实验室筛查与诊断新技术在遗传代谢病中的应用价值

尹文东，夏飞燕孙晓田

（临沂市妇幼保健院新生儿筛查中心，山东 临沂 276000）

遗传代谢病又被称为先天性代谢异常（inborn errors of metabolism，IEM），是一种机体存在代谢功能缺陷的复杂性遗传病，主要涉及尿素循环、氨基酸、类固醇、有机酸及脂肪酸等多种物质代谢障碍[1]。IEM在临床中分布较广泛且不具备特异性，其症状从胎儿到成年的任何年龄段均可出现，该类疾病的单一病种发病率较低，但总体发病率相对较高，严重影响人口素质及生命质量[2]。通过对高危患儿进行IEM筛查，有助于尽早确诊疾病，从而为患儿在治疗、遗传咨询等方面提供个性化指导[3]。当前，酶联免疫法、荧光法及气相色谱-质谱（gas chromatography-mass spectrometry，GC-MS）技术等在临床中逐渐得到广泛应用，其中的GC-MS是新型的无创性检测方法，可对尿中小分子代谢物进行微量分析，其检测准确率相对较高，但相关报道较少[4]。基于此，本研究通过对可疑遗传代谢病患儿采用GC-MS的新技术检测，旨在探讨其诊断价值，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料选取2019年1月—12月于本院就诊的568例可疑遗传代谢病患儿为研究对象，其中男379例，女189例。纳入标准：①入选患儿均存在不同程度的黄疸、腹胀、腹泻、恶心、呕吐等症状；②均存在智力落后、肌张力异常及生长发育迟缓等；③患儿家长均对本研究知情并签署知情同意书。排除标准：①确诊为非遗传代谢病患儿及健康者；②中途退出本研究者。本研究经本院医学伦理委员会审核批准。

1.2方法分别采取患儿10 ml的新鲜尿液置于无菌尿试管中送检，采用GC-MS分析仪检测，尿液标本2 000 r/min离心10 min，取上清液检测尿肌酐，依据尿肌酐检测值取约0.2 mg肌酐的尿液进行检测，加入20 μl尿素酶，置于37℃的恒温箱中反应30 min，去除尿素，加入计算所得的纯水量与经乙酸乙酯溶解的内标液，加入500 μl浓度为5%的盐酸羟胺溶液及400 μl的氢氧化钠溶液，混合均匀，在室温静置1 h，将其酮酸肟化。加入350 μl的盐酸溶液去除过量氢氧化钠，与6 ml乙酸乙酯混合后，离心5 min，将有机相吸取至另一试管，重复操作1次后将萃取后的有机相合并，去除残留水分，离心后取其上清液，置于60℃的恒温下采用氮气吹干。加入硅烷化试剂后，置于80℃的环境中衍生30 min，待冷却后取样检测。

1.3 观察指标分析所有患儿疾病检出率及分布情况。

1.4 统计学方法采用GCMS solution（v2.72）数据采集软件及Inborn error of metabolism screening（v4.0）遗传代谢病筛查软件进行数据处理，得到有机酸半定量结果。

2 结果

568 例患儿中确诊遗传代谢病患儿15例，占2.64%，其中苯丙酮尿症10例，甲基丙二酸血症、希特林蛋白缺乏症及极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症各1例，短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症2例，见表1。

