韩连书  叶军  邱文娟  张惠文 高晓岚  王瑜  李筱燕 许浩  顾学范上海新华医院儿童内分泌遗传科韩连书

临床儿科杂志, 2012, 30(9):806-809. 

【摘要】  目的  了解中国新生儿期发病的氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病的的疾病谱，有助于提高儿科医生对这些疾病的认识。 方法  对2003年2月~2012年5月来自全国的2547例遗传性代谢病疑似新生儿，进行血串联质谱和尿气相色谱检测，对确诊的127例患儿的疾病谱及临床表现进行分析。结果  在2547例新生儿患儿中诊断氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病127例（5%）。其中氨基酸代谢病38例（29.1％），以鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症（16例）和枫糖尿病（14例）多见；有机酸代谢病76例（59.8％），以甲基丙二酸血症（50例）最常见，其次为丙酸血症（13例）和异戊酸血症（10例）；脂肪酸氧化代谢病14例（11.0％），以多种辅酶酰基A脱氢酶缺乏症多见（6例）。结论  新生儿期甲基丙二酸血症最常见，其次为鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症、枫糖尿病、丙酸血症和异戊酸血症。儿科医生尤其是新生儿科医生需要重视利用串联质谱和气相质谱进行遗传代谢病检测，早诊断早治疗。

【关键词】  新生儿；遗传代谢病；串联质谱；气相质谱

Diseases spectrum analysis of amino acid, organic acid and fatty acid oxidative metabolism disease in newborns

【Abstract】 Objective To investigate the spectrum of neonatal-onset metabolic diseases such as amino acid diseases, organic acidemias and fatty acid oxidation disorders, so as to help pediatricians improve the awareness of these diseases. Methods From February 2003 to May 2012, 2547 neonates suspected with inherited metabolic disorders from all over China were tested by tandem mass spectrometry (MS/MS) and gas chromatography mass spectrometry (GC-MS). For the 127 confirmed cases, the analysis of disease spectrum and clinical manifestations was made. Results 127 cases (5%) with metabolic diseases were diagnosed from the 2547 cases. 37 cases (29.1%) were amino acid metabolic diseases, among which ornithine transcarbamylase deficiency (16 cases) and maple syrup urine disease (14 cases) were common. 76 cases (59.8%) were organic acid metabolic diseases, among which methylmalonic acidemia (50 cases) was the most common, followed by propionic acidemia (13 cases) and isovaleric acidemia (10 cases). Another 14 cases (11%) were fatty acid oxidation disorders, among which multiple CoA carboxylase deficiency (6 cases) was common. Conclusion In the newborn period, methylmalonic acidemia was the most common disease, followed by ornithine transcarbamylase deficiency, maple syrup urine disease, propionic acidemia and isovaleric academia. Pediatricians, especially neonatologists, should pay attention to the utilization of MS/MS and GC-MS to detect inherited metabolic disorders, which is helpful for early diagnosis and early treatment.

【Key words】neonates, inherited metabolic disorders, tandem mass spectrometry, gas chromatography mass spectrometry

遗传性代谢病（inherited metabolic disorders, MD）或称先天性代谢缺陷病（inborn errors of  metabolism, IEM）是由于遗传性代谢途径缺陷，导致异常代谢物质的蓄积或必需物质的缺乏，而出现相应的实验室检查异常和临床症状的一类疾病，包括氨基酸、有机酸、脂肪酸、糖和激素等多种物质的代谢异常，目前已报道的疾病种类多达500余种。虽然单一病种患病率低，但种类繁多，总体发病率约在1/2555~1/784[1]。其中部分疾病在新生儿期发病，临床表现无特异性，常表现为嗜睡、喂养困难、呼吸暂停、肌张力增高或减低、代谢性酸中毒和高氨血症等，诊断困难。近几年开展的血串联质谱和气相质谱技术可检测40余种氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病[2]。本研究室于2002年率先引进串联质谱技术对氨基酸、有机酸和脂肪酸代谢紊乱等遗传代谢病进行临床研究[3]。本文分析2003年2月至2012年5月本研究室应用串联质谱仪和气相色谱-质谱仪检测并确诊的127例患儿，氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病的疾病种类，探讨我国哪些疾病在新生期发病率较高，以期提高儿科医生对于氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病的认识，做到早期诊断、早治疗。

