廣西地區早產兒氨基酸代謝特點研究

林彩娟 耿國興 彭振仁 黃小桃 吳柳霖徐鈺琪 李威 錢家樂 羅靜思

（1.廣西壯族自治區婦幼保健院遺傳代謝中心實驗室，廣西南寧 530012；2.廣西出生缺陷預防控制研究所，廣西南寧 530012；3.廣西生殖健康與出生缺陷防治重點實驗室，廣西南寧 530012；4.廣西新生兒疾病篩查中心，廣西南寧 530012）

遺傳代謝病（inherited metabolic diseases，IMD）是指由于基因突變引起酶缺陷、細胞膜功能異常或受體缺陷，從而導致機體生化代謝紊亂，造成中間或旁路代謝產物蓄積，或終末代謝產物缺乏，引起一系列臨床癥狀的一組疾病［1］。早產是IMD發生的重要影響因素［2］。與足月兒相比，早產兒是新生兒中的特殊群體，其臟器生理功能的發育尚不完善，部分氨基酸代謝相關酶活性不足，致使部分氨基酸的代謝受阻［3］。串聯質譜技術是一項可同時完成多種氨基酸及肉堿代謝物檢測的高效技術［4］。目前已有相關研究報道出生體重、胎齡等因素均會對新生兒IMD篩查指標產生影響［5-6］，因此臨床上依據足月兒參考標準對早產兒篩查指標進行判讀會降低結果的準確率，但國內尚無大數據的臨床研究來建立早產兒體內氨基酸水平的參考范圍，且氨基酸的代謝水平在一定程度上反映了早產兒體內的營養代謝狀態。為此，本研究基于串聯質譜技術，通過回顧性調查分析廣西地區早產兒的血氨基酸水平，比較早產兒與足月兒的血氨基酸譜差異，為實驗室建立早產兒血氨基酸水平參考標準和臨床判讀提供科學依據，同時從代謝的角度為早產兒營養提出指導意見。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性收集2018～2020年于廣西新生兒疾病篩查中心進行IMD篩查且篩查結果為陰性（未患IMD）的30 757例新生兒的臨床資料，其中早產兒2 146例、足月兒28 611例。根據胎齡分為極早產組（胎齡＜32周，n=209）、中期早產組（32周≤胎齡＜34周，n=307）、晚期早產組（34周≤胎齡＜37周，n=1 630）；根據出生體重分為極低出生體重組（出生體重＜1 500 g，n=161）、低出生體重組（1 500 g≤出生體重＜2 500 g，n=1 085）組、正常出生體重組（2 500 g≤出生體重≤4 000 g，n=900）；根據出生后采血時間分為采血時日齡3～7 d組（n=1 664）、8～14 d組（n=314）、15～28 d組（n=168）。將37周≤胎齡≤42周、2 500 g≤出生體重≤4 000 g、出生后3～7 d采血的足月健康新生兒納入正常對照組。本研究獲得廣西壯族自治區婦幼保健院倫理委員會的批準（桂婦保院醫研倫快審［2020-1］59號），且所有新生兒監護人均簽署知情同意。

1.2 標本采集與實驗室檢測

采集出生后3～7 d充分哺乳的正常新生兒及出生3 d后早產新生兒足跟血樣本，滴于S&S903專用采血濾紙片上，自然滲透、無污染、自然晾干后遞送至廣西新生兒疾病篩查中心，采用串聯質譜法檢測氨基酸水平。

1.3 檢測指標

檢測指標包括11種氨基酸，分別為瓜氨酸（citrulline，Cit）、苯丙氨酸（phenylalanine，Phe）、蛋 氨 酸（methionine，Met）、酪 氨 酸（tyrosine，Tyr）、丙氨酸（alanine，Ala）、纈氨酸（valine，Val）、亮氨酸（leucine，Leu）、精氨酸（arginine，Arg）、鳥氨酸（ornithine，Orn）、甘氨酸（glycine，Gly）、脯氨酸（proline，Pro）。

