Please wait a minute...
浙江大学学报（医学版）
浙江大学学报（医学版）  2021, Vol. 50 Issue (4): 481-486    DOI: 10.3724/zdxbyxb-2021-0254
专题报道     
串联质谱法在过氧化物酶体病筛查中的应用
王燕敏1(),田国力1,*(),纪伟1,王四美2,张潇分1
1.上海市儿童医院 上海交通大学附属儿童医院新生儿筛查中心，上海 200040
2.上海市儿童医院 上海交通大学附属儿童医院神经内科，上海 200040
Very long chain acylcarnitines and lysophosphatidylcholines in screening of peroxisomal disease in children by tandem mass spectrometry
WANG Yanmin1(),TIAN Guoli1,*(),JI Wei1,WANG Simei2,ZHANG Xiaofen1
1. Neonatal Screening Center, Shanghai Children’s Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200040, China;
2. Department of Neurology, Shanghai Children’s Hospital, Shanghai Jiao Tong University, Shanghai 200040, China
 全文: PDF(2404 KB)   HTML( 3 )
摘要：

目的：探讨串联质谱法检测极长链酰基肉碱（VLCAC）和溶血磷脂酰胆碱（LPC）在过氧化物酶体病筛查中的价值。方法：选取2017年1月至2021年3月以发育迟缓等神经系统异常就诊于上海市儿童医院，根据临床症状、磁共振成像和基因检测结果明确诊断为X-连锁肾上腺脑白质营养不良（X-ALD）患儿14例和脑肝肾综合征（ZS）患儿4例。另选取同年龄段体检儿童200名为健康对照组。使用含稳定同位素内标的溶剂萃取所有对象干血斑标本中的VLCAC和LPC，直接采用串联质谱法检测二十碳酰基肉碱（C20）、二十二碳酰基肉碱（C22）、二十四碳酰基肉碱（C24）、二十六碳酰基肉碱（C26）、二十碳溶血磷脂酰胆碱（C20:0-LPC）、二十二碳溶血磷脂酰胆碱（C22:0-LPC）、二十四碳溶血磷脂酰胆碱（C24:0-LPC）和二十六碳溶血磷脂酰胆碱（C26:0-LPC）水平，并计算C24/C20、C24/C22、C26/C20、C26/C22、C24:0-LPC/C20:0-LPC、C24:0-LPC/C22:0-LPC、C26:0-LPC/C20:0-LPC、C26:0-LPC/C22:0-LPC比值。采用Kruskal-Wallis H检验和Mann-WhitneyU检验比较各组间VLCAC和LPC各指标检测值及比值，采用偏最小二乘法和变量投影重要度权重评分分析各指标对判断疾病的贡献度。结果：除C24:0-LPC/C20:0-LPC外，所有指标和比值在各组间差异均有统计学意义（P<0.05或P<0.01）；X-ALD组与健康对照组、ZS组与健康对照组间，各指标有不同程度的差异，但X-ALD组与ZS组间差异无统计学意义（P>0.05）；偏最小二乘法分析显示X-ALD和ZS组与健康对照组能够完全分离，C26的变量投影重要度值最大。结论：串联质谱法检测VLCAC和LPC可作为过氧化物酶体病筛查的方法，其中C26或可作为诊断敏感指标。
关键词： 过氧化物酶体病;  筛查;  串联质谱法;  极长链酰基肉碱;  溶血磷脂酰胆碱    
Abstract:

