Наследственные нарушения обмена веществ включают аномалии обмена аминокислот, органических кислот, жирных кислот и сахара, а также нарушения лизосомального хранения. Ранее из-за ограничений в методах обнаружения эти наследственные нарушения обмена веществ не диагностировались своевременно и считались «редкими». В последние годы на международном уровне была разработана тандемная масс-спектрометрия (MS/MS) для определения профилей аминокислот и ацилкарнитина в высушенных фильтрах крови, обеспечивающая техническую поддержку для быстрой клинической диагностики нарушений обмена аминокислот, органических кислот и жирных кислот в сочетании с газовой хроматографией-масс-спектрометрией (GC-MS). Сочетание газовой хроматографии-масс-спектрометрии (ГХ-МС) для определения органических кислот в моче привело к более надежной диагностике и облегчило скрининг, диагностику и лечение наследственных метаболических заболеваний. Тандемная масс-спектрометрия — это качественный и количественный анализ веществ путем определения отношения массы к заряду (относительной молекулярной массы) веществ в образце, и может одновременно определять более 70 аминокислот и ацилкарнитинов в капле крови, позволяя быстро проводить скрининг и диагностику более 40 заболеваний обмена аминокислот, органических кислот и жирных кислот, распространенность которых показана в таблице 1. Тандемная масс-спектрометрия уже используется во многих странах для скрининга новорожденных и выявления клинически подозрительных пациентов, что привело к значительному росту распространенности соответствующих заболеваний. Газовая хроматография-масс-спектрометрия (ГХ-МС) — это метод, используемый для обнаружения органических кислот в моче в качестве вспомогательного средства или дифференциальной диагностики заболеваний окислительного метаболизма аминокислот, органических кислот и жирных кислот. Использование технологии ГХ-МС для выявления генетических метаболических заболеваний началось в нашей стране в 2000 году, а использование тандемной масс-спектрометрии для скрининга новорожденных с генетическими метаболическими заболеваниями и выявления пациентов с клиническими подозрениями на генетические метаболические заболевания началось в 2002 году, что привело к значительному улучшению скрининга, диагностики и лечения генетических метаболических заболеваний в Китае. В Шанхайской больнице Синьхуа с помощью тандемной масс-спектрометрии было обследовано 269 341 новорожденных и выявлено 74 случая 14 генетических метаболических заболеваний, с частотой положительных результатов 1/3640, см. таблицу 2. 12 100 детей с клиническим подозрением на генетические метаболические заболевания были выявлены с помощью комбинированной газофазной масс-спектрометрии, и было подтверждено 703 случая генетических метаболических заболеваний, с частотой диагностирования 5,8%, среди которых распространенными были фенилкетонурия и метилмалоновая ацидемия. Нарушения метаболизма аминокислот в основном вызваны повышением или понижением уровня соответствующей аминокислоты в организме из-за блокировки метаболического пути аминокислот, с соответствующим увеличением ее побочных метаболитов, органических кислот, наносящих вред организму. Тандемная масс-спектрометрия выявляет нарушения метаболизма аминокислот путем измерения уровня аминокислот в фильтрах крови и соотношения между родственными аминокислотами. Газовая хроматография-масс-спектрометрия обнаруживает органические кислоты в моче пациента в качестве вспомогательного метода диагностики. Тандемная масс-спектрометрия специфична для выявления гиперфенилаланинемии, кленового сахарного диабета, цитруллинемии, тирозинемии, цитруллинемии и аргининемии. Поскольку дефицит транскарбамилфосфатсинтазы и дефицит орнитинтранскарбамилтрансферазы (OTCD) свидетельствует о снижении уровня цитруллина, тандемная масс-спектрометрия используется для выявления людей с пониженным уровнем цитруллина в крови в сочетании с газовой хроматографией-масс-спектрометрией для определения уровня оротата и урацила в моче, при этом повышенный уровень свидетельствует о OTCD, а нормальный — о дефиците транскарбамилфосфатсинтазы. Существует три типа тирозинемии, все из которых показывают повышенный уровень тирозина с помощью тандемной масс-спектрометрии. Те, у кого повышен уровень ацетона янтарной