1.4 統計學分析

采用SPSS19.0統計軟件對數據進行統計學分析，正態分布的計量資料用均數±標準差（±s）表示，多組間比較采用協方差分析，控制相關的影響因素，估算不同分組間各指標的調整測量值的分布范圍差異，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗。非正態分布計量資料以中位數（四分位數間距）［M（P25，P75）］表示，多組間比較采用Kruskal-WallisH檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 不同胎齡早產兒基本資料

本研究將2 146例早產兒按胎齡分組，補充其采血前的生理病理信息，包括性別、胎齡、出生體重、采血日齡、新生兒黃疸、新生兒肺炎、靜脈營養使用情況及母親孕期的疾病信息。結果顯示胎齡、出生體重、采血日齡、新生兒肺炎、靜脈營養在早產兒各組間的分布比較差異有統計學意義（P＜0.05），見表1。

表1 不同胎齡早產兒基本資料及母親孕期疾病情況分布比較

2.2 各影響因素與氨基酸指標的相關性分析

將早產兒各影響因素與氨基酸指標進行相關性分析發現，Met、Ala、Val、Leu、Gly、Pro與性別呈正相關；Cit、Ala與胎齡呈正相關，Phe、Met、Val、Arg與胎齡呈負相關；Tyr、Ala、Val、Leu、Pro與出生體重呈正相關；Cit、Met、Ala、Arg與采血日齡呈正相關，Phe、Val與采血日齡呈負相關；Cit、Ala、Val、Leu、Orn、Gly、Pro與采血前黃疸呈負相關；Tyr、Ala、Orn、Gly、Pro與采血前肺炎呈負相關；除Tyr與靜脈營養呈負相關外，Cit、Phe、Met、Val、Leu、Arg、Orn、Pro均與靜脈營養呈正相關；Phe、Ala、Val、Leu、Orn、Gly、Pro與母親妊娠糖尿病呈負相關（均P＜0.05）。見表2。

表2 11種氨基酸指標檢測結果與影響因素的相關關系矩陣

2.3 不同胎齡早產兒組氨基酸代謝水平特點

采用協方差分析控制與11種氨基酸代謝水平相關的影響因素，調整不同胎齡早產兒組間氨基酸指標的測量水平，并與正常對照組進行比較，結果顯示11種氨基酸在各組間比較差異均有統計學意義（P＜0.05），其中Phe、Arg在極早產、中期早產、晚期早產組中水平高于正常對照組（P＜0.05），Ala、Val、Orn、Gly、Pro在極早產、中期早產、晚期早產組中水平均低于正常對照組（P＜0.05）；且從極早產到足月發現Arg隨胎齡增加而遞減，Ala隨胎齡增加而遞增；Cit、Met在極早產、中期早產組中水平高于正常對照組（P＜0.05）。見表3。

表3 不同胎齡組早產兒和正常對照組足月兒全血氨基酸代謝水平比較 （±s，μmol/L）

表3 不同胎齡組早產兒和正常對照組足月兒全血氨基酸代謝水平比較 （±s，μmol/L）

注：［Cit］瓜氨酸；［Phe］苯丙氨酸；［Met］蛋氨酸；［Tyr］酪氨酸；［Ala］丙氨酸；［Val］纈氨酸；［Leu］亮氨酸；［Arg］精氨酸；［Orn］鳥氨酸；［Gly］甘氨酸；［Pro］脯氨酸。a示與正常對照組比較，P＜0.05。

P值氨基酸正常對照組(n=28 611)極早產組(n=209)中期早產組(n=307)晚期早產組(n=1 630)F值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 Cit Phe Met Tyr Ala Val Leu Arg Orn Gly Pro 13.079±0.024 60.915±0.083 22.445±0.037 103.081±0.238 311.756±0.526 147.454±0.214 175.574±0.253 7.857±0.046 149.073±0.373 531.544±0.997 198.701±0.289 14.160±0.280a 63.687±0.967a 27.765±0.428a 82.572±2.784a 207.497±6.160a 137.991±2.507a 178.395±2.956 20.851±0.538a 135.207±4.365a 423.046±11.664a 165.634±3.376a 14.348±0.231a 66.837±0.798a 26.828±0.353a 102.311±2.297 224.066±5.083a 142.652±2.068a 187.588±2.439a 16.944±0.444a 127.162±3.602a 417.756±9.624a 165.193±2.786a 13.114±0.100 63.512±0.346a 26.670±0.153 115.199±0.997a 260.126±2.206a 133.893±0.898a 170.563±1.059a 8.590±0.193a 122.617±1.563a 507.656±4.177a 177.179±1.209a 14.818 37.407 101.196 65.845 353.218 225.253 42.310 373.610 387.395 293.323 545.221

