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编号:10266828
气相色谱法检测极长链脂肪酸的诊断价值
http://www.100md.com 《中华检验医学杂志》 2000年第6期
     作者:陈君 张健 薛启

    单位:首都医科大学附属北京友谊医院神经生化室 100050

    关键词:脂肪酸类;色谱法;肾上腺白质营养不良;血浆

    中华检验医学杂志000609 【摘要】 目的 检测已确诊为脑白质病变、并被拟诊为肾上腺白质营养不良(ALD)的患者,及可疑女性基因携带者血浆极长链脂肪酸(VLCFA)的水平,以明确诊断及检出杂合子。方法 应用气相色谱技术,检测了83例脑白质病患者及10例疑为基因携带者的血浆VLCFA,包括C26∶0含量,C26∶0/C22∶0和C24∶0/C22∶0的比值三项指标。结果 在83例患者中,三项指标均显著升高者9例,均不升高者66例,确诊率达90.4%。三项指标均中度升高和仅C26∶0/C22∶0和C24∶0/C22∶0显著升高者各2例,高度怀疑为ALD。10例可疑女性基因携带者中三项指标均显著升高者2例,均不升高者4例。结论 气相色谱技术检测血浆VLCFA的方法简便,结果稳定,是目前确诊ALD及检出大多数杂合子的关键手段。
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    Determination of plasma levels of very long chain fatty acids by gas chromatography

    CHEN Jun ZHANG Jian XUE Qiming

    (Laboratory of Neurochemistry, Department of Neurology, Beijing Friendship Hospital, Affiliated Hospital of Capital University of Medical Sciences, Beijing 100050, China)

    【Abstract】 Objective To determine plasma levels of very long chain fatty acids(VLCFA) of patients suspected to be undetermined type of leukoencephalopathy by MRI and diagnosed to be adrenoleukodystrophy(ALD), as well as suspected female carriers in order to verify the clinical diagnosis and detect the carriers.Methods By using gas chromatography to study plasma levels of VLCFA in 83 cases of suspected ALD and 10 cases of suspected carriers, including three markers(level of C26∶0, ratios of C26∶0/C22∶0 and C24∶0/C22∶0)respectively.Results Among 83 cases, 9 cases had 3 markers increased and 66 cases decreased. The verification rate was 90.4%. Two cases showed moderate increase in all the 3 markers, and another 2 cases showed marked increase in C26∶0/C22∶0 and C24∶0/C22∶0 levels, suspected to be a probable diagnosis of ALD. Among 10 supected female carriers, 2 cases showed an increase in the 3 markers, and 4 cases a decrease.Conclusion The determination of plasma VLCFA has been considered a simple ,convenient and stable method for the verification diagnosis of ALD patients and detection of most of the carriers.
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    【Key words】 Fatty acids;Chromatography, gas;Adrenoleukodystrophy;Plasma

    过氧化体病是一类由于过氧化体数量/结构异常或一种/一种以上过氧化体酶缺陷所致的遗传代谢性疾病,其中以X-连锁肾上腺白质营养不良(X-linked adrenoleukodystrophy,X-ALD)最为常见。该病系X-连锁隐性遗传病,其生化异常为过氧化体极长链脂肪酸-CoA合成酶缺陷并导致极长链脂肪酸(very long chain fatty acids, VLCFA)的β-氧化障碍,从而表现为VLCFA的异常累积。X-ALD的表型多样,从影像学检查中又缺乏特异性的指标。在目前,多广泛采用检测血浆VLCFA的方法以确诊此病。在X-ALD病人中,血浆C26∶0的浓度多有明显升高,而且C26∶0与C22∶0浓度之比(C26∶0/C22∶0)及C24∶0与C22∶0浓度之比(C24∶0/C22∶0)也往往同时升高。此外,对于大多数女性基因携带者(杂合子)也可通过此法检出。
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    近年来随着核磁共振(MRI)的广泛应用,以及临床医生对X-ALD及其他过氧化体病的深入了解,被诊断为脑白质病却不能明确病因,及初步诊断为ALD而又难以确诊的患者较前有所增多,因而血浆VLCFA检测就显得日益重要。我室在原有工作[1]的基础上,参照Moser等[2]的方法并结合实验室自身条件,应用气相色谱(GC)技术检测了83例经临床表现和影像学检查证实为脑白质病患者及10例可疑女性基因携带者的血浆VLCFA。现将实验方法及结果报告如下。

