遗传代谢病与串联质谱
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假设二：出现疑似症状后采 取串联质谱检测排查
案例二：戊二酸血症一型
GA 1 筛查
GA 1 筛查
她及时做了CH的筛查而他没有
GA 1 无筛查
戊二酸血症的筛查者与漏筛者
Thank you
遗传代谢病与串联质谱
主讲人：谭正兰
贝贝的故事……
一、2006年圣诞节 湖北宜昌 贝贝出生，6斤四两，漂亮活泼
二、贝贝的食谱很丰富，6个月后开始 稀饭、面条、鸡蛋羹、鸽子汤、大骨汤
三、2007年10月，贝贝突然呕吐，吐了 一夜，医生诊断为急性胃炎，吊针，出院
四、2007年11月，贝贝再次严重呕吐，喷 射状，在当地医院昏迷六天，原因不明
遗传代谢病
常规实验室和影像学检查
常规实验室检查：缺乏特异性标志物 低血糖、酸中毒、高血氨、高乳酸、肌酸磷酸激酶增高 影像学检查：头颅CT和MRI缺乏特异性表现
遗传代谢病
检测方法
生化代谢物 检测
• 串联质谱检测技术 • 气象色谱/质谱检测技术 • 高效液相技术
酶活性检测
• 荧光分光光度计 • 普通分光光度计
症、四氢生物 原发性肉碱转 尿素循环障
蝶呤缺乏症、 运障碍、肉碱 碍：瓜氨酸 碳水化合物
枫糖尿病、同 酰基肉碱移位 血症、鸟氨 代谢异常： 有机酸代谢异
型半胱氨酸血 酶缺乏症、肉 酸氨甲酰转 半乳糖血症、 常：甲基丙二
症、高甲硫氨 碱棕榈酰转移 移酶缺乏症、 先天性乳糖 酸血症、丙酸
酸血症、白化 酶Ⅰ缺乏症、 精氨酸琥珀 酶缺乏症、 血症、异戊酸
分子检测 • PCR
• NGS
传统方法
一种实验方法检 测一种疾病
串联质谱
一种实验检测 多种疾病
Hale Waihona Puke Baidu
串联质谱技术如何应用于遗传代谢病的检测
串联质谱技术为什么能检测遗传代谢病？
1、对体内数十个代谢物质进行定性定量检测，分析机体代谢状 态及其变异。（检测A、B、C等物质） 2、进行氨基酸、有机酸、脂肪酸、游离肉碱和酰基肉碱代谢评 价，综合判断40余种遗传代谢病的发病情况。
串联质谱遗传代谢病检测流程
结果评价
各指标值
串联质谱遗传代谢病检测流程
新生儿（出生48h后） 或临床疑似者
采血，制作滤纸干血片 送实验室检测
40余种IMD阴阳性结果报告
串联质谱技术检测的参数
氨基酸（18项） 丙氨酸(Ala) 精氨酸(Arg) 天冬氨酸(Asp) 瓜氨酸(Cit) 谷氨酸(Glu)
一岁以后
蓄积期 常无异常
多数在此阶段发病
亦有发病
没有症状之前 的筛查性检测
新生儿
对临床疑似患者的诊断性检测 高危新生儿、婴幼儿、儿童少年等
不能错过的两个检测时期
贝贝的故事……（如果……）
一、2006年圣诞节 湖北宜昌
贝贝出生，6斤四两，漂亮活泼
二、贝贝的食谱很丰富，6个月后开始 稀饭、面条、鸡蛋羹、鸽子汤、大骨汤
通过计算的指标（43） Arg/Orn Cit/Arg Orn/Cit Met/Phe Leu/Phe ……
C3/C2 C3DC/C2 C4/C2 C4-OH/C2 C5/C2 ……
串联质谱技术检测的遗传代
谢病病种及对应指标
遗传代谢病病种 17种氨基酸代谢症： 高苯丙氨酸血症 酪氨酸血症 I、II、III型 枫糖尿病 瓜氨酸血症-I 瓜氨酸血症II型 ………… 14种有机酸血症： 甲基丙二酸血症 丙酸血症 异戊酸血症 ………… 14种脂肪酸氧化缺陷疾病： 肉碱转运障碍 肉碱棕榈酰转移酶缺乏症 I型 肉碱棕榈酰转移酶缺乏症II型
病、尿黑酸症、短链酰基辅酶A 酸尿症、精 遗传学果糖 血症、生物素
络氨酸血
脱氢酶缺乏 氨酸血
不耐受
酶缺乏症、丙
症……
症……
症……
症……
二酸血症……
遗传代谢病
临床表现
临床症状和体征：缺乏特异性 • 喂养困难，再发性呕吐 • 发育落后（智力、语言、运动和体格发育） • 不明原因的心肌病，肝脾肿大 • 肌张力减低或增高 • 嗜睡、昏迷、抽搐、多动症
