。四、诊断依据临床表现、血串联质谱检测C3、C3/C2及甘氨酸增高，尿3羟基丙酸及甲基枸橼酸增高即可诊断。三、治疗PA缺乏特异的治疗方法，丙酸血症血症急性期主要为对症治疗，以终止蛋白摄入、静脉输入葡萄糖和订正酸中毒为主，必要时进行腹

36、膜透析和血液透析。长期治疗以掌握蛋白质饮食为主，给予不含异亮氨酸、缬氨酸、蛋氨酸和苏氨酸的配方奶，补充左旋肉碱利于丙酰辅酶A的代谢和排解。1.        饮食限制长期治疗以限制蛋白饮食为主，但要保证足够的蛋白质和能量。每日所需总蛋白质量，婴儿为2.53.5g/kg，儿童为3040g，成人为5065g，不足部分用不含缬氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸的配方奶，或蛋白质替代。同时避开饥饿，抑制肌肉组织和脂肪组织代谢。2.    口服药物（1）左旋肉碱：有利于与体内的酸性物质结合，促进酸性物质的代

37、谢和排出，急性期：100200mg/Kg×d，静滴；稳定期：50100mg/Kg×d，口服。（2）新霉素或甲硝唑：由于体内丙酸血症一部分是由肠道细菌的代谢产生吸取如血液，新霉素和甲硝唑可抑制肠道细菌的繁殖代谢，削减肠道细菌代谢产生的丙酸血症。用法：新霉素为50mg/kg×d，甲硝唑为1020mg/kg×d。由于长期使用抗生素会导致肠道内菌群紊乱，所以不建议长期使用，可在急性期使用。3.        肝移植 近几年肝移植作为一种治疗PA的方法已取得明显的进步。Barshes等对12名接

38、受活体肝移植的PA患儿商量显示，一年内存活率为72.2%，一些病人临床症状明显改善，无需进行饮食限制和其他医学治疗。五、丙酸血症血症预防丙酸血症血症是可以预防的，包括产后预防丙酸血症血症患儿的发病及产前预防丙酸血症血症患儿的诞生。（一）预防丙酸血症血症的发病预防丙酸血症血症的发病必须早期诊断、早期治疗，在诞生后17天内诊断和有效治疗可避开或减轻神经系统受损伤。新生儿疾病筛查，是早期诊断的有效方法，既在新生儿诞生17天内采血，检测血C3及C3/C2，以便确诊或排解丙酸血症血症。（二）丙酸血症血症产前诊断丙酸血症血症患者母亲可在再次怀孕1620周时抽取羊水，羊水进行串联质谱及气相质谱检测，观察C3

39、、C3/C2及3羟基丙酸是否增高。同时对羊水中胎儿细胞进行丙酸血症致病基因突变检测，进行产前诊断。综上所述，虽然PA患儿临床表现严峻，但随着诊断技术的提高，患者诊断的年龄越来越早，为准时的有效治疗供应了机会，患者的预后得到明显改善。且随着对PA的发病机制及诊断治疗的商量深化，必将为PA患儿供应更有效的治疗方法。                         

40、0;    肉碱转运障碍肉碱转运障碍(Carnitine transporter deficiency,CTD)是由于细胞膜上肉碱转运蛋白缺陷，导致肉碱摄入削减，引起体内脂肪酸氧化代谢障碍引起的遗传代谢病，属于常染色体隐性遗传病。临床表现      肉碱转运障碍典型的常见症状为低酮型低血糖、酸中毒，严峻者可至突然死亡。其他临床表现，类似Reye综合症，表现为高血氨、转氨酶水平上升、肌酸激酶上升。部分患者表现为心肌病、肝肿大及肌无力，肌肉活检可见脂质沉积。肉碱转运障碍患者禁食12小时后可消失低酮型低血糖。由于肉碱在动

41、物蛋白中含量较高，若仅吃素食可诱发此病发作。二、帮助检查（一）常规检查：低血糖、酸中毒、高血氨、转氨酶水平上升、肌酸激酶上升、乳酸显著上升。部分患者B超可发现心肌肥大、肝肿大或多囊肾。（二）特别检查：1.血串联质谱检查：游离肉碱显著降低,从短链至长链酰基肉碱均有不同程度的降低。2.尿气相色谱质谱检查：乳酸、戊二酸、乙基丙二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、2-羟基丁酸、2-羟基戊二酸、5-羟基己酸、3-羟基异戊酸和2-羟基异己酸增高，或无显著异常。三、诊断依据临床表现、血串联质谱游离肉碱及酰基肉碱显著降低，排解其他因素引起的肉碱降低可以诊断。四、治疗接受左旋肉碱治疗该病已取得成功，使血浆和肝脏中游离