    材料和方法

    一、材料

    1.试剂:无水甲醇、二氯甲烷、乙酰氯、正己烷、乙腈、氯仿、碳酸钾。以上均为北京化工厂产品,分析纯。乙酰氯、无水甲醇、正己烷均重新蒸馏后使用。

    2.标准品:C22∶0、C24∶0、C26∶0及C27∶0四种脂肪酸及其甲酯为Sigma公司产品。
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    3.仪器:气相色谱仪,岛津GC-9A型;毛细管柱,SEG BPX70 0.22 mmΦ×30 m;数据处理机,岛津C-R6A型;XH-1高纯氢发生器,北京信和诚科技发展有限公司。

    二、实验方法及注意事项

    (一)标本的前处理

    1.取空腹静脉血3~5 ml,肝素抗凝,于1 h内离心,分离血浆,置低温冰箱保存。要注意溶血可能会造成假阳性。

    2.甲酯化处理:(1)取10 ml带盖(盖内须衬以聚四氟乙烯膜)螺口试管,用氯仿-甲醇(2∶1)溶液冲洗、干燥后,加0.25 ml血浆、1 ml甲醇-二氯甲烷(3∶1)溶液,摇匀;(2)准确加入内标物C27∶0甲酯5 μl(浓度为1 μg/μl,溶剂为正己烷);(3) 在通风橱内,极缓慢地滴入200 μl乙酰氯,同时轻轻摇动试管;(4)旋紧试管盖,置75℃恒温水浴箱1 h;(5)取出试管,待其冷却后,缓缓加入7%碳酸钾溶液4 ml,再加2 ml正己烷,混匀,以2 500 r/min,离心10 min;(6)收集上层正己烷相放入另一试管,加2 ml乙腈,彻底混匀,离心5 min,2 000 r/min。收集上层正己烷相于一尖底小试管;(7)用氮气(N2)吹干收集的正己烷相,气流大小一定要适当,以免管内液体溅出;(8)在GC分析前,加入50 μl正己烷充分溶解N2干燥的组分。
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    (二)GC分析条件

    色谱柱室由180℃升至220℃,升温速率2℃/min,载气流速70 ml/min,进样器和氢火焰检测器为260℃,3 μl进样。

    (三)脂肪酸甲酯标准曲线的制备

    用正己烷作溶剂,配制4组标准脂肪酸甲酯溶液,所含C22∶0、C24∶0、C26∶0和C27∶0的浓度(μg/μl) 分别为第一组:0.2、0.2、0.02、0.1;第二组:0.1、0.1、0.01、0.1;第三组:0.05、0.05、0.005、0.1;第四组:0.025、0.025、0.002 5、0.1。经 GC分析后得到峰高(H)- 浓度(C)的标准曲线。以Hi/Hs为坐标横轴,Ci/Cs为坐标纵轴,其中i代表各组分,s代表内标物。计算出各组分标准曲线的直线回归方程。
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    (四)定性及定量分析

    采用保留时间法对待测样品中C22∶0、C24∶0及C26∶0各组分定性,利用所得标准曲线或回归方程计算出各组分的血浆浓度。

    三、实验对象

    1.对照组:20名,年龄4~45岁,男12名,女8名。

    2.ALD组:9例,均为男性,年龄2~37岁。

    3.脑白质病组:83例,其中男64例,年龄9个月~42岁;女19例,年龄5~43岁。

    4.可疑杂合子组:10例,其中8例为男性脑白质病患者之母,2例为1名X-ALD患者(由外院确诊,已死亡)的姐妹,均为成年人。
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    结果

    1.按照上述实验方法和GC分析条件,所得色谱图见图1。各组分可较好分离。

    2.精密度试验:取对照组中1名正常人血浆8份,每份250μl,同时进行前处理和色谱分析,求得批内变异系数(CV)C22∶0为3.8%,C24∶0为3.7%,C26∶0为3.9%,两个月内共测定6次,求得批间变异系数C22∶0为4.0%,C24∶0为3.9%,C26∶0为4.0%。

