串联质谱气相色谱质谱结果解读

串联质谱气相色谱质谱结果解读第1页，共49页，2023年，2月20日，星期三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第2页，共49页，2023年，2月20日，星期三遗传代谢病发病机制正常代谢途径代谢物（A）代谢物（B）X酶代谢物（A1）代谢物（A2）异常代谢途径辅酶（C）代谢物（C1）代谢物（C2）代谢物（B1）代谢物（B2）第3页，共49页，2023年，2月20日，星期三遗传代谢病的分类氨基酸代谢病：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、肝豆状核变性等第4页，共49页，2023年，2月20日，星期三串联质谱技术

（tandemmassspectrometry，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串联质谱仪：有两个质谱串联而成的二级质谱第5页，共49页，2023年，2月20日，星期三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100ul乙腈：水（80:20）上机进样（每次20ul）检测（2min检测1个样品）第6页，共49页，2023年，2月20日，星期三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）第7页，共49页，2023年，2月20日，星期三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血氨基酸降低：多继发于营养不良（蛋氨酸及瓜氨酸除外）第8页，共49页，2023年，2月20日，星期三苯丙氨酸增高

（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）第9页，共49页，2023年，2月20日，星期三高苯丙氨酸血症（HPA）□发病机制：苯丙氨酸（Phe）酪氨酸（Tyr）苯丙氨酸羟化酶X四氢生物蝶呤（BH4）苯丙酮酸多巴苯乙酸苯乳酸黑色素多巴胺肾上腺素□患病率：1:10,000第10页，共49页，2023年，2月20日，星期三酪氨酸增高

（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）第11页，共49页，2023年，2月20日，星期三酪氨酸酪氨酸血症4-羟-苯丙酮酸发病机制4-羟苯乳酸4-羟苯乙酸尿黑酸马来酰乙酰乙酸延胡索酸乙酰乙酸乙酰乙酸延胡索酸琥珀酸乙酰乙酸琥珀酰丙酮I型酪氨酸氨基转移酶4-羟-苯丙酮酸过氧化物酶尿黑酸氧化酶延胡索酸乙酰乙酸水解酶xII型III型xxX尿黑酸尿症第12页，共49页，2023年，2月20日，星期三蛋氨酸增高

（Met、Met/Phe）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）继发于肝功能损伤第13页，共49页，2023年，2月20日，星期三瓜氨酸增高

（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）精氨琥珀酸尿症第14页，共49页，2023年，2月20日，星期三精氨酸增高

（Arg、Ayg/Orn、Arg/Phe）希特林蛋白缺乏症（同时Cit、Met增高）精氨酸血症溶血第15页，共49页，2023年，2月20日，星期三亮氨酸/异亮氨酸、缬氨酸增高

（Leu、Leu/Phe）枫糖尿病继发于早产儿第16页，共49页，2023年，2月20日，星期三枫糖尿病发病机制E1：decarboxylase（羟色氨酸脱羧酶），E2：acyltransferase；E3：flavoproteinlipoamidedehydrogenase（黄素蛋白2-氧（代）异戊酸脱氢酶）亮氨酸2-酮异已酸异戊酰-CoA支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKD）复合体X异亮氨酸2-酮-3-甲基戊酸2-甲酰丁酰-CoAX支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKB）复合体缬氨酸2-酮异戊酸异丁酰-CoAX支链ɑ-酮酸脱氢酶（BCKB）复合体第17页，共49页，2023年，2月20日，星期三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第18页，共49页，2023年，2月20日，星期三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（cblC型多见）

►同型半胱氨酸血症□多种氨基酸降低：继发于营养不良第19页，共49页，2023年，2月20日，星期三甲基丙二酸血症发病机制甲基丙二酰辅酶A甲基丙二酰CoA变位酶琥珀酰辅酶A腺苷钴胺素钴胺素腺苷转移酶cblBCbI

Ⅰ钴胺素还原酶cblA，cblH溶酶体CbI

ⅠCbI

ⅢcblC,cbID甲基钴胺素蛋氨酸合成酶，cbIE同型半胱氨酸蛋氨酸X蛋氨酸合成酶，cbIG线粒体

X第20页，共49页，2023年，2月20日，星期三血游离肉碱及酰基肉碱

检测结果解读第21页，共49页，2023年，2月20日，星期三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，进入肝肾代谢，以防体内酰基CoA过多，造成毒性第22页，共49页，2023年，2月20日，星期三游离肉碱及酰基肉碱检测结果

