尿黑酸二氧化酶（尿黑酸尿） 延胡索酰乙酰乙酸
延胡索酰乙酰乙酸水解酶（Type I）
延胡索酸
乙酰乙酸
枫糖尿病（MSUD）
• 支链-酮酸脱氢酶复合体缺陷导致亮氨酸、异亮氨酸、缬氨 酸3种支链氨基酸代谢障碍
• 大量支链氨基酸及其酮酸在体内蓄积，对脑的毒性损害 • 支链氨基酸及其酮酸从尿中排出增多，枫糖浆异味 • 严重型患儿生后3-5天发病，代谢性脑病、酮症酸中毒，发
Phe Phe/Tyr
Leu Val
高氨血症
Glu,Cit
酪氨酸血症-I型 Tyr, Met
瓜氨酸血症II型 Cit,Tyr, Arg
(NICCD)
同型胱氨酸尿症 Met
苯乙酸 苯乳酸、苯丙酮酸
2-酮-异戊酸 2-酮-异己酸 2-羟基异戊酸 乳清酸、尿嘧啶 琥珀酸丙酮 4-羟基苯丙酮酸 4-羟基苯乳酸
昏迷、抽搐，不明原因的心肌病、肝脾肿大等 • 常规生化检测缺乏特异标志物
低血糖，代谢性酸中毒，高血氨，高乳酸，肌酶增高、酮尿等 • 头颅CT或MRI缺乏特异表现：脑白质异常，脑萎缩等 • 遗传代谢病少见？认识不足、技术有限、诊治困难、死亡率高
• 如今一些疑难杂症得以诊治
思路开阔、技术先进、治疗开拓、死亡率低
• 干滤纸血片：串联质谱(MS/MS)分析(IEM筛查诊断)，17OHP • 尿液或尿片：气相色谱质谱(GC/MS)分析，尿酮体等 • 影象学检查：头颅CT、MRI，肝肾B超、骨骼X线片 • 家系DNA标本：基因检测和酶活性测定，确诊 对于怀疑遗传代谢病濒临死亡的婴儿 ：
• 有条件留取皮肤，肝组织、尸体解剖以备酶学诊断
• 更进一步确诊依靠酶学及基因突变分析
串联质谱诊断的几种遗传代谢病
• 高苯丙氨酸血症及酪氨酸血症 • 枫糖尿病 • Citrin缺乏导致的新生儿肝内胆汁淤积症 • 甲基丙二酸血症及丙酸血症 • 多种辅酶A羧化酶缺乏症 • 原发性肉碱缺乏症
高苯丙氨酸血症（HPA）
HPA定义：血Phe>120 mol/L及Phe/Tyr>2.0 新生儿初筛血Phe>120 mol/L，召回复查 复查采用MS/MS分析 • Phe、Phe/Tyr均增高确诊HPA， 降低假阳性 • 排除导致继发性Phe增高疾病： 酪氨酸血症II型：血Tyr、Phe增高，Phe/Tyr降低 新生儿Citrin缺乏症：Cit、Tyr、Met、Phe、Arg可增高，
疾病
GA-I IVA
BKT MCC HMG
有机酸血症检测的相应参数
串联质谱检测 异常参数
C5DC C5 C5/C2
C5-OH C5:1
C5-OH C5-OH
气相质谱检测 异常参数
戊二酸 异戊酰甘氨酸
酮体
3-甲基巴豆酰甘氨酸 3-羟-3-甲基戊二酸
GA：戊二酸血症；IVA：异戊酸血症；BKT：B-酮硫解酶缺乏
C14:2 3-羟基十八碳 烯酰肉碱
C14-OH 3-羟基十八碳 酰肉碱
C16:1-OH C16-OH C18 C18:1
C18:1-OH C18-OH
串联质谱技术筛查的疾病
氨基酸病
有机酸血症
脂肪酸氧化缺陷
苯丙酮尿症 枫糖尿病 同型胱氨酸尿症 酪氨酸血症Ｉ型 酪氨酸血症Ⅱ型 组氨酸血症 瓜氨症。。。
C5 辛二烯酰肉碱
C8:2
名称
葵酰肉碱 葵烯酰肉碱
缩写
C10
名称
棕榈酰肉碱
缩写
C16
C10:1 棕榈烯酰肉碱
C16:1
葵二烯酰肉碱
月桂酰肉碱
肉豆蔻酰肉碱 肉豆蔻烯酰肉碱
肉豆蔻二烯酰肉 碱 3-羟基肉豆蔻酰 肉碱
C10:2 C12 C14
3-羟基棕榈烯 酰肉碱
3-羟基棕榈酰 肉碱
十八碳酰肉碱
C14:1 十八碳烯酰肉 碱
脂肪酸氧化代谢病检测的相应参数
疾病
串联质谱检测
异常参数
气相质谱检测
异常参数
MCAD
C8
二羧酸尿
VLCAD
C14:1 C14
二羧酸尿
SCAD
C4
乙基丙二酸
MADD 多种酰基肉碱增高
戊二酸，二羧酸尿
CTD
C0
CPT-II
C16
棕榈酸增高
C18:1 MCAD：中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏；MADD：戊二酸血症II型
串联质谱技术在遗传性代谢病 诊断中应用
上海交通大学医学院附属新华医院 上海市儿科医学研究所 叶军
主要内容
• 遗传代谢病的特点及筛查指征 • 遗传代谢病诊断新技术--串联质谱（MS/MS） • 串联质谱检测指标及相关疾病 • 几种遗传代谢病的诊治
遗传代谢病的特点
• 多是罕见病，多为单基因遗传病，发病率低 • 病种繁多，500多种最重要：相对发病率高和可治性 • 新生儿发病者往往病情严重 • 临床表现缺乏特异性：喂养困难，发育落后、肌张力改变、嗜睡、