    3.回收试验:取1份对照组中正常人血浆,按上述方法测得C22∶0为19.512 μg/ml,C24∶0为19.372 μg/ml,C26∶0为0.465 μg/ml,然后加入C22∶0 20 μg/ml、C24∶0 20 μg/ml、C26∶0 4 μg/ml的标准品,再次测定,共进行3次回收试验,所得回收率C22∶0为(94.2±1.6)%,C24∶0为(94.8±1.3)%,C26∶0为(95.0±0.9)%。
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    4.对照组、ALD组检测结果:见表1。

    统计分析显示,ALD组的三项指标均显著高于对照组(P<0.001),C22∶0含量显著低于对照组(P<0.05),这点与我室曾报道的结论[1]相一致。由于实验方法不同,或者实验条件、操作人员的不同,各实验室所测结果也不完全一致,但最终的结论是相同的。所以,每一实验室均应有自己的参考值。

    5.参照国外报道[2]和我们的经验,我们规定C26∶0、C24∶0/C22∶0分别大于对照组均值2~3s为中度升高;3s以上为显著升高;2s以下为未升高。C26∶0/C22∶0大于对照组均值2~4s为中度升高;4s以上为显著升高;2s以下为未升高。据此,脑白质病患者、可疑杂合子血浆VLCFA检测结果中:三项指标显著升高者,男性患者8例,女性患者1例,可疑杂合子2例;三项指标未升高者,男性患者48例,女性患者18例,可疑杂合子4例;三项指标中度升高者,男性患者2例,可疑杂合子2例;仅C26∶0/C22∶0和C24∶0/C22∶0显著升高者2例,均为男性患者;C26∶0中度升高者,男性患者1例,可疑杂合子1例;C24∶0/C22∶0显著升高者2例,均为男性患者;C24∶0/C22∶0中度升高者,男性患者1例,可疑杂合子1例。
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    图1 GC法测定血浆VLCFA的色谱图

    表1 对照组、ALD组血浆VLCFA检测结果(μg/ml,±s) 分组

    例数

    C26∶0

    C24∶0/C22∶0

    C26∶0/C22∶0

    对照组

    20

    0.544±0.183
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    0.939±0.151

    0.028±0.009 8

    ALD组

    9

    2.155±0.911

    2.201±0.644

    0.158±0. 075

    讨论

    1981 年,Moser[3]夫妇创建了血浆VLCFA的检测方法并发现X-ALD患者血浆中VLCFA异常增高,使得本病有了特异的且简便易行的诊断指标。1993年,Mosser等[4]采用位置克隆法分离出X-ALD基因,称为ALD蛋白,使X-ALD的诊断深入到基因水平,确诊率极高。但由于血浆VLCFA三项指标异常增高对于X-ALD具有确诊意义,且该方法取材简便,对病人的创伤小、花费少,实验操作步骤也较容易,结果稳定,适于在临床大量开展,所以目前,仍广泛采用血浆VLCFA检测来确诊此病。
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    国内关于这方面的报道极少,我室率先开展此项研究,以期为本病提供重要的确诊依据。在受试的患者和可疑杂合子中,绝大部分能够根据其检测结果划分为阳性及阴性。但是由于个体差异,以及所测对照组及ALD组例数有限,还有经验技术方面的种种原因,必然有个别人的检测数值介乎正常与异常范围之间,不易做出肯定判断。在这种情况下,必须加以具体分析,一般可以归纳为4种情况,分别为“阳性”、“疑似”(阳性概率>50%),“可疑”(阳性概率<50%),“阴性”。

    一、男性脑白质病患者组

    在本组中,有8例血浆VLCFA三项指标均显示异常增高,有48例三项指标均属正常范围,可以肯定地将其分别划分为“阳性”和“阴性”范围,为临床医生的进一步诊断和治疗提供了可靠的依据。