2.4 不同出生體重早產兒組氨基酸代謝水平特點

采用協方差分析控制與11種氨基酸代謝水平相關的影響因素，比較早產兒不同出生體重組間與正常對照組氨基酸水平的差異，結果顯示11種氨基酸在各組間比較差異均有統計學意義（P＜0.05），其中Ala、Val、Pro水平隨出生體重增加而增加，但仍較正常對照組低。比較極低出生體重組與正常對照組，除Phe、Leu外其他氨基酸水平差異均有統計學意義（P＜0.05）；低出生體重組與正常對照組比較，除Leu外其他氨基酸水平差異均有統計學意義（P＜0.05）；正常出生體重組與正常對照組比較，發現Cit、Arg、Gly水平差異均無統計學意義（P＞0.05），見表4。

表4 不同出生體重組早產兒和正常對照組足月兒全血氨基酸代謝水平比較 （±s，μmol/L）

表4 不同出生體重組早產兒和正常對照組足月兒全血氨基酸代謝水平比較 （±s，μmol/L）

注：［Cit］瓜氨酸；［Phe］苯丙氨酸；［Met］蛋氨酸；［Tyr］酪氨酸；［Ala］丙氨酸；［Val］纈氨酸；［Leu］亮氨酸；［Arg］精氨酸；［Orn］鳥氨酸；［Gly］甘氨酸；［Pro］脯氨酸。a示與正常對照組比較，P＜0.05。

P值氨基酸正常對照組(n=28 611)極低出生體重組(n=161)低出生體重組(n=1 085)正常出生體重組(n=900)F值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.035＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 Cit Phe Met Tyr Ala Val Leu Arg Orn Gly Pro 13.079±0.024 60.915±0.083 22.445±0.037 103.081±0.238 311.756±0.526 147.454±0.214 175.574±0.253 7.857±0.046 149.073±0.373 531.544±0.997 198.701±0.289 14.425±0.319a 62.658±1.102 27.982±0.488a 74.651±3.168a 203.915±7.019a 134.066±2.857a 177.605±3.370 20.096±0.616a 130.331±4.974a 425.968±13.291a 162.190±3.845a 13.602±0.123a 64.247±0.425a 24.571±0.188a 106.341±1.220a 241.306±2.704a 134.683±1.101a 175.115±1.298 12.024±0.237a 122.650±1.916a 461.694±5.120a 169.310±1.481a 12.955±0.135 63.954±0.466a 22.030±0.207a 121.157±1.340a 268.349±2.969a 134.850±1.208a 171.441±1.426a 8.089±0.260 125.673±2.104a 527.364±5.622 182.578±1.626a 11.977 33.093 84.546 88.331 352.165 72.496 2.875 226.986 101.791 79.703 181.610

2.5 出生后不同采血日齡組早產兒氨基酸代謝水平特點

采用協方差分析控制與11種氨基酸代謝水平相關的影響因素，比較早產兒出生后采血不同日齡組間氨基酸水平差異，結果顯示除Orn外其他氨基酸代謝水平差異均有統計學意義（P＜0.05），其中Cit、Met、Arg水平隨日齡增加逐漸升高（P＜0.05），而Phe、Tyr、Ala、Pro水平隨日齡增加而降低（P＜0.05）。不同日齡組間兩兩比較，發現8～14 d組與3～7 d組比較除Val、Orn外差異均有統計學意義，15～28 d組與3～7 d組比較除Leu、Orn外均有統計學差異，8～14 d組與15～28 d組比較除Orn、Gly外 差 異 均 有 統 計 學 意 義（P＜0.05）。見表5。