对应的串联质谱检测参数
Phe，Phe/Tyr Tyr，Met Leu, Val Cit Cit,Met,Tyr,Ser,Thr …………
C3,C3/C2 C3,C3/C2 C5,C5/C2 …………
C0降低 C0 C16,C18,C14,C12
…………
…………
遗传代谢病的实验室检测时期
0～3个月
3～12个月
种类多，总数达千余种 新生儿患病率> 0.5% 临床表现复杂，可累及任何脏器且无特异性诊断 治疗不及时，常致残、致死
遗传代谢病
多属疑难杂症，诊断相对困难 早诊断，早治疗，效果较好
苯丙酮尿症（phenylketonuria, PKU）
遗传代谢病
分类
氨基酸代谢异
常：苯丙酮尿 脂肪氧化障碍：
三、2007年10月，贝贝突然呕吐，吐了 一夜，医生诊断为急性胃炎，吊针，出院
四、2007年11月，贝贝再次严重呕吐，喷 射状，与当地医院昏迷六天，原因不明
五、送至武汉同济医院，检查血液和尿液的 代谢物质，诊断为甲基丙二酸血症
六、经抢救，贝贝清醒了，但已经产生严重的
假设一：出生一周内贝贝接 受串联质谱筛查
五、送至武汉同济医院，检查血液和尿液的 代谢物质，诊断为甲基丙二酸血症
六、经抢救，贝贝清醒了，但已经产生严重的 脑损伤，不会说话不会走路，智力只相当于2个 月的婴儿
1、贝贝是一名遗传代谢病患者 2、贝贝的故事本来可以避免
source：CCTV10 走进科学 栏目
遗传代谢病 （inherited metabolic diseases, IMD）
甘氨酸(Gly)
亮氨酸(Leu) 甲硫氨酸(Met) 鸟氨酸(Orn) 苯丙氨酸(Phe) 酪氨酸(Tyr) ……
酰基肉碱（共45项） 游离肉碱(C0) 乙酰基肉碱(C2) 丙酰基肉碱(C3) 丙二酰基肉碱(C3DC) 丁酰基肉碱(C4)
丁二酰基肉碱(C4DC)
异戊酰基肉碱(C5) 3-羟基异戊酰基肉碱(C5-OH) 异戊烯酰基肉碱(C5:1) 戊二酰基肉碱(C5DC) 己酰基肉碱(C6) ……
案例二：戊二酸血症一型
GA 1 筛查
GA 1 筛查
她及时做了CH的筛查而他没有
GA 1 无筛查
戊二酸血症的筛查者与漏筛者
Thank you
遗传代谢病与串联质谱
主讲人：谭正兰
贝贝的故事……
一、2006年圣诞节 湖北宜昌 贝贝出生，6斤四两，漂亮活泼
二、贝贝的食谱很丰富，6个月后开始 稀饭、面条、鸡蛋羹、鸽子汤、大骨汤
三、2007年10月，贝贝突然呕吐，吐了 一夜，医生诊断为急性胃炎，吊针，出院
四、2007年11月，贝贝再次严重呕吐，喷 射状，在当地医院昏迷六天，原因不明
遗传代谢病
常规实验室和影像学检查
常规实验室检查：缺乏特异性标志物 低血糖、酸中毒、高血氨、高乳酸、肌酸磷酸激酶增高 影像学检查：头颅CT和MRI缺乏特异性表现
遗传代谢病
检测方法
生化代谢物 检测
• 串联质谱检测技术 • 气象色谱/质谱检测技术 • 高效液相技术
酶活性检测
• 荧光分光光度计 • 普通分光光度计
症、四氢生物 原发性肉碱转 尿素循环障
蝶呤缺乏症、 运障碍、肉碱 碍：瓜氨酸 碳水化合物
枫糖尿病、同 酰基肉碱移位 血症、鸟氨 代谢异常： 有机酸代谢异
型半胱氨酸血 酶缺乏症、肉 酸氨甲酰转 半乳糖血症、 常：甲基丙二
症、高甲硫氨 碱棕榈酰转移 移酶缺乏症、 先天性乳糖 酸血症、丙酸
酸血症、白化 酶Ⅰ缺乏症、 精氨酸琥珀 酶缺乏症、 血症、异戊酸
分子检测 • PCR
• NGS
传统方法
一种实验方法检 测一种疾病
串联质谱
一种实验检测 多种疾病
Hale Waihona Puke Baidu
串联质谱技术如何应用于遗传代谢病的检测
串联质谱技术为什么能检测遗传代谢病？
1、对体内数十个代谢物质进行定性定量检测，分析机体代谢状 态及其变异。（检测A、B、C等物质） 2、进行氨基酸、有机酸、脂肪酸、游离肉碱和酰基肉碱代谢评 价，综合判断40余种遗传代谢病的发病情况。