кислоты, 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты и 4-гидроксифенилмолочной кислоты с помощью газовой хроматографии-масс-спектрометрии, относятся к типу I, а те, у кого повышен уровень только 4-гидроксифенилпировиноградной кислоты и 4-гидроксифенилмолочной кислоты, относятся к типу II или III. Органические ацидемии — это группа генетических нарушений обмена веществ, включающая более 10 нарушений, таких как ММА, PA, IVA, MCC, HMG, GA-I, GA-II, дефицит биотинидазы и дефицит синтазы общей карбоксилазы. Из-за блокировки дальнейшего пути метаболизма органических кислот, образующихся в процессе метаболизма белков, жиров или сахаров, происходит большое увеличение органических кислот в организме, что вредно для организма. Избыток органических кислот в организме соединяется со свободным карнитином с образованием ацил-карнитина с различной длиной углеродной цепи, с одной стороны, и выводится с мочой, с другой стороны, что приводит к большому увеличению уровня органических кислот в моче пациентов. Тандемная масс-спектрометрия выявляет органическую ацидемию путем измерения уровня ацилкарнитина в крови, а газовая хроматография-масс-спектрометрия выявляет органическую ацидемию путем измерения уровня органических кислот в моче. ММА является наиболее распространенной из органических ацидемий в нашей стране. Нарушения окислительного метаболизма жирных кислот — это группа заболеваний, возникающих в результате нарушения окисления жирных кислот из-за дисфункции необходимых ферментов во время поступления жирных кислот в митохондриальный путь или во время b-окисления жирных кислот. Эти нарушения трудно диагностировать из-за отсутствия специфических клинических проявлений и рутинных лабораторных тестов. Свободный карнитин и ацилкарнитин являются основными и промежуточными продуктами окислительного метаболизма жирных кислот, поэтому нарушение окислительного метаболизма жирных кислот приводит к увеличению или уменьшению свободного карнитина или ацилкарнитина в организме, поэтому уровень свободного карнитина или ацилкарнитина в крови может быть измерен с помощью тандемной масс-спектрометрии, а изменения в уровнях ацилкарнитина с различной длиной углеродной цепи могут быть использованы для скрининга и диагностики заболеваний обмена жирных кислот. Когда блокируется b-окисление жирных кислот, усиливается путь w-окисления, поэтому в моче появляется дикарбоновая кислота, но она не является специфической. Распространенность метаболических заболеваний b-окисления жирных кислот высока в Европе и США, при этом наиболее распространенным является дефицит дегидрогеназы среднецепочечного ацил-коэнзима А, распространенность которого составляет от 1:8 100 до 1:20 000 среди кавказского населения. За исключением нескольких аминокислотных заболеваний, при большинстве этих заболеваний отсутствуют специфические клинические признаки и симптомы метаболических заболеваний b-окисления аминокислот, органических кислот и жирных кислот, при этом трудности с кормлением, рвота, вялость, кома и судороги преобладают в неонатальном периоде, у младенцев и детей. В неонатальном периоде основными причинами являются трудности с кормлением, рвота, вялость, кома и судороги, а у младенцев и детей младшего возраста чаще встречаются задержка моторного и языкового развития, умственная отсталость, судороги, гипотония и повторяющаяся рвота. При физическом осмотре часто встречаются микроцефалия, гепатомегалия и кардиомегалия. Обычные лабораторные тесты включают умеренную кислотность, высокий уровень аммиака в крови, повышенный лактат, гипогликемию и повышенный уровень креатинкиназы. Поэтому при появлении ребенка с такими клиническими проявлениями неизвестного происхождения следует рассмотреть возможность наследственного нарушения обмена веществ и получить образец крови или мочи для специфического анализа на аминокислоты, ацилкарнитин и органические кислоты, чтобы избежать задержки в диагностике и лечении. Кроме того, для тандемной масс-спектрометрии используется высушенная фильтровальная бумага для крови, а для газофазной масс-спектрометрии можно использовать свежую мочу или высушенную фильтровальную бумагу для мочи, что упрощает сбор и доставку образцов, облегчает дистанционную доставку образцов и помогает оказывать услуги пациентам в полевых условиях.