1.  对象与方法

1.1 对象

来自全国各地100余所医院的疑似遗传性代谢病新生儿2547例，主要来自属于三级甲等医院的儿童医院或儿科（包括澳门仁伯爵和镜湖医院），其中男1647例，女900例，年龄在1 d～30d。标本采集用干血滤纸片法，足跟采血，滴于专用采血滤纸上，晾干后送检。尿为新鲜尿或尿滤纸片。所有检测均经过本院伦理委员会批准并取得家长的知情同意。

1.2 方法

1.2.1 串联质谱检测方法：串联质谱检测干血滤纸片中酰基肉碱和氨基酸的方法参考文献[3,4]报道的方法，干血滤纸片经含氨基酸和酰基肉碱内标的甲醇萃取，盐酸正丁醇衍生后，利用串联质谱仪进行检测。

1.2.2 气相色谱-质谱检测方法：气相色谱-质谱尿有机酸检测方法参考文献[5]报道的方法，尿样经尿素酶、盐酸羟铵、氢氧化钠和盐酸处理，除去尿素及蛋白质，并加入17烷酸作为内标，用乙酸乙酯两次萃取，再用双（三甲基硅烷基）三氟乙酰胺与三甲基氯硅烷混合物进行甲基硅烷化衍生后，进行气相色谱-质谱检测。

1.2.3 疾病诊断：疾病的诊断主要依据各种疾病的发病机制，由串联质谱和气相色谱-质谱检测的相应特异指标，参考文献报道进行判断[6,7]，结合临床表现、常规的实验室检查及相应的治疗效果进行综合诊断，部分患儿经过基因突变检测确诊。

2. 结果

2.1 检测结果及临床资料分析

在2547例新生儿患儿中，诊断127例（5.0%）共17种遗传代谢病，男84例，女43例，年龄中位数9天（1天～30天）。其中氨基酸代谢病7种37例（29.1％），见表1，有机酸血症5种76例（59.8％），见表2，脂肪酸氧化代谢病5种14例（11.0％）。常见临床表现为：喂养困难87例（70.0％）、抽搐（58例，45.3％）和肌张力低下（47例，36.7％）。除上述异常外，部分疾病具有相对特异性表现，如异戊酸血症患儿多有特殊汗脚味。鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症和瓜氨酸血症1型表现为嗜睡或昏迷，血氨显著增高。有机酸血症患儿无特异性表现，以酸中毒和神经系统损害表现为主，常规实验室检测以酸中毒(49例，64.5%)、高乳酸血症（14例，18.4％）和尿酮体阳性(8例，10.5%)。多种羧化酶缺乏症患儿多伴有严重的皮疹、眼角、口角及肛周糜烂。头颅CT或核磁共振检查表现为不同形式的脑损害。脂肪酸氧化代谢病患儿主要为进行性的肌张力减退、嗜睡或昏迷等，实验室检查肌酸激酶增高为其特点。

2.2 氨基酸代谢病患儿临床特点及特异检测指标

氨基酸代谢病患儿临床表现及主要异常指标见表1。鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症最多见，其次为枫糖尿病和瓜氨酸血症-I型。鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症患儿主要表现为高血氨（6例>500umol/L）、昏迷，血气分析多数正常；血串联质谱示瓜氨酸降低，尿气相质谱结果示乳清酸和尿嘧啶升高。枫糖尿病患儿临床症状较重，多变现为肌张力增高，角弓反张、双下肢“剪刀样”交叉，伴酸中毒，头颅MRI提示脑损伤，6例死亡。

