實驗室篩查與診斷新技術(shù)在遺傳代謝病中的應(yīng)用價值

尹文東，夏飛燕孫曉田

（臨沂市婦幼保健院新生兒篩查中心，山東 臨沂 276000）

遺傳代謝病又被稱為先天性代謝異常（inborn errors of metabolism，IEM），是一種機體存在代謝功能缺陷的復(fù)雜性遺傳病，主要涉及尿素循環(huán)、氨基酸、類固醇、有機酸及脂肪酸等多種物質(zhì)代謝障礙[1]。IEM在臨床中分布較廣泛且不具備特異性，其癥狀從胎兒到成年的任何年齡段均可出現(xiàn)，該類疾病的單一病種發(fā)病率較低，但總體發(fā)病率相對較高，嚴(yán)重影響人口素質(zhì)及生命質(zhì)量[2]。通過對高危患兒進行IEM篩查，有助于盡早確診疾病，從而為患兒在治療、遺傳咨詢等方面提供個性化指導(dǎo)[3]。當(dāng)前，酶聯(lián)免疫法、熒光法及氣相色譜-質(zhì)譜（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技術(shù)等在臨床中逐漸得到廣泛應(yīng)用，其中的GC-MS是新型的無創(chuàng)性檢測方法，可對尿中小分子代謝物進行微量分析，其檢測準(zhǔn)確率相對較高，但相關(guān)報道較少[4]。基于此，本研究通過對可疑遺傳代謝病患兒采用GC-MS的新技術(shù)檢測，旨在探討其診斷價值，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料選取2019年1月—12月于本院就診的568例可疑遺傳代謝病患兒為研究對象，其中男379例，女189例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①入選患兒均存在不同程度的黃疸、腹脹、腹瀉、惡心、嘔吐等癥狀；②均存在智力落后、肌張力異常及生長發(fā)育遲緩等；③患兒家長均對本研究知情并簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①確診為非遺傳代謝病患兒及健康者；②中途退出本研究者。本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核批準(zhǔn)。

1.2方法分別采取患兒10 ml的新鮮尿液置于無菌尿試管中送檢，采用GC-MS分析儀檢測，尿液標(biāo)本2 000 r/min離心10 min，取上清液檢測尿肌酐，依據(jù)尿肌酐檢測值取約0.2 mg肌酐的尿液進行檢測，加入20 μl尿素酶，置于37℃的恒溫箱中反應(yīng)30 min，去除尿素，加入計算所得的純水量與經(jīng)乙酸乙酯溶解的內(nèi)標(biāo)液，加入500 μl濃度為5%的鹽酸羥胺溶液及400 μl的氫氧化鈉溶液，混合均勻，在室溫靜置1 h，將其酮酸肟化。加入350 μl的鹽酸溶液去除過量氫氧化鈉，與6 ml乙酸乙酯混合后，離心5 min，將有機相吸取至另一試管，重復(fù)操作1次后將萃取后的有機相合并，去除殘留水分，離心后取其上清液，置于60℃的恒溫下采用氮氣吹干。加入硅烷化試劑后，置于80℃的環(huán)境中衍生30 min，待冷卻后取樣檢測。

1.3 觀察指標(biāo)分析所有患兒疾病檢出率及分布情況。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用GCMS solution（v2.72）數(shù)據(jù)采集軟件及Inborn error of metabolism screening（v4.0）遺傳代謝病篩查軟件進行數(shù)據(jù)處理，得到有機酸半定量結(jié)果。

2 結(jié)果

568 例患兒中確診遺傳代謝病患兒15例，占2.64%，其中苯丙酮尿癥10例，甲基丙二酸血癥、希特林蛋白缺乏癥及極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥各1例，短鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥2例，見表1。

表1 所有患兒疾病檢出及分布情況Table 1 Disease detection and distribution in all children

3 討論

遺傳代謝病主要是由機體中正常代謝途徑受阻而引發(fā)的一類疾病，主要以有機酸代謝異常、脂肪酸氧化代謝異常及氨基酸代謝異常為主[5]。機體內(nèi)的異常代謝物主要經(jīng)尿液排出，因此，通過檢測尿液中各種具有特征性異常代謝產(chǎn)物的種類及含量變化，能為代謝性疾病的診斷提供有效參考[6-7]。經(jīng)研究顯示，大部分遺傳代謝病均屬于單基因遺傳病，且主要以常染色體隱性遺傳或X-連鎖隱性遺傳為主[8]。在臨床治療期間，遺傳代謝病的臨床表現(xiàn)較廣泛，且以非特異性為主，其癥狀可發(fā)生于胎兒至成年的任何階段，雖然，其單一病種的發(fā)病率相對較低，但總體發(fā)病率較高，因此，該疾病的存在，嚴(yán)重降低了人口素質(zhì)和生命質(zhì)量。目前，對遺傳代謝病主要以藥物、手術(shù)、飲食及基因治療為主，以上方法均可有效改善患者的預(yù)后狀況。另外，通過對高危患兒進行遺傳代謝病篩查，有助于早期診斷疾病，進而可為患兒在遺傳咨詢、治療等提供個性化、科學(xué)性的參考方案，有效預(yù)防該病。