串联质谱遗传代谢病检测流程
结果评价
各指标值
串联质谱遗传代谢病检测流程
新生儿（出生48h后） 或临床疑似者
采血，制作滤纸干血片 送实验室检测
40余种IMD阴阳性结果报告
串联质谱技术检测的参数
氨基酸（18项） 丙氨酸(Ala) 精氨酸(Arg) 天冬氨酸(Asp) 瓜氨酸(Cit) 谷氨酸(Glu)
一岁以后
蓄积期 常无异常
多数在此阶段发病
亦有发病
没有症状之前 的筛查性检测
新生儿
对临床疑似患者的诊断性检测 高危新生儿、婴幼儿、儿童少年等
不能错过的两个检测时期
贝贝的故事……（如果……）
一、2006年圣诞节 湖北宜昌
贝贝出生，6斤四两，漂亮活泼
二、贝贝的食谱很丰富，6个月后开始 稀饭、面条、鸡蛋羹、鸽子汤、大骨汤
通过计算的指标（43） Arg/Orn Cit/Arg Orn/Cit Met/Phe Leu/Phe ……
C3/C2 C3DC/C2 C4/C2 C4-OH/C2 C5/C2 ……
串联质谱技术检测的遗传代
谢病病种及对应指标
遗传代谢病病种 17种氨基酸代谢症： 高苯丙氨酸血症 酪氨酸血症 I、II、III型 枫糖尿病 瓜氨酸血症-I 瓜氨酸血症II型 ………… 14种有机酸血症： 甲基丙二酸血症 丙酸血症 异戊酸血症 ………… 14种脂肪酸氧化缺陷疾病： 肉碱转运障碍 肉碱棕榈酰转移酶缺乏症 I型 肉碱棕榈酰转移酶缺乏症II型
病、尿黑酸症、短链酰基辅酶A 酸尿症、精 遗传学果糖 血症、生物素
络氨酸血
脱氢酶缺乏 氨酸血
不耐受
酶缺乏症、丙
症……
症……
症……
症……
二酸血症……
遗传代谢病
临床表现
临床症状和体征：缺乏特异性 • 喂养困难，再发性呕吐 • 发育落后（智力、语言、运动和体格发育） • 不明原因的心肌病，肝脾肿大 • 肌张力减低或增高 • 嗜睡、昏迷、抽搐、多动症
对应的串联质谱检测参数
Phe，Phe/Tyr Tyr，Met Leu, Val Cit Cit,Met,Tyr,Ser,Thr …………
C3,C3/C2 C3,C3/C2 C5,C5/C2 …………
C0降低 C0 C16,C18,C14,C12
…………
…………
遗传代谢病的实验室检测时期
0～3个月
3～12个月
种类多，总数达千余种 新生儿患病率> 0.5% 临床表现复杂，可累及任何脏器且无特异性诊断 治疗不及时，常致残、致死
遗传代谢病
多属疑难杂症，诊断相对困难 早诊断，早治疗，效果较好
苯丙酮尿症（phenylketonuria, PKU）
遗传代谢病
分类
氨基酸代谢异
常：苯丙酮尿 脂肪氧化障碍：
三、2007年10月，贝贝突然呕吐，吐了 一夜，医生诊断为急性胃炎，吊针，出院
四、2007年11月，贝贝再次严重呕吐，喷 射状，与当地医院昏迷六天，原因不明
五、送至武汉同济医院，检查血液和尿液的 代谢物质，诊断为甲基丙二酸血症
六、经抢救，贝贝清醒了，但已经产生严重的
假设一：出生一周内贝贝接 受串联质谱筛查
五、送至武汉同济医院，检查血液和尿液的 代谢物质，诊断为甲基丙二酸血症
六、经抢救，贝贝清醒了，但已经产生严重的 脑损伤，不会说话不会走路，智力只相当于2个 月的婴儿
1、贝贝是一名遗传代谢病患者 2、贝贝的故事本来可以避免
source：CCTV10 走进科学 栏目
遗传代谢病 （inherited metabolic diseases, IMD）
甘氨酸(Gly)
亮氨酸(Leu) 甲硫氨酸(Met) 鸟氨酸(Orn) 苯丙氨酸(Phe) 酪氨酸(Tyr) ……
酰基肉碱（共45项） 游离肉碱(C0) 乙酰基肉碱(C2) 丙酰基肉碱(C3) 丙二酰基肉碱(C3DC) 丁酰基肉碱(C4)
丁二酰基肉碱(C4DC)
异戊酰基肉碱(C5) 3-羟基异戊酰基肉碱(C5-OH) 异戊烯酰基肉碱(C5:1) 戊二酰基肉碱(C5DC) 己酰基肉碱(C6) ……