Анализ крови на аминокислоты и ацилкарнитины: 42 показателя

Панель представляет собой расширенный вариант метаболического скрининга, включающий 11 аминокислот и 31 ацилкарнитин. Ключевое отличие от базовой панели на 32 показателя — наличие 3-гидроксиацилкарнитинов (C4OH, C5OH, C6OH, C14OH, C16OH, C16:1OH, C18OH, C18:1OH), адипилкарнитина (C6DC) и тиглилкарнитина (C5:1). Эти дополнительные маркеры существенно расширяют диагностические возможности: 3-гидроксиацилкарнитины являются специфическими маркерами дефицита длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы (LCHAD) и дефицита митохондриального трифункционального белка (TFP) — заболеваний, которые могут быть пропущены при использовании базовой панели без гидрокси-метаболитов. Расширенный состав также повышает диагностическую точность при множественном дефиците ацил-КоА-дегидрогеназ (глутаровая ацидемия II типа), дефектах метаболизма изолейцина и ряде других редких нарушений.

Метод исследования: высокоэффективная жидкостная хроматография с тандемным масс-спектрометрическим детектированием (ВЭЖХ-МС/МС). 

Состав панели

Аминокислоты (11 показателей)

Аминокислоты являются структурными компонентами белков, входят в состав ферментов, участвуют в образовании гормонов, пигментов, нейромедиаторов, являются источником энергии и активируют процессы регенерации. Дефект ферментов на различных этапах метаболизма аминокислот приводит к их накоплению или дефициту, оказывая повреждающее действие на нервную систему, печень, почки и другие органы.

• Фенилаланин (PHE) и тирозин (TYR) — диагностическая пара для фенилкетонурии и тирозинемий. Повышение фенилаланина при нормальном или сниженном тирозине — паттерн ФКУ. Повышение тирозина — тирозинемии, транзиторная тирозинемия новорождённых, тяжёлые заболевания печени.
• Лейцин + изолейцин (XLE) и валин (VAL) — аминокислоты с разветвлённой цепью (BCAA). Совместное повышение — маркер болезни кленового сиропа (лейциноза).
• Метионин (MET) — повышение при гомоцистинурии, нарушениях трансметилирования, тирозинемии I типа, тяжёлых заболеваниях печени.
• Цитруллин (CIT), аргинин (ARG), орнитин (ORN) — маркеры дефектов цикла мочевины. Цитруллин — ключевой элемент дифференциальной диагностики гипераммониемий. Повышение аргинина — маркер аргининемии. Повышение орнитина — атрофии гирата и HHH-синдрома.
• Глицин (GLY) — маркер некетотической гиперглицинемии при значительном повышении; вторично повышается при органических ацидемиях.
• Аланин (ALA) — «суррогатный» маркер лактатацидоза при митохондриальных заболеваниях.
• Пролин (PRO) — повышение при гиперпролинемиях I и II типов.

Ацилкарнитины (31 показатель)

Ацилкарнитины — производные карнитина и жирных кислот, являющиеся участниками сложных биохимических реакций клеточного метаболизма. Карнитин переносит жирные кислоты через мембрану митохондрий для бета-окисления — основного источника энергии для сердца, скелетных мышц и печени при голодании и нагрузке. При ферментативных дефектах жирные кислоты не могут быть окислены, накапливаются в виде соответствующих ацилкарнитинов и поступают в кровь. Профиль ацилкарнитинов — «зеркало» работы митохондриального окисления.