Objective:To investigate the value of very long chain acylcarnitine (VLCAC) and lysophosphatidylcholine (LPC) in screening of peroxisomal disease in children. Methods:Eighteen children with peroxisomal disease, including 14 cases of X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD group) and 4 cases of Zellweger syndrome (ZS group) diagnosed based on clinical symptoms, MRI and genetic tests were enrolled in the study; and 200 healthy children were selected as control group. Samples of dried blood spots were collected from all subjects, VLCAC and LPC in dried blood spots were extracted by solvent containing internal isotopic standards hexacosanoylcarnitine (2H3-C26) and C26:0 lysophosphatidylcholine (2H4-C26:0-LPC). The eicosanoylcarnitine (C20), docosanoylcarnitine (C22), tetracosanoylcarnitine (C24), hexacosanoylcarnitine (C26), C20:0 lysophosphatidylcholine (C20:0-LPC), C22:0 lysophosphatidylcholine (C22:0-LPC), C24:0 lysophosphatidylcholine (C24:0-LPC) and C26:0 lysophosphatidylcholine (C26:0-LPC) were detected by tandem mass spectrometry (MS/MS). The above 8 indicators and the ratios were compared among the groups using Kruskal-WallisH test and Mann-Whitney U test; the contribution of each index to the disease were analyzed by partial least square method. Results:Except C24:0-LPC/C20:0-LPC, there were significant differences in all indicators and ratios among all groups (P<0.05 orP<0.01). There were differences in most indicators and ratios between X-ALD group and the control group, as well as between ZS group and the control group, but there was no difference between the X-ALD group and the ZS group. PLS-DA analysis showed that the peroxisome disease group (including X-ALD group and ZS group) and the control group were able to be completely separated, and C26 had the highest variable importance for the projection (VIP) value.Conclusion:MS/MS detection of VLCAC and LPC can be used as a screening method for peroxisomal disease, and C26 may be a sensitive indicator for diagnosis.
Key words: Peroxisomal disease    Screening    Tandem mass spectrometry    Very long chain acylcarnitine    Lysophosphatidylcholine
收稿日期: 2021-04-26 出版日期: 2021-11-01
CLC:  R596  
基金资助: 上海市科学技术委员会科研计划（18441905100）；上海市“重中之重”临床医学重点学科建设项目（2017ZZ02019）；上海市卫生;计划生育委员会科研课题（2018ZHYL0233）
通讯作者: 田国力     E-mail: wangym@shchildren.com.cn;tiangl@shchildren.com.cn
作者简介: 王燕敏，主管技师，主要从事儿童遗传代谢病筛查工作；E-mail：wangym@shchildren.com.cn；https：//orcid.org/0000-0003-1279-9422
服务　　
把本文推荐给朋友
加入引用管理器
E-mail Alert
RSS
作者相关文章　　
王燕敏
田国力
纪伟
王四美
张潇分

引用本文:

王燕敏,田国力,纪伟,王四美,张潇分. 串联质谱法在过氧化物酶体病筛查中的应用[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 481-486.

WANG Yanmin,TIAN Guoli,JI Wei,WANG Simei,ZHANG Xiaofen. Very long chain acylcarnitines and lysophosphatidylcholines in screening of peroxisomal disease in children by tandem mass spectrometry. J Zhejiang Univ (Med Sci), 2021, 50(4): 481-486.

链接本文:

http://www.zjujournals.com/med/CN/10.3724/zdxbyxb-2021-0254    或    http://www.zjujournals.com/med/CN/Y2021/V50/I4/481