42、肉碱浓度上升，阻滞低酮型低血糖的发作，心肌病及肝肿大可在数月内恢复正常。左旋肉碱剂量每天100300mg/kg。治疗期间每13个月复查血串联质谱，观察游离肉碱及其他酰基肉碱水平，以便调整剂量。多种酰基CoA脱氢酶缺乏症多种酰基辅酶A 脱氢酶缺乏症( multiple acyl-CoA dehydrogenase deficiency , MADD)又称为戊二酸尿症- II型(glutaric aciduria type-II)，是一种脂肪酸b氧化代谢障碍的常染色体隐性遗传病，主要由于电子转运黄素蛋白（Electron transfer flavoprotein, ETF）或电子转运黄素蛋白辅酶

43、Q氧化还原酶（Electron transfer flavoprotein: Ubiquinone oxidoreductase ETF-QO）缺陷，继发多种酰基辅酶A 脱氢酶缺陷（短链、中链、长链和极长链酰基辅酶A脱氢酶），导致脂肪酸b氧化代谢障碍，引起多种酰基肉碱（短链、中链、长链和极长链酰基肉碱）等中间代谢产物蓄积，引起一系列临床表现。二、临床表现典型多种酰基CoA脱氢酶缺乏症的婴儿，在新生儿期即有严峻表现，诞生几个小时内呼吸急促、酸中毒和低血糖，静滴葡萄糖和碳酸氢钠难以订正，并很快消失心脏骤停，甚至死亡。部分患儿发病晚，表现为反复呕吐、低酮性低血糖、酸中毒、转氨酶上升。部分患儿有畸形表

44、现，包括括前额凸出，鼻梁凹陷和鼻短，耳朵低位，巨头，多囊肾，肾脏巨大等。成年患者多表现为肌无力、脂质沉积性肌病和肉碱降低。急性发作时消失低酮性低血糖、酸中毒、高血氨、转氨酶水平上升、乳酸显著上升。二、帮助检查（一）常规检查：低血糖、酸中毒、高血氨、转氨酶水平上升、肌酸激酶上升、乳酸显著上升。部分患者B超可发现心肌肥大、肝肿大或多囊肾。（二）特别检查：1.血串联质谱检查：多种酰基肉碱增高,从短链至长链酰基肉碱均有不同程度的增高，部分患者游离肉碱下降。2.尿气相色谱质谱检查：乳酸、戊二酸、乙基丙二酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、2-羟基丁酸、2-羟基戊二酸、5-羟基己酸、3-羟基异戊酸和2-羟基异己酸

45、增高。（三）成人患者：肌肉活检显示脂质沉积。三、诊断依据临床表现、血串联质谱多种酰基肉碱显著增高及尿气相质谱检测二羧酸显著增高可进行诊断。四、治疗1.新生儿期发作型患者的治疗方法是支持性的，尤其是补充大量适当的液体，治疗酸中毒，低血糖和脱水。2.左旋肉碱：100200mg/Kg.d,静滴，或分3次口服。3.维生素B2：对维生素B1有效患者，可给予维生素B1治疗，100300mg/d.串联质谱联合气相色谱-质谱检测遗传性代谢病  摘要  目的  应用串联质谱检测干血滤纸片中的氨基酸和酰基肉碱谱，联合气相色谱-质谱技术检测尿液中有机酸谱，对遗传性代谢病进行筛查和诊断。

46、 方法  留取4981例临床疑似遗传性代谢病儿童的干血滤纸片、尿或尿滤纸片，利用串联质谱仪检测血中氨基酸和酰基肉碱，利用气相色谱-质谱仪检测尿中有机酸，部分患儿结合相关酶活性测定及基因突变分析进行诊断。结果  在4981例患儿中共诊断319例(6.4%)24种遗传代谢病，其中氨基酸代谢病155例（48.6），8种疾病；有机酸血症150例（47.0），10种疾病；脂肪酸b氧化代谢病14例（4.4），6种疾病。结论 串联质谱对氨基酸和脂肪酸代谢病的诊断具有特异性，气相色谱-质谱对有机酸血症的诊断具有特异性，部分氨基酸代谢病需要这2种技术联合应用才能诊断。上海新华医院小儿内科韩连

47、书关键词  串联质谱；气相色谱-质谱；遗传性代谢病；氨基酸；酰基肉碱Diagnosis of inborn errors of metabolism using tandem mass spectrometry and gas chromatography mass spectrometry  HAN Lian-shu, YE Jun, QIU Wen-juan, GAO Xiao-lan, WANG Yu, JIN Jing, GU Xue-fan.  Department of Pediatric Endocrinology and Genetic Metab

48、olism, Shanghai Institute for Pediatric Research, Xinhua Hospital, Shanghai Jiaotong University School of Medicine, Shanghai 200092, ChinaCorresponding author: GU Xue-fan, Email: Abstract Objective  To investigate the effects of tandem mass spectrometry (MS/MS) combined with gas chromatography