• L-карнитин свободный — общий пул карнитина. Снижение при первичном дефиците карнитина (нарушение мембранного транспорта — излечимое состояние) и вторичном (заболевания печени и почек, гемодиализ, вальпроат-терапия, органические ацидемии).
• Ацетилкарнитин (C2) — отражает активность пируватдегидрогеназного комплекса и общий уровень окисления.
• Пропионилкарнитин (C3) — маркер пропионовой ацидемии и метилмалоновой ацидемии. Тяжёлые органические ацидемии с дебютом в неонатальном периоде.
• Бутирилкарнитин (C4) — повышение при дефиците короткоцепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (SCAD) и множественном дефиците ацил-КоА-дегидрогеназ (MADD/глутаровая ацидемия II типа).
• Изовалерилкарнитин (C5) — маркер изовалериановой ацидемии («синдром потных ног»). Также повышается при дефиците 2-метилбутирил-КоА-дегидрогеназы.
• Тиглилкарнитин (C5:1) — маркер дефицита бета-кетотиолазы (2-метилацетоацетил-КоА-тиолазы) и нарушений метаболизма изолейцина. Дополнительный маркер, отсутствующий в базовой панели на 32 показателя и повышающий диагностическую точность для этой группы заболеваний.
• 3-гидроксиизовалерилкарнитин (C5OH) — маркер дефицита 3-метилкротонил-КоА-карбоксилазы (3-МКК), дефицита холокарбоксилазсинтетазы и дефицита биотинидазы. Последние два состояния поддаются лечению биотином — ранняя диагностика предотвращает тяжёлые последствия.
• 3-гидроксибутирилкарнитин (C4OH) — повышение при дефиците короткоцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы (SCHAD) и множественном дефиците ацил-КоА-дегидрогеназ.
• Среднецепочечные ацилкарнитины (C6, C8, C8:1, C10, C10:1, C10:2) — паттерн повышения (особенно C8 и C10) — маркер дефицита среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (MCAD), наиболее распространённого наследственного нарушения окисления жирных кислот. Проявляется гипокетотической гипогликемией при голодании; может приводить к внезапной смерти в раннем детстве. При ранней диагностике хорошо управляется избеганием длительного голодания.
• Гексаноилкарнитин (C6) и 3-гидроксигексаноилкарнитин (C6OH) — совместное повышение C6 и C6OH расширяет дифференциальную диагностику среднецепочечных дефектов.
• Адипилкарнитин (C6DC) — дикарбоксильный ацилкарнитин, маркер множественного дефицита ацил-КоА-дегидрогеназ (MADD/глутаровая ацидемия II типа) и дефицита среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы. Дополнительный маркер, отсутствующий в базовой панели.
• Додеканоилкарнитин (лауроил, C12) и додеценоилкарнитин (C12:1) — переходные между средне- и длинноцепочечными; повышение наблюдается при VLCAD и MCAD.
• Длинноцепочечные ацилкарнитины (C14, C14:1, C14:2, C16, C16:1, C18, C18:1, C18:2) — повышение характерно для дефицита очень длинноцепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы (VLCAD), дефицита карнитинпальмитоилтрансферазы II (CPT II) и дефицита транслоказы. C14:1 (миристолеилкарнитин) — наиболее чувствительный единичный маркер VLCAD. Проявления: гипокетотическая гипогликемия, кардиомиопатия, рабдомиолиз.
• 3-гидроксиацилкарнитины длинноцепочечные (C14OH, C16OH, C16:1OH, C18OH, C18:1OH) — специфические маркеры дефицита длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназы (LCHAD) и дефицита митохондриального трифункционального белка (TFP). Это ключевое дополнение расширенной панели. LCHAD-дефицит проявляется гипокетотической гипогликемией, кардиомиопатией, рабдомиолизом, ретинопатией и периферической нейропатией. Во время беременности плодом с LCHAD-дефицитом у матери может развиться HELLP-синдром или острая жировая дистрофия печени — одно из немногих наследственных заболеваний плода, вызывающих осложнения у матери. Без 3-гидрокси-маркеров LCHAD-дефицит может быть пропущен, поскольку обычные длинноцепочечные ацилкарнитины (C16, C18:1) повышаются и при VLCAD — дифференциация возможна только по гидрокси-формам.
• Миристоилкарнитин (C14) и 3-гидроксимиристоилкарнитин (C14OH) — совместная оценка C14, C14:1, C14OH позволяет разграничить VLCAD (повышены C14, C14:1; C14OH нормальный) и LCHAD/TFP (повышены C14OH, C16OH, C18:1OH).

Клиническое значение

Расширенная панель на 42 показателя — наиболее полный инструмент метаболического скрининга из доступных в рутинной клинической практике. Она позволяет одновременно оценить три большие группы наследственных болезней обмена (аминоацидопатии, дефекты цикла мочевины, нарушения окисления жирных кислот) и обеспечивает диагностические возможности, недоступные при использовании базовых панелей.