隨著臨床診斷醫(yī)學(xué)的進步與發(fā)展，GC-MS技術(shù)在臨床中逐漸得到廣泛應(yīng)用，該項技術(shù)檢測結(jié)果主要表現(xiàn)為一系列的色譜峰，其不同保留時間的色譜峰表示有機酸不同，且色譜峰的面積及峰高與有機酸濃度呈一定的線性關(guān)系[9]。借助質(zhì)譜圖可準(zhǔn)確顯示每個組分的碎片離子質(zhì)量數(shù)的分布情況，并與數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)譜圖對比分析，判定檢測結(jié)果[10]。GC-MS技術(shù)具有數(shù)據(jù)處理自動化、靈敏度與特異度較高，且能一次對多種異常代謝產(chǎn)物進行有效檢測等特點，能經(jīng)由人體尿液中分離出多種有機酸，并可用于判定多種代謝疾病，逐漸成為臨床中對遺傳代謝病檢測的常用方法[11-12]。本研究結(jié)果顯示，568例患兒中確診遺傳代謝病15例，占比2.64%，提示通過對疑似遺傳代謝病患者進行GC-MS技術(shù)檢測，能對其小部分氨基酸代謝障礙及多種有機酸代謝障礙疾病進行準(zhǔn)確判定并診斷，有助于實施針對性的治療方案。研究顯示，遺傳代謝病會嚴(yán)重影響新生兒的生長發(fā)育，對于苯丙酮尿癥新生兒而言，在其出生時并無特異度的臨床表現(xiàn)，但新生兒生長至3個月后則存在智力及生長發(fā)育明顯落后的情況，且隨著患兒年齡增加，其臨床癥狀也相對嚴(yán)重，部分患兒智商甚至降低至50以下，大部分患兒合并存在腦電圖異常情況[13-14]。經(jīng)過GC-MS則能早期確診患兒病情，防止其出現(xiàn)智力障礙情況[15]。因此，采用GC-MS對疑似遺傳代謝病患兒進行診斷，其診斷檢出率相對較高，應(yīng)用效果較好[16]。GC-MS技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用于臨床中，其檢測的病種也相對豐富，但其檢測過程也存在一定局限性，如對于操作人員的技術(shù)要求相對較高、儀器較為昂貴、不能對高苯丙氨酸血癥類型進行準(zhǔn)確判定等。相信隨著臨床檢測技術(shù)的發(fā)展及臨床診斷要求的提高，上述問題均能得到有效解決，GC-MS分析也將會在臨床中得到普遍應(yīng)用。

目前，在歐洲針對遺傳代謝病的篩查評改和診治方面的研究，均已逐步開展，也廣泛開展了針對尿液有機酸定量檢測室間質(zhì)評項目。有關(guān)研究通過選取15種特異性代謝產(chǎn)物的有機酸標(biāo)準(zhǔn)品，并將其加入到尿液基底中，以此制作成質(zhì)控樣本。參加質(zhì)評的實驗室人員對該質(zhì)控樣本進行定量檢測，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，各實驗室可有效評估檢測質(zhì)控樣本的準(zhǔn)確性、回收率、室內(nèi)精密度及線性方法等。在我國，國家衛(wèi)生健康委臨床檢驗中心，也正式啟動遺傳代謝病尿液中有機酸室間質(zhì)評項目，并選取8種有機酸進行檢測質(zhì)量控制。然而，在GC-MS可檢測的132種有機酸中，其不同有機酸的衍生反應(yīng)也存在一定差異。因此，需借助更加經(jīng)濟、科學(xué)且高效的角度驗證其方法的有效性，并需進一步開發(fā)和實踐。總之，GC-MS技術(shù)兼有色譜的高分離度和質(zhì)譜的高靈敏度，能對有機酸代謝異常和部分氨基酸代謝異常情況進行特異性診斷，是檢測遺傳代謝病的有效方法，且應(yīng)用價值相對較高。

綜上所述，采用GC-MS的新技術(shù)檢測疑似遺傳代謝病患兒，具有較好的應(yīng)用效果，疾病篩查率顯著提高，利于對遺傳代謝病的早期診斷及治療。