组别

n

C20（μmol/L）

C22（μmol/L）

C24（μmol/L）

C26（μmol/L）

C20:0-LPC（μmol/L）

C22:0-LPC（μmol/L）

健康对照组

200

0.01（0.01，0.01）

0.01（0.01，0.01）

0.02（0.01，0.02）

0.01（0.01，0.01）

0.18（0.14，0.22）

0.15（0.12，0.17）

X-ALD组

14

0.02（0.015，0.02）*

0.01（0.01，0.02）*

0.10（0.08，0.11）*

0.11（0.09，0.12）*

0.39（0.27，0.60）*

0.27（0.25，0.37）*

ZS组

4

0.025（0.02，0.04）*

0.015（0.01，0.03）*

0.10（0.06，0.13）*

0.11（0.09，0.12）*

0.24（0.17，0.33）

0.16（0.12，0.21）

H值

—

26.85

70.79

28.35

144.48

23.37

26.78

P值

—

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

组别

n

C24:0-LPC（μmol/L）

C26:0-LPC（μmol/L）

C24/C20

C24/C22

C26/C20

C26/C22

健康对照组

200

0.38（0.34，0.42）

0.19（0.17，0.23）

1.50（1.00，2.00）

2.00（1.00，2.00）

2.00（1.00，2.00）

1.00（1.00，1.00）

X-ALD组

14

0.78（0.58，0.95）*

0.54（0.35，0.78）*

5.00（4.58，6.50）*

8.00（7.00，10.00）*

6.00（5.25，8.25）*

9.00（7.75，11.56）*

ZS组

4

0.62（0.55，0.68）*

0.68（0.61，0.89）*

2.75（1.83，5.63）

4.67（2.25，8.25）*

4.00（2.64，7.25）*

7.25（3.83，11.00）*

H值

—

42.13

41.21

45.80

49.61

59.47

109.91

P值

—

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

<0.01

组别

n

C24:0-LPC/C20:0-LPC

C24:0-LPC/C22:0-LPC

C26:0-LPC/C20:0-LPC

C26:0-LPC/C22:0-LPC

健康对照组

200

1.00（0.82，1.25）

2.63（2.25，3.12）

0.52（0.39，0.67）

1.33（1.08，1.61）

X-ALD组

14

1.96（1.52，2.63）

2.32（2.2，3.22）

1.30（0.89，2.18）

1.77（1.00，2.50）

ZS组

4

2.42（2.12，2.95）

3.83（3.33，4.34）*

3.64（1.97，5.76）*

4.65（3.06，7.67）*

H值

—

1.02

6.94

7.78

12.20

P值

—

>0.05

<0.05

<0.05

<0.01
表 1  X-ALD组、ZS组与健康对照组极长链酰基肉碱和溶血磷脂酰胆碱检测结果比较
图 1  极长链酰基肉碱和溶血磷脂酰胆碱各指标筛查过氧化物酶体病的偏最小二乘法分析得分散点图X-ALD：X-连锁肾上腺脑白质营养不良；ZS：脑肝肾综合征.
图 2  极长链酰基肉碱和溶血磷脂酰胆碱各指标筛查过氧化物酶体病的变量投影重要度权重评分图C20：二十碳酰基肉碱；C22：二十二碳酰基肉碱；C24：二十四碳酰基肉碱；C26：二十六碳酰基肉碱；C20:0-LPC：二十碳溶血磷脂酰胆碱；C22:0-LPC：二十二碳溶血磷脂酰胆碱；C24:0-LPC：二十四碳溶血磷脂酰胆碱；C26:0-LPC：二十六碳溶血磷脂酰胆碱.
1 POWERSJ M. Normal and defective neuronal membranes: structure and function: neuronal lesions in peroxisomal disorders[J]J Mol Neurosci, 2001, 16( 2-3): 285-287.
doi: 10.1385/JMN:16:2-3:285
2 KEMPERA R, BROSCOJ, COMEAUA M, et al.Newborn screening for X-linked adrenoleukodystrophy: evidence summary and advisory committee recommendation[J]Genet Med, 2017, 19( 1): 121-126.
doi: 10.1038/gim.2016.68
3 PIERPONTE I, NASCENED R, SHANLEYR, et al.Neurocognitive benchmarks following transplant for emerging cerebral adrenoleukodystrophy[J/OL]Neurology, 2020, 95( 5): e591-e600.
doi: 10.1212/WNL.0000000000009929
4 TIANG L, XUF, JIANGK, et al.Evaluation of a panel of very long-chain lysophosphatidylcholines and acylcarnitines for screening of X-linked adrenoleukodystrophy in China[J]Clin Chim Acta, 2020, 157-162.