Диагностика наследственных аминоацидопатий и дефектов цикла мочевины . Аминокислотная часть панели охватывает маркеры ФКУ, лейциноза, тирозинемий, гомоцистинурии, гиперглицинемии, гиперпролинемии и основных дефектов цикла мочевины. Большинство этих заболеваний дебютируют в неонатальном периоде или раннем детстве, при отсутствии лечения приводят к необратимым неврологическим последствиям, однако при ранней диагностике поддаются патогенетической терапии.

Диагностика дефектов окисления жирных кислот — основная область, где расширенная панель превосходит базовую. При этих заболеваниях организм не может использовать жирные кислоты как источник энергии при голодании и физической нагрузке. Проявления включают гипокетотическую гипогликемию, кардиомиопатию, рабдомиолиз, поражение печени, а при LCHAD — ретинопатию и периферическую нейропатию. Ряд этих заболеваний исторически был одной из причин «синдрома внезапной детской смерти» до внедрения неонатального скрининга. При ранней диагностике большинство дефектов хорошо управляются: избегание длительного голодания, диета с ограничением жиров определённой длины цепи, заместительная терапия карнитином.

Дифференциальная диагностика VLCAD и LCHAD — ключевое преимущество расширенной панели. Оба заболевания проявляются сходной клинической картиной и оба сопровождаются повышением длинноцепочечных ацилкарнитинов. Однако лечение различается, а LCHAD дополнительно угрожает ретинопатией и нейропатией. Разграничить их позволяют только 3-гидрокси-маркеры (C16OH, C18OH, C18:1OH), которые повышены при LCHAD и нормальны при VLCAD. Базовая панель без гидрокси-метаболитов не способна провести эту дифференциацию. LCHAD-дефицит имеет уникальную акушерскую ассоциацию: во время беременности плодом с LCHAD-дефицитом у матери может развиться HELLP-синдром или острая жировая дистрофия печени — при их развитии новорождённому рекомендуется обследование с расширенной панелью.

Диагностика дефектов биотинового цикла. C5OH — маркер дефицита биотинидазы и холокарбоксилазсинтетазы. Оба состояния излечимы пожизненным приёмом биотина. Без лечения развиваются судороги, алопеция, дерматит, иммунодефицит. Ранняя диагностика предотвращает все последствия.

Оценка карнитинового статуса . Первичный дефицит карнитина — излечимое заболевание: заместительная терапия L-карнитином предотвращает кардиомиопатию и метаболические кризы. Вторичный дефицит наблюдается при органических ацидемиях, хроническом гемодиализе, терапии вальпроевой кислотой.

Выявление вторичных нарушений . Изменения аминокислотного и ацилкарнитинового профиля наблюдаются при заболеваниях печени, воспалительных заболеваниях кишечника, почечной патологии, злокачественных новообразованиях, недостаточном питании, ряде лекарственных воздействий. Нарушения метаболизма происходят как при повышенном уровне аминокислот и ацилкарнитинов, так и при их недостатке.

В отличие от панели на 32 показателя, расширенная панель рекомендуется при необходимости дифференциальной диагностики дефектов окисления длинноцепочечных жирных кислот, при подозрении на дефекты биотинового цикла, при множественном дефиците ацил-КоА-дегидрогеназ и при нетипичных фенотипах, требующих максимально детального метаболического профиля.

Ограничения

Суммарное определение лейцина и изолейцина (XLE) не позволяет дифференцировать их индивидуально. При подозрении на лейциноз — дополнительное исследование с раздельным определением.
Лёгкие формы наследственных болезней обмена могут давать нормальный профиль в межприступном периоде. При клиническом подозрении и нормальном результате рекомендуется повторное исследование во время метаболического криза или на фоне провокации (по назначению врача).
Приём L-карнитина повышает уровень свободного карнитина и ацилкарнитинов. Вальпроевая кислота снижает свободный карнитин. Биотин влияет на уровень C5OH. Эти факторы учитываются при интерпретации.
Диагноз наследственной болезни обмена не устанавливается на основании одного теста. Интерпретация осуществляется врачом (генетиком, неонатологом, педиатром, неврологом) с учётом клинической картины, семейного анамнеза и данных других обследований. Подтверждение — повторное исследование, молекулярно-генетический анализ, ферментативная диагностика.