表2  氨基酸代谢病患儿37例临床特点及血尿特异性指标

氨基酸代谢病种类

例数

主要临床表现

血尿异常指标

死亡

鸟氨酸氨甲酰转移酶缺乏症

16

黄疸、高血氨、呼吸暂停、

血瓜氨酸↓

5

反复抽搐、嗜睡、昏迷

尿乳清酸、尿嘧啶↑

枫糖尿病

14

反应差、嗜睡、肌张力增高

血亮氨酸、缬氨酸↑

6

酸中毒、尿焦糖样气味

尿2-酮-异己酸、2-酮异戊酸、2-酮-3-甲基戊酸↑

瓜氨酸血症-I型

4

反应差、喂养困难、昏迷

血瓜氨酸↑

0

肌张力增高

尿乳清酸、尿嘧啶↑

希特林蛋白缺乏症

1

圆胖脸、肝大、黄疸

血瓜氨酸、蛋氨酸及

0

酪氨酸↑

氨甲酰磷酸合成酶缺乏症

1

反应差、喂养困难

谷氨酸↑瓜氨酸↓

0

6-氧合脯氨酸尿症

1

拒乳、反应差

脯氨酸↑

尿氧合脯氨酸↑

0

2.3 有机酸血症患儿临床特点

有机酸血症患儿临床表现见表2。甲基丙二酸血症（Methylmalonic Acidemias，MMA）最多见，其次为丙酸血症（Propionic Acidemia，PA)和异戊酸血症。甲基丙二酸血症和丙酸血症患儿临床多表现为喂养困难、难治性酸中毒、嗜睡、抽搐等，二者临床表现无明显差异，病情危重，MMA患儿死亡15例（30%），PA患儿死亡2例（15.4%）。串联质谱检测MMA和PA均表现为丙酰肉碱增高。另外，PA患者伴甘氨酸增高，尿3-羟基丙酸及甲基枸橼酸增高，MMA患者尿中甲基丙二酸及甲基枸橼酸升高。异戊酸血症患儿10例，多出现抽搐、肌张力异常、特殊汗脚味，死亡5例（50%）。戊二酸血症-I型患儿表现为低血糖、酸中毒、脑水肿。血尿检测异常指标见表2。

表2 有机酸血症患儿76例临床特点及血尿特异性指标

有机酸代谢病种类

例数

主要临床表现

血尿异常指标

死亡

甲基丙二酸血症

50

喂养困难、难治性酸中毒

血丙酰肉碱↑

15

反复抽搐、嗜睡、昏迷

尿甲基丙二酸、甲基枸橼酸↑

丙酸血症

13

反应差、嗜睡、肌张力异常

血丙酰肉碱、

2

呼吸暂停、酸中毒

甘氨酸↑尿3-羟基丙酸及甲基枸橼酸↑

异戊酸血症

10

喂养困难、特殊汗脚味

血异戊酰肉碱↑

5

抽搐、肌张力增高或低下

尿异戊酰甘氨酸↑

戊二酸血症-I型

2

低血糖、酸中毒、脑水肿

血戊二酰肉碱↑

1

尿戊二酸↑

多种辅酶A羧化酶

缺乏症

1

皮疹、口角糜烂

血3-羟基异戊酰肉碱↑

1

尿甲基巴豆酰甘氨酸↑

2.4 脂肪酸氧化代谢病患儿临床特点及特异检测指标

脂肪酸氧化代谢病相对氨基酸或有机酸代谢病少见，共计14例（10.9%），其中多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症6例，短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症3例，原发性肉碱缺乏症2例，极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症2例，肉碱棕榈酰转移酶II缺乏症1例。临床表现主要有呕吐、低血糖、反应差等。短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症以丁酰肉碱增高为主，多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症以辛酰肉碱增高为主，极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症以肉豆蔻烯酰肉碱和肉豆蔻酰肉碱增高为主，肉碱棕榈酰转移酶II缺乏症以棕榈酰肉碱增高为主。尿气相色谱-质谱有机酸检测短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症患者显示乙基丙二酸增高，其他疾病患者表现为多种二羧酸增高。

3. 讨论

新生儿期发病的遗传代谢病患儿，发病急，进展快，由于无特异性临床表现，多被误诊为败血症、缺氧缺血性脑病等，治疗效果不佳。因此，在临床工作中，对所有的危重新生患儿，临床医生都要警惕遗传代谢病的可能性。在新生儿期发病的遗传代谢病，多为氨基酸、有机酸和脂肪酸氧化代谢病。近年来，随着串联质谱仪的应用，临床医生逐步加深了对遗传代谢病的认识，使得遗传代谢病患者检出率较前明显提高。Zytkovicz等[8]研究表明，50％的遗传代谢确诊病例来源于只占人口总数5％的NICU人群，说明NICU人群是遗传代谢病发生的高危人群。通过我们的统计，在2547例遗传代谢病疑似新生儿中检出氨基酸、有机酸和脂肪氧化代谢病患儿共128例，检出率为5.0%，表明较高的患病率。其中有机酸血症患儿占59.4%，提示有机酸血症在中国新生儿遗传代谢病中比较多见。氨基酸代谢病患儿38例（占所有诊断病例的29.7%），仅次于有机酸血症患儿。脂肪酸b氧化代谢病在欧美国家的患病率较高,中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症最多见[9]，本研究仅检测到脂肪酸氧化代谢病14例（占所有诊断病例的10.9%），提示脂肪酸氧化代谢病在中国新生儿期患病较少见。香港地区新生儿筛查发现氨基酸代谢病、有机酸代谢病和脂肪酸的患病率之比约为5:1:1，与本研究有所差异[10]，原因可能为前者为新生儿筛查确诊患儿，本研究为新生儿期发病患儿，说明部分氨基酸代谢病在新生儿期并没有发病。