doi: 10.1016/j.cca.2020.01.016
5 TURKB R, THEDAC, FATEMIA, et al.X‐linked adrenoleukodystrophy: pathology, pathophysiology, diagnostic testing, newborn screening and therapies[J]Int J Dev Neurosci, 2020, 80( 1): 52-72.
doi: 10.1002/jdn.10003
6 ENGELENM, KEMPS, DE VISSERM, et al.X-linked adrenoleukodystrophy (X-ALD): clinical presentation and guidelines for diagnosis, follow-up and management[J]Orphanet J Rare Dis, 2012, 7( 1): 51-65.
doi: 10.1186/1750-1172-7-51
7 BERGERJ, FORSS-PETTERS, EICHLERF S. Pathophysiology of X-linked adrenoleukodystrophy[J]Biochimie, 2014, 135-142.
doi: 10.1016/j.biochi.2013.11.023
8 BEZMANL, MOSERA B, RAYMONDG V, et al.Adrenoleukodystrophy: incidence, new mutation rate, and results of extended family screening[J]Ann Neurol, 2001, 49( 4): 512-517.
doi: 10.1002/ana.101
9 WIENSK, BERRYS A, CHOIH, et al.A report on state‐wide implementation of newborn screening for X‐linked adrenoleukodystrophy[J]Am J Med Genet, 2019, 179( 7): 1205-1213.
doi: 10.1002/ajmg.a.61171
10 叶　畅, 程国强, 王来栓, 等. PEX1基因变异致新生儿Zellweger综合征二例并文献复习[J]. 中华新生儿科杂志, 2019, 34(3): 197-202
YE Chang, CHENG Guoqiang, WANG Laishuan, et al. PEX1 gene related Zellweger syndrome: a report of 2 cases and literature review[J]. Chinese Journal of Neonatology, 2019, 34(3): 197-202. (in Chinese)
11 KIMJ H, KIMH J. Childhood X-linked adrenoleukodystrophy: clinical-pathologic overview and MR imaging manifestations at initial evaluation and follow-up[J]RadioGraphics, 2005, 25( 3): 619-631.
doi: 10.1148/rg.253045118
12 VREKENP, VAN LINTA E M, BOOTSMAA H, et al.Rapid stable isotope dilution analysis of very-long-chain fatty acids, pristanic acid and phytanic acid using gas chromatography–electron impact mass spectrometry[J]J Chromatography B-BioMed Sci Appl, 1998, 713( 2): 281-287.
doi: 10.1016/S0378-4347(98)00186-8
13 蔡燕娜, 江敏妍, 彭敏芝, 等. X-连锁肾上腺脑白质营养不良患者极长链脂肪酸水平及ABCD1基因突变相关性分析[J]. 国际遗传学杂志, 2018, 41(2): 102-107
CAI Yanna, JIANG Minyan, PENG Minzhi, et al. Analysis of the relationship between the level of very long chain fatty acid and ABCD1 gene mutation in X-linked adrenaldystrophy patients[J]. International Journal of Genetics, 2018, 41(2): 102-107. (in Chinese)
14 韩　鎏, 倪君君, 相　婷, 等. 液相色谱-串联质谱方法检测血清中极长链脂肪酸含量[J]. 中华检验医学杂志, 2011, 34(1): 30-35
HAN Liu, NI Junjun, XIANG Ting, et al. Determination of the concentration of very long chain fatty acids in serum by liquid chromatography-tandem mass spectrometry[J]. Chinese Journal of Laboratory Medicine, 2011, 34(1): 30-35. (in Chinese)
15 MOSER A B, KREITER N, BEZMAN L, et al. Plasma very long chain fatty acids in 3000 peroxisome disease patients and 29000 controls[J]. Ann Neurol, 1999, 45(1): 100-110
