串联质谱-气相色谱质谱结果解读参考幻灯片
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? 糖代谢病：糖原累积病、 G6PD缺乏症、半乳糖血症等 ? 溶酶体贮积症：粘多糖病、戈谢病、尼曼皮克病等 ? 其他：先天性肾上腺皮质增生症、肝豆状核变性等
5
串联质谱技术
（tandem mass spectrometry，MS/MS）
? 质谱仪：通过检测物质的质量与电荷比（m/z），对物质 进行定性和定量的分析仪器
? 氨基酸代谢病：苯丙酮尿症、枫糖尿病、酪氨酸血症、同型胱氨酸尿 症、非酮性高甘氨酸血症
? 尿素循环障碍：鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症、瓜氨酸血症、精氨酸琥 珀酸血症、精氨酸血症
? 有机酸代谢病：甲基丙二酸血症、丙酸血症、异戊酸血症、戊二酸血 症、多种羧化酶缺乏症等
? 脂肪酸代谢（ β氧化）病：短链、中链、极长链酰基辅酶 A脱氢酶缺 乏症，原发性肉碱缺乏症等
血串联质谱及尿气相色谱质谱 检测结果解读
1
主要内容
?遗传代谢病简介 ?串联质谱技术简介 ?血串联质谱检测结果解读 ?气相质谱技术简介 ?尿气相质谱检测结果解读
2
遗传代谢病简介
?基因突变导致维持机体正常代谢所必需的某些酶 、受体或载体等缺乏发生的疾病
?多为单基因遗传病 ?大部分属于常染色体隐形遗传病，部分属于伴性
18
丙氨酸及甘氨酸增高
? 丙氨酸：线粒体疾病：肝大，乳酸增高，低血糖 ? 甘氨酸：非酮性高甘氨酸血症， 丙酸血症， MMA
19
血氨基酸检测结果降低
□瓜氨酸降低
?鸟氨酸氨基甲酰转氨酶缺乏症（尿乳清酸及尿嘧啶增 高）
?氨甲酰磷酸合成酶缺乏症
□蛋氨酸降低
?甲基丙二酸血症（cbl C型多见） ?同型半胱氨酸血症
□多种氨基酸降低：继发于营养不良
20
甲基丙二酸血症发病机制
甲基丙二酰CoA 变位酶
甲基丙二酰辅酶A
X
腺苷钴胺素
琥珀酰辅酶A
cblB
钴胺素腺苷转移酶
CbI Ⅰ
cblA ，cblH 钴胺素还原酶
线粒体
溶酶体
cblC,cbID
CbI Ⅰ
CbI Ⅲ
蛋氨酸合成酶， cbIE
甲基钴胺素
同型半胱氨酸
X
蛋氨酸
蛋氨酸合成酶，cbIG
15
精氨酸增高 （Arg、Ayg/Orn、Arg/Phe）
? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 精氨酸血症 ? 溶血
16
亮氨酸/异亮氨酸、缬氨酸增高 （Leu、Leu/Phe）
? 枫糖尿病 ? 继发于早产儿
17
枫糖尿病
? 发病机制
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKD）复合体
亮氨酸
2-酮异已酸
X 异戊酰-CoA
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKB）复合体
异亮氨酸
2-酮-3-甲基戊酸 X 2-甲酰丁酰-CoA
缬氨酸
2-酮异戊酸
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKB）复合体
X 异丁酰-CoA
? E1：decarboxylase（羟色氨酸脱羧酶），E2：acyl transferase；
? E3：flavoprotein lipoamide dehydrogenase（黄素蛋白2-氧（代）异戊 酸脱氢酶）
遗传 ?遗传代谢病病种繁多，目前已发现近 3000余，单
病发病率低，但总体发病率可达活产婴儿的 1/500
3
遗传代谢病发病机制
正常 代谢 途径
异 常 代 谢 途 径
代谢物（A）
酶
X
辅酶（C）
代谢物（B）
代谢物（A1） 代谢物（C1） 代谢物（B1）
代谢物（A2） 代谢物（C2） 代谢物（B2）
4
遗传代谢病的分类
100ul 乙腈：水（80:20）
上机进样（每次20ul ）检测 （2min 检测1个样品）
7
串联质谱检测结果
?检测60余种氨基酸和酰基肉碱 ?可设置40余个氨基酸或酰基肉碱之间的比
值 ?筛查或检测45种疾病 ?国际：1991年（美国） ?国内：2002年（新华医院，儿研所）
8
血氨基酸检测结果
?血氨基酸增高： ?不同氨基酸增高，可代表一种疾 病或几种疾病 ? 一种疾病可有多种氨基酸增高
12
发病机制
II型 酪氨酸氨基 转移酶
酪氨酸 x
酪氨酸血症
4-羟苯乳酸
4-羟-苯丙酮酸
III型
4-羟-苯丙酮酸 过氧化物酶
x
4-羟苯乙酸
尿黑酸尿症
尿黑酸
X
尿黑酸氧化 马来酰乙酰乙酸