解读游离肉碱及酰基肉碱增高

►不同酰基肉碱增高，可代表一种疾病或几种疾病

►一种疾病可能有多种酰基肉碱增高游离肉碱及酰基肉碱降低

►多为继发于营养不良（游离肉碱除外）

第23页，共49页，2023年，2月20日，星期三有机酸血症相关酰基肉碱

（短链酰基肉碱）C3：丙酰肉碱C3DC：丙二酰肉碱C4：丁酰肉碱C4OH：3-羟基丁酰肉碱C5：异戊酰肉碱C5OH：3-羟基异戊酰肉碱C5DC：戊二酰肉碱C5:1:异戊烯酰肉碱第24页，共49页，2023年，2月20日，星期三发病机制有机酸血症亮氨酸异亮氨酸缬氨酸2-氧代异乙酸2-氧代-3-甲基戊酸2-氧代异戊酸异戊酰CoA2-甲基丁酰CoA异丁酰CoA3-甲基巴豆酰CoA甲基巴豆酰CoA甲丙烯酰CoA3-甲基戊烯二酰CoA2-甲基-3-羟基丁酰CoA3-羟异丁酰CoA3-羟-3-甲基戊二酰CoA2-甲基-3-氧代丁酰CoA丙酰CoA乙酰乙酸乙酰CoA甲基丙二酸CoA琥珀酰CoA钴胺素同型胱氨酸蛋氨酸生物胞素生物素丙酮酸草酰乙酸XXXXXXXXXXXXX枫糖尿病第25页，共49页，2023年，2月20日，星期三丙酰肉碱增高

（C3、C3/C2）甲基丙二酸血症（常伴Met降低）丙酸血症（常伴Gly增高）多种羟化酶缺乏症（伴C5-OH显著增高）继发于酸中毒第26页，共49页，2023年，2月20日，星期三丁酰肉碱增高

（C4、C4/C3）短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症乙基丙二酸脑病异丁酰辅酶A脱氢酶缺乏症第27页，共49页，2023年，2月20日，星期三异戊酰肉碱增高

（C5、C5/C2）异戊酸血症（尿异戊酰甘氨酸增高）继发于丙戊酸类药物使用继发于特戊酸盐类抗生素（头孢类药物）第28页，共49页，2023年，2月20日，星期三戊二酰碱增高

（C5DC、C5DC/C2、C5DC/C8）戊二酸血症-I型（不伴有其他酰基肉碱增高）戊二酸血症-II型（伴其他多种酰基肉碱增高）色氨酸赖氨酸酵母氨酸2-氨基已二烯半醛2-氨基已二半醛2-氧代已二酸戊二酰CoA戊二酸戊二酰肉碱GA-I戊二酰CoA脱氢酶戊烯二酰CoA巴豆酰CoA3-羟戊烯二酸第29页，共49页，2023年，2月20日，星期三3-羟基异戊酰肉碱增高

（C5-OH、C5-OH/C3）多种羟化酶缺乏症（生物素酶缺乏症，醛缩化酶合成酶缺乏症）3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症3-羟-3-甲基戊二酸尿症3-甲基戊烯二酸尿症丙酸血症（伴C3显著增高）第30页，共49页，2023年，2月20日，星期三脂肪酸氧化代谢病相关酰基肉碱

（中链、长链酰基肉碱）C0：游离肉碱C8：辛酰肉碱C10：葵酰肉碱C12：月桂酰肉碱C14：肉豆蔻酰基肉碱C14:1：肉豆蔻烯酰基肉碱C16：棕榈酰基肉碱C16OH：3-羟基棕榈酰基肉碱C18：十八碳酰基肉碱C18OH：3-羟基十八碳酰基肉碱第31页，共49页，2023年，2月20日，星期三线粒体脂肪酸

β-氧化代谢途径细胞膜胞浆肉碱转运蛋白脂肪酸肉碱肉碱C12-C16注：小于C8的脂肪酸不需肉碱传递？第32页，共49页，2023年，2月20日，星期三游离肉碱

[C0、C0/(C16+C18)]□C0增高

►肉碱棕榈酰转移酶-I缺乏症（其他酰基肉碱正常，或降低）

►继发于肝功能损伤（伴其他多种酰基肉碱增高）

►静滴或口服左旋肉碱

□C0降低►原发性肉碱缺乏症（伴多种酰基肉碱降低）►继发于营养不良，有机酸血症，脂肪酸氧化代谢病，母源性肉碱缺乏症第33页，共49页，2023年，2月20日，星期三辛酰肉碱增高

（C8、C8/C3）□中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症

（C8增高，C10正常，C8/C10增高）□多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（C8、C10均增高，C8/C10正常）

第34页，共49页，2023年，2月20日，星期三多种酰基肉碱增高

（C6、C8、C10、C12、C14、C16、C18）多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症肉碱棕榈酰转移酶-II缺乏症肉碱/酰基肉碱移位酶缺乏症继发于肝功损伤（伴C0、C2增高）第35页，共49页，2023年，2月20日，星期三肉豆蔻烯酰肉碱增高