16 THEDAC, WOODYR C, NAIDUS, et al.Increased very long chain fatty acids in patients on a ketogenic diet: a cause of diagnostic confusion[J]J Pediatr, 1993, 122( 5): 724-726.
doi: 10.1016/S0022-3476(06)80013-2
17 HUBBARDW C, MOSERA B, TORTORELLIS, et al.Combined liquid chromatography–tandem mass spectrometry as an analytical method for high throughput screening for X-linked adrenoleukodystrophy and other peroxisomal disorders: preliminary findings[J]Mol Genet Metab, 2006, 89( 1-2): 185-187.
doi: 10.1016/j.ymgme.2006.05.001
18 TURGEONC T, MOSERA B, M?RKRIDL, et al.Streamlined determination of lysophosphatidylcholines in dried blood spots for newborn screening of X-linked adrenoleukodystrophy[J]Mol Genet Metab, 2015, 114( 1): 46-50.
doi: 10.1016/j.ymgme.2014.11.013
[1] 韩连书. 新生儿遗传病基因筛查技术及相关疾病[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 429-435.
[2] 于玥,凌诗颖,帅瑞雪,邱文娟,张惠文,梁黎黎,季文君,刘宇超,顾学范,韩连书. 720例甲基丙二酸血症MMACHC基因c.609G>A突变患者临床特征及随访分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 436-443.
[3] 周朵,叶梅玲,胡真真,张玉,朱琳,杨茹莱,黄新文. 浙江省新生儿多酰基辅酶A脱氢酶缺乏症筛查及随访分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 454-462.
[4] 唐诚芳,谭敏沂,谢婷,唐芳,刘思迟,韦青秀,刘记莲,黄永兰. 广州地区新生儿遗传代谢病串联质谱法筛查结果及筛查性能评估[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 463-471.
[5] 杨池菊,史彩虹,周成,万秋花,周艳彬,陈西贵,靳宪莲,黄成刚,徐鹏. 山东省济宁地区新生儿脂肪酸氧化代谢病筛查及随访分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2021, 50(4): 472-480.
[6] 徐玮泽,俞凯,徐佳俊,叶菁菁,李昊旻,舒强. 先天性心脏病心音听诊筛查的人工智能技术应用现状[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2020, 49(5): 548-555.
[7] 胡真真,杨建滨,胡凌微,赵云飞,张超,杨茹莱,黄新文. 浙江省新生儿异戊酸血症筛查及临床分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2020, 49(5): 556-564.
[8] 胡凌微,胡真真,杨建滨,张玉,施叶珍,祝莎莎,杨茹莱,黄新文. 递送及储存条件对新生儿干血斑标本中氨基酸和肉碱浓度的影响[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2020, 49(5): 565-573.
[9] 黄淑敏,赵正言. 重症联合免疫缺陷病新生儿筛查及免疫系统重建研究进展[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2019, 48(4): 351-357.
[10] 吴鼎文,芦斌,杨建滨,杨茹莱,黄新文,童凡,郑静,赵正言. 3-羟基异戊酰基肉碱代谢异常新生儿遗传学分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2019, 48(4): 390-396.
[11] 童凡,杨茹莱,刘畅,吴鼎文,张婷,黄新文,洪芳,钱古柃,黄晓磊,周雪莲,舒强,赵正言. 新生儿酪氨酸血症筛查及基因谱分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2019, 48(4): 459-464.
[12] 曾婷婷,张力三,杨怡,谢非,张丹,胡兴越. 阻塞性睡眠呼吸暂停筛查量表在急性缺血性脑卒中患者中的应用评价[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2018, 47(2): 174-180.
[13] 黄新文 等. 浙江省新生儿氨基酸代谢疾病筛查及随访分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(3): 233-239.
[14] 朱晖 等. 高龄孕妇外周血胎儿游离DNA产前筛查胎儿常见非整倍体的临床意义[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(3): 256-261.
[15] 洪芳 等. 浙江省新生儿有机酸尿症筛查及随访分析[J]. 浙江大学学报（医学版）, 2017, 46(3): 240-247.