表1 所有患儿疾病检出及分布情况Table 1 Disease detection and distribution in all children

3 讨论

遗传代谢病主要是由机体中正常代谢途径受阻而引发的一类疾病，主要以有机酸代谢异常、脂肪酸氧化代谢异常及氨基酸代谢异常为主[5]。机体内的异常代谢物主要经尿液排出，因此，通过检测尿液中各种具有特征性异常代谢产物的种类及含量变化，能为代谢性疾病的诊断提供有效参考[6-7]。经研究显示，大部分遗传代谢病均属于单基因遗传病，且主要以常染色体隐性遗传或X-连锁隐性遗传为主[8]。在临床治疗期间，遗传代谢病的临床表现较广泛，且以非特异性为主，其症状可发生于胎儿至成年的任何阶段，虽然，其单一病种的发病率相对较低，但总体发病率较高，因此，该疾病的存在，严重降低了人口素质和生命质量。目前，对遗传代谢病主要以药物、手术、饮食及基因治疗为主，以上方法均可有效改善患者的预后状况。另外，通过对高危患儿进行遗传代谢病筛查，有助于早期诊断疾病，进而可为患儿在遗传咨询、治疗等提供个性化、科学性的参考方案，有效预防该病。

随着临床诊断医学的进步与发展，GC-MS技术在临床中逐渐得到广泛应用，该项技术检测结果主要表现为一系列的色谱峰，其不同保留时间的色谱峰表示有机酸不同，且色谱峰的面积及峰高与有机酸浓度呈一定的线性关系[9]。借助质谱图可准确显示每个组分的碎片离子质量数的分布情况，并与数据库中的标准物质谱图对比分析，判定检测结果[10]。GC-MS技术具有数据处理自动化、灵敏度与特异度较高，且能一次对多种异常代谢产物进行有效检测等特点，能经由人体尿液中分离出多种有机酸，并可用于判定多种代谢疾病，逐渐成为临床中对遗传代谢病检测的常用方法[11-12]。本研究结果显示，568例患儿中确诊遗传代谢病15例，占比2.64%，提示通过对疑似遗传代谢病患者进行GC-MS技术检测，能对其小部分氨基酸代谢障碍及多种有机酸代谢障碍疾病进行准确判定并诊断，有助于实施针对性的治疗方案。研究显示，遗传代谢病会严重影响新生儿的生长发育，对于苯丙酮尿症新生儿而言，在其出生时并无特异度的临床表现，但新生儿生长至3个月后则存在智力及生长发育明显落后的情况，且随着患儿年龄增加，其临床症状也相对严重，部分患儿智商甚至降低至50以下，大部分患儿合并存在脑电图异常情况[13-14]。经过GC-MS则能早期确诊患儿病情，防止其出现智力障碍情况[15]。因此，采用GC-MS对疑似遗传代谢病患儿进行诊断，其诊断检出率相对较高，应用效果较好[16]。GC-MS技术逐渐广泛应用于临床中，其检测的病种也相对丰富，但其检测过程也存在一定局限性，如对于操作人员的技术要求相对较高、仪器较为昂贵、不能对高苯丙氨酸血症类型进行准确判定等。相信随着临床检测技术的发展及临床诊断要求的提高，上述问题均能得到有效解决，GC-MS分析也将会在临床中得到普遍应用。

目前，在欧洲针对遗传代谢病的筛查评改和诊治方面的研究，均已逐步开展，也广泛开展了针对尿液有机酸定量检测室间质评项目。有关研究通过选取15种特异性代谢产物的有机酸标准品，并将其加入到尿液基底中，以此制作成质控样本。参加质评的实验室人员对该质控样本进行定量检测，经分析发现，各实验室可有效评估检测质控样本的准确性、回收率、室内精密度及线性方法等。在我国，国家卫生健康委临床检验中心，也正式启动遗传代谢病尿液中有机酸室间质评项目，并选取8种有机酸进行检测质量控制。然而，在GC-MS可检测的132种有机酸中，其不同有机酸的衍生反应也存在一定差异。因此，需借助更加经济、科学且高效的角度验证其方法的有效性，并需进一步开发和实践。总之，GC-MS技术兼有色谱的高分离度和质谱的高灵敏度，能对有机酸代谢异常和部分氨基酸代谢异常情况进行特异性诊断，是检测遗传代谢病的有效方法，且应用价值相对较高。

综上所述，采用GC-MS的新技术检测疑似遗传代谢病患儿，具有较好的应用效果，疾病筛查率显著提高，利于对遗传代谢病的早期诊断及治疗。