酶
琥珀酸乙
I型
延胡索酸乙 酰乙酸水解
延胡索酸乙酰乙酸
x
酶
酰乙酸 琥珀酰丙酮
乙酰乙酸
延胡索酸
13
蛋氨酸增高 （Met、Met/Phe）
苯丙氨酸（Phe）
X
酪氨酸（Tyr ）
四氢生物蝶呤（BH4）
苯丙酮酸
多巴
苯乙酸
苯乳酸
□患病率：1:10,000
黑色素
多巴胺
肾上wk.baidu.com素
11
酪氨酸增高 （Tyr、Tyr/Phe）
? 酪氨酸血症I，II，III型 ? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 甲基丙二酸血症（同时C3、C3/C2增高） ? 继发于肝功能损伤 ? 新生儿暂时性酪氨酸血症（筛查发现）
21
血游离肉碱及酰基肉碱 检测结果解读
22
游离肉碱及酰基肉碱的生理功能
? 促进脂肪氧化代谢： 与酰基辅酶 A结合成酰基肉 碱，协助中长链脂肪酸进入线粒体内进行 β氧化， 为细胞提供能量，尤其是在饥饿、应激时
? 与其他酰基辅酶 A结合成酰基肉碱，协助有机酸 代谢
? 促进丙氨酸代谢，减少乳酸在肌肉中的堆积 ? 维持体液中酰基 COA的水平，以利于各种代谢 ? 与体内过多酰基 CoA结合成酰基肉碱，进入肝肾
? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit增高） ? 同型半胱氨酸血症（血同型半胱氨酸增高） ? 高蛋氨酸血症 ? 酪氨酸血症（同时Tyr增高） ? 继发于肝功能损伤
14
瓜氨酸增高 （Cit、Cit/Arg、Cit/Phe）
? 希特林蛋白缺乏症（同时Met、Tyr增高） ? 瓜氨酸血症-I型（血氨显著增高） ? 精氨琥珀酸尿症
?血氨基酸降低：
多继发于营养不良（蛋氨酸及瓜氨酸除外）
9
苯丙氨酸增高 （Phe、Phe/Tyr）
? 高苯丙氨酸血症（单纯Phe增高） ? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 酪氨酸血症（同时Tyr增高） ? 静滴氨基酸（伴多种氨基酸增高）
10
高苯丙氨酸血症（HPA）
□发病机制：
苯丙氨酸羟化酶
? 串联质谱仪：有两个质谱串联而成的二级质谱
6
串联质谱遗传代谢病检测 样品处理方法-衍生法
3mm(3.2ul 全血)血滤纸片（96孔过滤板） 100ul 甲醇（含内标），轻摇20min( 萃取)
离心至另一96孔聚丙烯板 55℃吹干
60ul 盐酸正丁醇，65℃,15min （衍生，丁酯化） 55℃吹干
5
串联质谱技术
（tandem mass spectrometry，MS/MS）
? 质谱仪：通过检测物质的质量与电荷比（m/z），对物质 进行定性和定量的分析仪器
? 氨基酸代谢病：苯丙酮尿症、枫糖尿病、酪氨酸血症、同型胱氨酸尿 症、非酮性高甘氨酸血症
? 尿素循环障碍：鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症、瓜氨酸血症、精氨酸琥 珀酸血症、精氨酸血症
? 有机酸代谢病：甲基丙二酸血症、丙酸血症、异戊酸血症、戊二酸血 症、多种羧化酶缺乏症等
? 脂肪酸代谢（ β氧化）病：短链、中链、极长链酰基辅酶 A脱氢酶缺 乏症，原发性肉碱缺乏症等
血串联质谱及尿气相色谱质谱 检测结果解读
1
主要内容
?遗传代谢病简介 ?串联质谱技术简介 ?血串联质谱检测结果解读 ?气相质谱技术简介 ?尿气相质谱检测结果解读
2
遗传代谢病简介
?基因突变导致维持机体正常代谢所必需的某些酶 、受体或载体等缺乏发生的疾病
?多为单基因遗传病 ?大部分属于常染色体隐形遗传病，部分属于伴性
18
丙氨酸及甘氨酸增高
? 丙氨酸：线粒体疾病：肝大，乳酸增高，低血糖 ? 甘氨酸：非酮性高甘氨酸血症， 丙酸血症， MMA
19
血氨基酸检测结果降低
□瓜氨酸降低
?鸟氨酸氨基甲酰转氨酶缺乏症（尿乳清酸及尿嘧啶增 高）
?氨甲酰磷酸合成酶缺乏症
□蛋氨酸降低
?甲基丙二酸血症（cbl C型多见） ?同型半胱氨酸血症
□多种氨基酸降低：继发于营养不良
20
甲基丙二酸血症发病机制
甲基丙二酰CoA 变位酶
甲基丙二酰辅酶A
X
腺苷钴胺素
琥珀酰辅酶A
cblB
钴胺素腺苷转移酶
CbI Ⅰ
cblA ，cblH 钴胺素还原酶
线粒体
溶酶体
cblC,cbID
CbI Ⅰ
CbI Ⅲ
蛋氨酸合成酶， cbIE
甲基钴胺素
同型半胱氨酸
X
蛋氨酸
蛋氨酸合成酶，cbIG
15
精氨酸增高 （Arg、Ayg/Orn、Arg/Phe）
? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 精氨酸血症 ? 溶血