展快，死亡率高 • 血氨基酸分析：亮氨酸、异亮氨酸（MS/MS）、别异亮氨酸
（诊断金指标）、缬氨酸异常增高 • 尿GC/MS分析：支链酮、羟酸增多 • 治疗：无支链氨基酸（亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸）特殊奶
粉，葡萄糖及脂肪乳剂供能，大剂量维生素B1 300mg/d
Citrin缺乏导致的新生儿肝内胆汁淤积（NICCD）
天可以检测500～600个样品 • 准确性提高，显著降低假阳性率和假阴性率 • 采用血滤纸片，易于采集及递送，节省时间和成本
名称 丙氨酸 精氨酸 瓜氨酸 甘氨酸 亮氨酸 甲硫氨酸
氨基酸检测指标
缩写 Ala Arg Cit Gly Leu Met
名称 鸟氨酸Байду номын сангаас苯丙氨酸 酪氨酸 缬氨酸 脯氨酸
缩写 Orn Phe Tyr Val Pro
串联质谱（MSMS）技术
• 串联质谱（MSMS）新技术扩大筛查疾病谱 • 干血滤纸片一滴血检测氨基酸谱和酰基肉碱谱，进行40
余种遗传代谢病的筛查 • 2002年新华医院在国内建立串联质谱技术平台及协作网 • 传统疾病诊断方法：
一滴血片，一种试剂，一次试验，一项参数，一种疾病 • 串联质谱遗传代谢病筛查
(Thr)(继发肝损），Arg增高,半乳糖血症 尿GC/MS分析：大量4-羟基苯丙酮酸、 4-羟基苯乳酸等排出，半
乳糖增多，易误诊为半乳糖血症 无乳糖奶粉及富含中链脂肪酸（MCT）奶粉:霭儿舒或纽泰特 90%患儿疾病呈暂时性，10%过渡至成年瓜氨酸血症II型
2
酰基肉碱检测指标
名称
游离肉碱 乙酰肉碱
丙酰肉碱
缩写 名称
缩写
C0 异戊烯酰肉碱
C5:1
C2 3-羟基异戊酰 肉碱
C3 戊二酰肉碱
C5-OH C5DC
丙二酰肉碱
C3DC 己酰肉碱
C6
丁酰肉碱
C4 己烯酰肉碱
3-羟基丁酰肉碱 C4-OH 辛酰肉碱
C6:1 C8
丁二酰肉碱
C4DC 辛烯酰肉碱
C8:1
异戊酰肉碱
• 成年期发病的瓜氨酸血症II型的新生儿期表现 • Citrin缺乏症（SLC25A13基因缺陷） • 圆脸、黄疸延迟、阻塞性黄疸、肝内胆汁淤积，肝大、大便浅淡，
易误诊为婴儿肝炎综合征等 • 高胆红素血症（直接胆红素增高为主）、肝功能异常、凝血时间
延长、低血糖、不伴或轻度高血氨，AFP增高 血MS/MS分析：瓜氨酸(Cit)增高，伴Met、Phe、Tyr、苏氨酸
串联质谱是否能进行遗传代谢病确诊？
• 串联质谱仪能检测10种氨基酸及30余种酰基肉碱，筛查40 余种遗传代谢病，是筛查方法
• 对有机酸代谢病及部分脂肪酸、氨基酸代谢病的生化确诊 需做尿液或尿滤纸片（5x5cm）气相色谱质谱（GC-MS）
• 对部分氨基酸代谢病：如枫糖尿病、精氨酸琥珀酸血症等 需要氨基酸分析仪或HPLC分析辅助诊断
有机酸代谢病
7
52
23.9
脂肪酸代谢病
4
43
19.7
总计
19
218
100.0
• 前五位疾病：HPA 44%，甲基丙二酸血症 10.6%，原发性肉碱缺乏
症8.7%， 3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症（MCCD）7.8%，短链
酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（SCAD）6.9%
临床高危患者串联质谱检测结果
临床疑似患者18048例，诊断1142例，阳性率6.3%
有机酸血症检测的相应参数
疾病 MMA PA
串联质谱检测
异常参数
C3 C3/C0
C3/C2
C3 C3/C0 C3/C2
气相质谱检测
异常参数
甲基丙二酸 3-羟基丙酸
甲基枸橼酸
3-羟基丙酸 甲基枸橼酸
MCD
C5-OH C3
甲基巴豆酰甘氨酸 甲基枸橼酸
MMA：甲基丙二酸血症；PA：丙酸血症；MCD：多种辅酶A羧化酶缺乏
3
串联质谱遗传代谢病的新生儿筛查
2003年开展了串联质谱技术用于新生儿筛查
一滴血同时检测多种氨基酸和酰基肉碱进行40余种遗传代谢 病的筛查，实现“一种实验检测多种疾病”
2003-2015.2 筛查759290名新生儿，总体患病率1/3483
分类
病种
例数
百分比
氨基酸代谢病
8
123
56.4
甲基丙二酸酸血症 戊二酸血症Ｉ型 戊二酸血症Ⅱ型 异戊酸血症。。。
中链酰基辅酶Ａ脱氢酶缺乏 长链酰基辅酶Ａ脱氢酶缺乏 极长链酰基辅酶Ａ脱氢酶缺乏 肉碱棕榈碱转运酶缺乏 肉碱／酰基肉碱转位酶缺乏 肉碱转运体缺乏。。。
氨基酸代谢病检测的相应参数
疾病
串联质谱检测
异常参数
气相质谱检测
异常参数
HPA 枫糖尿病
遗传代谢病的危害