49、mass spectrometry (GC-MS) in the diagnosis of inborn errors of metabolism in children. Methods Amino acids and acylcarnitines in the dry blood filter papers were tested by MS/MS, and the organic acid profiles in urea were tested by GC-MS among 4981 children suspected to be with inborn errors of meta

50、bolism from more than 100 hospitals in China. A few pediatric patients underwent analysis of activity of enzyme and gene mutation analysis too. Results 319 of the 4981 children (6.4%) were diagnosed as with 24 kinds of diseases: 155 of the 319 cases (48.9%) with 8 kinds of amino acid diseases (97 &#

51、160;with hyperphenylalaninemia, 14 with maple syrup urine disease 13 with ornithine transcarbamylase deficiency, 13 with citrullinemia type II, 5 with citrullinemia type I, 10 with tyrosinemia type I, 2 with homocystinuria, and 1 with arginasemia); 150 of the 319 cases (47.0%) were diagnosed as with

52、 10 kinds of organic acidemias (81 with methylmalonic acidemia, 17 with propionic acidemia, 17 with multiple CoA carboxylase deficiency, 11 with glutaric acidemia type I, 8 with isovaleric acidemia, 6 with b-keto thiolase deficiency, 5 with 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase deficiency, and 3 with 3-h

53、ydroxy-3-methylglutaryl-CoA lyase deficiency); 14 cases (4.4%) were diagnosed as with 6 kinds of fatty acid disorders (5 with medium chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, 3 with very long chain acyl CoA dehydrogenase deficiency, 2 with short chain acyl-CoA dehydrogenase deficiency, 2 with multipl

54、e acyl-CoA dehydrogenase deficiency, 1 with carnitine palmitoyl transferase type II, and 1 with carnitine palmitoyl transferase type I). Conclusion MS/MS is specific for amino acid diseases and fatty acid disorders. GC-MS is specific for detect organic acidemias. And the diagnoses of part of amino a

55、cid diseases need the combination of both methods.  Key words Tandem mass spectrometry; Gas chromatography mass spectrometry；Inborn errors of metabolism; Amino acid; Acylcarnitine 遗传性代谢病包括氨基酸、有机酸、脂肪酸和糖代谢异常及溶酶体贮积病等。既往由于检测方法的限制，使这类遗传性代谢病患儿不能够得到准时确诊，认为是“罕见”的疾病。近年来国际上开展的串联质谱技术(tandem mass spec

56、trometry, MS/MS)，能够检测干血滤纸片中的氨基酸谱和酰基肉碱谱，为临床诊断氨基酸、有机酸和脂肪酸代谢性疾病的诊断供应了技术支持，结合气相色谱-质谱（gas chromatography mass spectrometry，GC-MS）尿有机酸检测，使诊断更加牢靠，推动了遗传性代谢病的筛查、诊断和治疗1-2。上海交通高校医学院附属新华医院内分泌、遗传代谢病商量室于2002年在中国大陆领先建立了串联质谱技术用于遗传代谢病的筛查和诊断3，并于2005年建立了气相色谱-质谱尿有机酸检测技术，至2007年10月，共检测来自全国100多家医院4981例患儿，现将结果分析报道如下。对象与方法一

57、、对象来自全国各地100余所医院的疑似遗传性代谢病高危儿童4981例，主要来自属于三级甲等医院的儿童医院或儿科（包括澳门仁伯爵和镜湖医院），其中男3206例，女1775例，年龄中位值1.1岁(1 d18岁)。临床表现包括反复呕吐、抽搐、昏迷、生长发育迟缓、智力落后、肌张力异常、黄疸、肝脾肿大等。实验室检查提示代谢性酸中毒、低血糖、高血氨、高乳酸血症、高苯丙氨酸血症和尿酮体阳性等。标本采集用干血滤纸片法，手指采血，滴于专用采血滤纸上，凉干后送检。尿为新奇尿或尿滤纸片。全部检测均经过本院伦理委员会批准并取得家长的知情同意。二、方法1.串联质谱检测方法：串联质谱检测干血滤纸片中酰基肉碱和氨基酸的方法

58、参考文献3,4报道的方法，干血滤纸片经含酰基肉碱和氨基酸内标的甲醇萃取，盐酸正丁醇衍生后，利用串联质谱进行检测。2.气相色谱-质谱检测方法：气相色谱-质谱尿有机酸检测方法参考文献5报道的方法，尿样经尿素酶、盐酸羟铵、氢氧化钠和盐酸处理，除去尿素及蛋白质，并加入17烷酸作为内标，用乙酸乙酯两次萃取，再用双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺与三甲基氯硅烷混合物进行甲基硅烷化衍生后，进行气相色谱-质谱检测。3.疾病诊断：疾病的诊断主要依据各种疾病的发病机制，由串联质谱和气相色谱-质谱检测的相应特异指标，参考文献报道进行推断6-8，结合临床表现、常规的实验室检查及相应的治疗效果进行综合诊断。串联质谱检测正常上、下限值分别取10 000例足月新生儿和1000