16
亮氨酸/异亮氨酸、缬氨酸增高 （Leu、Leu/Phe）
? 枫糖尿病 ? 继发于早产儿
17
枫糖尿病
? 发病机制
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKD）复合体
亮氨酸
2-酮异已酸
X 异戊酰-CoA
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKB）复合体
异亮氨酸
2-酮-3-甲基戊酸 X 2-甲酰丁酰-CoA
缬氨酸
2-酮异戊酸
支链ɑ-酮酸脱氢酶 （BCKB）复合体
X 异丁酰-CoA
? E1：decarboxylase（羟色氨酸脱羧酶），E2：acyl transferase；
? E3：flavoprotein lipoamide dehydrogenase（黄素蛋白2-氧（代）异戊 酸脱氢酶）
遗传 ?遗传代谢病病种繁多，目前已发现近 3000余，单
病发病率低，但总体发病率可达活产婴儿的 1/500
3
遗传代谢病发病机制
正常 代谢 途径
异 常 代 谢 途 径
代谢物（A）
酶
X
辅酶（C）
代谢物（B）
代谢物（A1） 代谢物（C1） 代谢物（B1）
代谢物（A2） 代谢物（C2） 代谢物（B2）
4
遗传代谢病的分类
100ul 乙腈：水（80:20）
上机进样（每次20ul ）检测 （2min 检测1个样品）
7
串联质谱检测结果
?检测60余种氨基酸和酰基肉碱 ?可设置40余个氨基酸或酰基肉碱之间的比
值 ?筛查或检测45种疾病 ?国际：1991年（美国） ?国内：2002年（新华医院，儿研所）
8
血氨基酸检测结果
?血氨基酸增高： ?不同氨基酸增高，可代表一种疾 病或几种疾病 ? 一种疾病可有多种氨基酸增高
12
发病机制
II型 酪氨酸氨基 转移酶
酪氨酸 x
酪氨酸血症
4-羟苯乳酸
4-羟-苯丙酮酸
III型
4-羟-苯丙酮酸 过氧化物酶
x
4-羟苯乙酸
尿黑酸尿症
尿黑酸
X
尿黑酸氧化 马来酰乙酰乙酸
酶
琥珀酸乙
I型
延胡索酸乙 酰乙酸水解
延胡索酸乙酰乙酸
x
酶
酰乙酸 琥珀酰丙酮
乙酰乙酸
延胡索酸
13
蛋氨酸增高 （Met、Met/Phe）
苯丙氨酸（Phe）
X
酪氨酸（Tyr ）
四氢生物蝶呤（BH4）
苯丙酮酸
多巴
苯乙酸
苯乳酸
□患病率：1:10,000
黑色素
多巴胺
肾上wk.baidu.com素
11
酪氨酸增高 （Tyr、Tyr/Phe）
? 酪氨酸血症I，II，III型 ? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 甲基丙二酸血症（同时C3、C3/C2增高） ? 继发于肝功能损伤 ? 新生儿暂时性酪氨酸血症（筛查发现）
21
血游离肉碱及酰基肉碱 检测结果解读
22
游离肉碱及酰基肉碱的生理功能
? 促进脂肪氧化代谢： 与酰基辅酶 A结合成酰基肉 碱，协助中长链脂肪酸进入线粒体内进行 β氧化， 为细胞提供能量，尤其是在饥饿、应激时
? 与其他酰基辅酶 A结合成酰基肉碱，协助有机酸 代谢
? 促进丙氨酸代谢，减少乳酸在肌肉中的堆积 ? 维持体液中酰基 COA的水平，以利于各种代谢 ? 与体内过多酰基 CoA结合成酰基肉碱，进入肝肾
? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit增高） ? 同型半胱氨酸血症（血同型半胱氨酸增高） ? 高蛋氨酸血症 ? 酪氨酸血症（同时Tyr增高） ? 继发于肝功能损伤
14
瓜氨酸增高 （Cit、Cit/Arg、Cit/Phe）
? 希特林蛋白缺乏症（同时Met、Tyr增高） ? 瓜氨酸血症-I型（血氨显著增高） ? 精氨琥珀酸尿症
?血氨基酸降低：
多继发于营养不良（蛋氨酸及瓜氨酸除外）
9
苯丙氨酸增高 （Phe、Phe/Tyr）
? 高苯丙氨酸血症（单纯Phe增高） ? 希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高） ? 酪氨酸血症（同时Tyr增高） ? 静滴氨基酸（伴多种氨基酸增高）
10
高苯丙氨酸血症（HPA）
□发病机制：
苯丙氨酸羟化酶
? 串联质谱仪：有两个质谱串联而成的二级质谱
6
串联质谱遗传代谢病检测 样品处理方法-衍生法
3mm(3.2ul 全血)血滤纸片（96孔过滤板） 100ul 甲醇（含内标），轻摇20min( 萃取)
离心至另一96孔聚丙烯板 55℃吹干
60ul 盐酸正丁醇，65℃,15min （衍生，丁酯化） 55℃吹干