表5 不同采血日齡組早產兒全血氨基酸代謝水平 （±s，μmol/L）

表5 不同采血日齡組早產兒全血氨基酸代謝水平 （±s，μmol/L）

注：［Cit］瓜氨酸；［Phe］苯丙氨酸；［Met］蛋氨酸；［Tyr］酪氨酸；［Ala］丙氨酸；［Val］纈氨酸；［Leu］亮氨酸；［Arg］精氨酸；［Orn］鳥氨酸；［Gly］甘氨酸；［Pro］脯氨酸。a示與3～7 d組比較，P＜0.05；b示與8～14 d組比較，P＜0.05。

P值氨基酸3～7 d組(n=1 664)8～14 d組(n=314)15～28 d組(n=168)F值＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001＜0.001 0.126＜0.001＜0.001 Cit Phe Met Tyr Ala Val Leu Arg Orn Gly Pro 13.030±0.088 65.114±0.377 23.155±0.184 115.249±1.188 253.924±1.860 136.068±0.925 170.619±1.231 9.816±0.275 123.584±1.288 513.023±3.712 176.817±1.084 14.152±0.202a 61.613±0.869a 25.256±0424a 99.564±2.734a 241.216±4.281a 138.290±2.128 189.782±2.833a 13.714±0.633a 125.204±2.966 398.039±8.546a 170.289±2.495a 15.562±0.276a,b 57.485±1.187a,b 27.370±0.579a,b 79.779±3.737a,b 225.529±5.852a,b 125.057±2.910a,b 174.939±3.873b 17.394±0.865a,b 132.180±4.055 389.837±11.684a 157.384±3.410a,b 46.374 23.188 31.788 49.734 13.070 7.550 19.293 45.791 2.075 113.320 16.290

3 討論

氨基酸是胎兒及新生兒主要的營養物質，氨基酸紊亂容易導致胎兒死亡及宮內生長受限等問題［7］。氨基酸缺乏會引起人體生長遲緩、生理機能減退和對疾病抵抗力降低；相反，如果體內某些氨基酸的濃度太高，又會導致一些疾病的發生，這類疾病統稱為氨基酸代謝病［8］。氨基酸在蛋白質合成、免疫應答、神經內分泌調節及器官功能成熟等生命活動的各個方面具有重要作用，與早產兒的生長發育和疾病發生密切相關［9］。開展早產兒氨基酸代謝研究十分必要。本研究利用串聯質譜技術對早產兒氨基酸代謝產物進行檢測，分析在不同胎齡、出生體重和采血日齡條件下其代謝特點。

早產兒胎齡對氨基酸指標影響較大。由于早產兒體內相關代謝指標成熟度的差異，血液代謝物水平也有較大差異，檢測結果偏高或偏低。以胎齡分組控制了相關混雜因素后研究發現，11種氨基酸中早產兒各胎齡組與正常對照組比較均有差異，早產兒體內存在多種氨基酸代謝異常，其中Phe、Arg在極早產、中期早產、晚期早產組中水平高于正常對照組，而Ala、Val、Orn、Gly、Pro水平則降低，與周婧瑤等［8］、劉丹陽等［10］相關研究報道基本一致，且從極早產到足月發現Arg隨胎齡增加而遞減，Ala隨胎齡增加而遞增。Arg水平偏高可能與早產兒體內有應激性調節有關［11］，而低胎齡可能引起Phe羥化酶活性輕度延遲，從而造成一過性的Phe升高［12］，Ala、Val、Orn、Gly、Pro水平低于正常對照組，可能是早產兒的胎盤氨基酸轉運功能受損或氨基酸合成能力不足及低效率的營養吸收導致［13-14］。考慮到晚期早產與足月胎齡的接近性，我們還對比了晚期早產兒與足月兒氨基酸水平，結果發現除Cit、Met外其余9種氨基酸水平均有差異，因此可推測出早產兒在過渡到足月兒相同的營養階段時，Cit和Met已接近足月兒水平。此外，在極早產、中期早產和晚期早產組中Met、Arg、Orn水平隨著胎齡增加而降低，而Tyr、Ala水平隨著胎齡增加而升高，Phe、Val、Leu隨胎齡增加呈先升高后降低的趨勢，Gly、Pro隨胎齡增加先降低后升高的趨勢。由此證明早產兒體內氨基酸水平在不同胎齡期存在著發育不平衡狀態。