（C14:1、C14:1/C8:1、C14:1/C16）□极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（C14:1增高为主）□多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症第36页，共49页，2023年，2月20日，星期三3-羟基棕榈酰肉碱增高

（C16-OH、C16-OH/C3）极长链3-羟酰基辅酶A脱氢酶缺乏症多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症第37页，共49页，2023年，2月20日，星期三进行了串联质谱检测，为何还要进行气相色谱质谱检测？第38页，共49页，2023年，2月20日，星期三串联质谱检测的部分疾病需要气相质谱验证及鉴别

串联质谱检测气相质谱检测MMA丙酰肉碱升高甲基丙二酸，甲基枸橼酸PA甲基枸橼酸，3-羟基丙酸OTCD瓜氨酸降低乳清酸，尿嘧啶CPS正常MCC3-羟基异戊酰肉碱增高3-甲基巴豆酰甘酸HMG3-羟-3-甲基戊二酸MGA3-甲基戊烯二酸Tyr-I酪氨酸增高琥珀酰丙酮增高第39页，共49页，2023年，2月20日，星期三气相质谱检测疾病串联质谱检测

血结果正常鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症：尿乳清酸、尿嘧啶增高甘油激酶缺乏症：尿甘油酸显著增高海绵体状脑白质病变营养不良：N-乙酰天冬氨酸尿黑酸尿症：尿黑酸显著增高甲羟戊酸尿症：甲羟戊酸增高延胡索酸尿症:延胡索酸增高第40页，共49页，2023年，2月20日，星期三GC-MS在遗传代谢病检测中的应用应用现状：国际（日本，1966）；国内（华中科技大，同济医院，2003）应用步骤：样品处理，GC-MS检测、结果分析判断检测的疾病：30-40种第41页，共49页，2023年，2月20日，星期三尿液前处理方法取相当于0.2mg肌酐的尿样，加入尿素酶20ul混匀，37℃温育30min加入托品酸、17烷酸、24烷酸各40ug加入5%盐酸羟铵500ul、2.5N氢氧化钠400ul，调PH12-14混匀，室温静置60min加入60N盐酸350ul，混匀，调PH1.0，离心，取上清液加入乙酸乙酯5ml，混匀，离心，分取上清液，重复3次，离心3000转，5分钟加入无水硫酸钠5g，混匀，离心3000转，5min，取上清液，60℃用氮气仪吹干加入BSTFA与TMCS混合物100ul，80℃,30min（总时间：6h）1ulQP2010GCMS第42页，共49页，2023年，2月20日，星期三半定量分析-Screen软件定性：依据保留时间（色谱）和参考离子（2个，质谱）定量原理：依据内标17-烷酸的量，通过检测物的封面积与17-烷酸的峰面积比定量性质：半定量定量种类：134种有机酸，其中2种为内标定量表达形式：文本格式第43页，共49页，2023年，2月20日，星期三气相质谱检测结果分析

（与有机酸血症相关）乳酸：酮尿；乳酸血症3-羟基丁酸、丙酮酸及乙酰乙酸：酮尿甲基丙二酸：甲基丙二酸血症；继发性改变甲基枸橼酸：甲基丙二酸血症；丙酸血症3-羟基丙酸：丙酸血症；多种羧化酶缺乏症，酮尿异戊酰甘氨酸：异戊酸血症；3-羟-3-甲基戊二酸尿血症3-羟基异戊酸：多种羧化酶缺乏症甲基巴豆酰甘氨酸：多种羧化酶缺乏症；丙酸血症；3-甲基巴豆酰辅酶A羧化酶缺乏症；

β-酮硫解酶缺乏症第44页，共49页，2023年，2月20日，星期三气相质谱检测结果分析

（与有机酸血症相关）3-羟-甲基戊二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症3-羟基戊二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症3-甲基戊烯二酸：3-羟-3-甲基戊二酸尿症；3-甲基戊烯二酸尿症2-甲基-3-羟基丁酸：

β-酮硫解酶缺乏症4-羟基丁酸：4-羟基丁酸尿症尿黑酸：尿黑酸尿症；继发性甘油酸：甘油酸激酶缺乏症；继发性丙二酸：丙二酸血症；甲基丙二酸血症甲羟戊酸内酯：甲羟戊酸尿症；戊二酸血症-I型延胡索酸：延胡索酸尿症第45页，共49页，2023年，2月20日，星期三气相质谱检测结果分析

（与氨基酸代谢病相关）苯乙酸、苯乳酸及苯丙酮酸：高苯丙氨酸血症；继发性4-羟基苯乙酸、4-羟基苯乳酸、4-羟基苯丙酮酸：Citrin蛋白缺乏症；酪氨酸血症；继发于肝损伤尿嘧啶：鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症，瓜氨酸血症-I型；精氨酸血症；继发性乳清酸：鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症，瓜氨酸血症-I型；精氨酸血症