有机酸代谢障碍是由于氨基酸、脂肪及糖代谢途径中某种酶的缺陷，导致其中间代谢产物有机酸增加，有机酸过多的蓄积造成神经系统及其他脏器损害，严重时出现酸中毒、低血糖和高血氨等。甲基丙二酸血症在有机酸代谢障碍中最常见，其次是丙酸血症和异戊酸血症。国外大样本筛查结果表明，甲基丙二酸患者的发病率在1/169 000~1/48 000[11]之间；本研究室利用串联质谱筛查40余万例新生儿，结果显示甲基丙二酸血症患病率为1/33 000。本组研究中，甲基丙二酸患儿占有机酸血症的65.8%，表明在中国甲基丙二酸血症是最常见的有机酸血症。主要表现为嗜睡、反应差、抽搐等神经系统症状，实验室检查常提示代谢性酸中毒、高血氨；病情进展迅速，短期内出现代谢危象，患儿昏迷、甚至死亡。本研究中死亡15例（30%），进一步证实新生儿期发病的甲基丙二酸血症患者病情危重，如未能早期诊断、及时治疗，可引起严重后遗症或死亡。

氨基酸代谢病是由于氨基酸代谢障碍所造成的一组疾病。在中国新生儿筛查疾病中苯丙酮尿症患病率最高，达1:100 00。本研究结果显示在新生儿期发病的氨基酸代谢病鸟氨酸氨甲酰基转移酶缺乏症最常见，占43.2%，主要表现为高血氨、昏迷，部分患者可有呼吸暂停甚至死亡（5例）；血串联质谱示瓜氨酸降低，但部分患儿瓜氨酸正常。尿气相质谱检测结果显示乳清酸和尿嘧啶升高。枫糖尿病在新生儿期也较常见，在本研究中占氨基酸代谢病的37.8%，多引起神经系统损伤，表现为嗜睡、昏迷、抽搐及肌张力增高，伴酸中毒。头颅MRI显示脑损伤，死亡6例。希特林蛋白缺乏症表现皮肤黄染和肝肿大，生化检查显示肝功能异常，总胆红素和直接胆红素增高，甲胎蛋白显著增高，经无乳糖奶粉治疗，5例患儿恢复正常。

国外近几年利用串联质谱检测血酰基肉碱水平，用于脂肪酸氧化代谢病的新生儿筛查和临床高危患者的诊断，发现脂肪酸氧化代谢病的患病率较以往增高，在高加索人群中中链酰基辅酶脱氢酶缺乏症最多见[9]。本研究结果显示新生儿期发病的脂肪酸代谢病较氨基酸代谢病、有机酸血症少，且多为多种酰基辅酶A脱氢酶缺乏症，与高加索人种不同。脂肪酸氧化代谢病患儿临床表现无特异性，表现多样化，主要影响肝脏、心肌和肌肉。本研究确诊的患儿主要表现为反应差和肝肿大。常规实验室检查表现低血糖、酸中毒及肌酸肌酶显著增高。2例患儿猝死，可能与心脏受累有关。Dott等[12]对不明原因死亡的干血滤纸片进行串联质谱检测，诊断4例（0.5％）脂肪酸氧化代谢病，2例MCAD，2例VLCAD，提示猝死的病因之一为脂肪酸氧化代谢病。

综上所述，本组患儿的临床和常规实验室检查结果显示，当新生儿期遇到原因不明的反应差、喂养困难、抽搐、意识障碍和肌张力异常等神经系统表现，或有呕吐、喂养困难和肝脾肿大等多脏器损害的症状体征，常规实验室检查有酸中毒、高血氨、高乳酸血症、低血糖、肝功能异常、贫血和酮症，或者头颅 CT、磁共振表现为不同形式的脑损害时，应考虑到有机酸、氨基酸和脂肪酸氧化代谢病的可能，及早留取血样或尿样进行血串联质谱、尿气相质谱特异性检测，达到早诊断、早治疗的目的，有利于降低新生儿期死亡率，减轻或避免不可逆的脏器损伤。