不同出生體重早產兒氨基酸代謝水平不同。本研究控制了相關影響因素后早產兒不同出生體重組與正常對照組比較，11種氨基酸均有差異，其中Ala、Val、Pro水平隨出生體重增加而增加，但仍較正常對照組低，部分指標與陳玉霞等［15］文獻報道的相比于足月兒，非足月兒的Val、Pro水平明顯降低一致。正常出生體重組與正常對照組比較，發現Cit、Arg、Gly水平差異無統計學意義，氨基酸基本達到足月兒水平，由此推測不同胎齡早產兒出生體重越大越接近正常時Cit、Arg、Gly水平。此外，在不同出生體重早產兒分組中，發現Cit、Met、Arg水平隨著出生體重增加而降低，而Tyr、Val、Ala、Gly、Pro水平隨著出生體重增加而升高。

不同采血日齡組早產兒氨基酸代謝水平不同。本研究比較早產兒出生后不同采血日齡組間差異，除Orn外其余氨基酸水平差異均有統計學意義，其中Cit、Met、Arg水平隨日齡增加逐漸升高，而Phe、Tyr、Ala、Pro水平隨日齡增加而降低，說明隨著日齡增加早產兒食量逐漸增加，Cit、Met、Arg等部分氨基酸的攝入和吸收增加，Ala對肝臟有很強的修復功能使得肝臟發育逐漸成熟，肝臟中酶代謝活性增強導致Phe降低，Tyr、Pro促進了早產兒的消化、吸收和代謝功能逐漸成熟。該結論除Met、Pro不同外，其余與董麗萍等［11］研究基本相符，考慮與早產兒營養期間可能充分攝入或吸收了Met，而Pro攝入或吸收不足有關。不同日齡組兩兩比較發現，8～14 d組與3～7 d組比較除Val、Orn外均有差異，15～28 d組與3～7 d組比較除Leu、Orn外均有差異，8～14 d組與15～28 d組比較除Orn、Gly外均有差異，可見營養階段的過渡與日齡增長密不可分，在早產兒機體發育不平衡且營養不足情況下，根據具體情況推遲超過7 d采血，同時以日齡結合營養階段分析氨基酸譜的變化更有利于臨床實踐中的營養干預。

串聯質譜技術通過檢測早產兒干血斑中的氨基酸含量變化而判斷是否可能患有某種或多種IMD。早產兒（胎齡＜37周）、低體重兒（出生體重＜2 500 g），由于其自身、出生前后環境及護理治療的復雜性，對IMD篩查結果可產生影響，導致漏篩及篩查結果假陽性率或假陰性率升高［16］。氨基酸在早產兒體內的代謝異常復雜，本研究發現不同胎齡、出生體重及采血日齡均會影響早產兒氨基酸代謝，不同條件下氨基酸在早產兒體內的分布不同，綜合以上因素提示早產兒Arg水平隨著胎齡、出生體重增加而降低，隨日齡增加而升高，而Tyr、Ala水平隨著胎齡、出生體重增加而升高，隨日齡增加而降低，因此了解早產兒氨基酸代謝變化特點為實驗室選取適合的陽性截斷值并結合胎齡、出生體重及采血日齡進行判讀和為臨床正確診斷提供科學基礎，也為改善早產兒營養代謝狀況提供了科學依據。本研究中發現相對于足月兒，低胎齡低體重早產兒Ala、Val、Gly、Pro水平較低，提示臨床優化方案進行營養支持，此外當早產兒血中個別氨基酸水平明顯改變時需引起臨床醫師注意，在靜脈營養管理中更應注意各種氨基酸攝入的平衡。

利益沖突聲明：所有作者均聲明不存在利益沖突。