    仅有C26∶0/C22∶0和C24∶0/C22∶0显著增高者尚未见报道。据我们的研究结果,X-ALD病人的血浆C22∶0含量普遍较正常人低[1],而本组中有2例C22∶0含量尤其偏低,分别为7.3 μg/ml和6.8 μg/ml,致使含量并不高的C26∶0和C24∶0与C22∶0的比值均显著增高。出现这种情况的原因,估计可能是由于个体差异所致。而且相对来说,比值要比绝对含量受实验过程中各环节(如所加溶剂量及GC分析时进样量等)的影响小,其准确性也相对地更可信。综上所述,将这2例归为“疑似”范围更为妥当。
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    在本组中,有3岁和7岁两名患儿,其血浆VLCFA的三项指标均为中度升高,这种情况已见于Moser等[2]的报道,在他们检测的282例确诊儿童型ALD半合子中发现极个别患者的血浆VLCFA仅中度升高,这与我们的结果很类似,为了避免漏诊,应将其归为“疑似”范围,以备进一步检查。

    在ALD中,单独C24∶0/C22∶0升高及单独C26∶0升高的情况,未曾有过报道。仅是在1981年Moser等[3]报道,在他们检测的50名正常对照者中,有1名C24∶0/C22∶0升高,5名C26∶0升高,而其他各项指标均为正常。由此看来,上述两种情况对ALD的诊断并无太大意义。但由于经验等方面的原因,我们还是将其归为“可疑”范围。

    二、女性脑白质病患者组
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    ALD共有三种不同类型,即性连锁型(X-ALD)、新生儿型(NALD)和肾上腺脊髓神经病型(adrenomyloneuropathy,AMN)。其中X-ALD及其亚型AMN系X连锁隐性遗传,可发生在儿童和成人,均为男性发病。NALD按常染色体隐性遗传方式遗传,由于临床症状严重,预后差,存活时间短,故而临床上很少见。在本组中三项指标均未升高者18例,仅有1例8岁女童的血浆VLCFA三项指标均显著增高,这是很罕见的。但由于客观原因,对其父母双方情况均不了解,估计其父母为近亲,使其成为ALD纯合子所致。

    三、可疑杂合子

    本组检测的10例可疑杂合子中有3例母亲的结果为正常,且她们的儿子的结果也属正常,因此这3例母亲可基本排除杂合子的可能性。另外7名可疑杂合子中,有5例的儿子结果显著增高,2例是一确诊X-ALD患者的姐妹,因而,她们是杂合子的可能性很大。据报道,肯定杂合子血浆VLCFA三项指标均升高者仅为60%[5],且总的来说,升高的幅度多低于X-ALD患者[2],有的仅C26∶0升高,有的仅C24∶0/C22∶0升高,还有的三项指标均不升高[2,5],这与我们的结果是相符的。本组中有2例可疑杂合子的血浆VLCFA三项指标均显著增高,可以确定为杂合子,且其中1例的长子已患病死亡,症状与次子(本次受检者)十分相似,但未确诊。其余几名结果不典型者尚不能确定,有待进一步检查。
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    ALD的临床表现多样,单纯依据神经系统症状很难确诊。影像学检查的信号异常只能提示脑白质的脱髓鞘病变,并不能确定病因。因此ALD的确诊还有赖于血浆VLCFA的检测。另外,据报道,血浆VLCFA的高低与ALD的临床症状不相关,无论是症状严重的儿童型ALD,还是症状较轻的AMN,其血浆VLCFA差异并无显著意义[1,6]。在本实验受试的83例脑白质病患者中,能被确定为阳性的9例(男8例,女1例)和阴性的66例(男48例,女18例)总共占90.4%,为临床医师的进一步诊治提供了重要依据。尽管血浆VLCFA的检测不能100%地确定ALD和检出杂合子,但由于其方法简便,易被病人接受,结果稳定,仍是目前确诊ALD及检出大多数杂合子的关键手段。有一部分患者和可疑杂合子的检测结果还难以作出准确判断,对于这部分患者以及临床表现极为支持X-ALD而血浆VLCFA正常者,必须进一步做培养的皮肤成纤维细胞中VLCFA的测定[2,5],以期大大提高确诊率。

    参考文献
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    1,隗和明,薛启. 极长链脂肪酸的检测对过氧化体病的意义. 中华神经精神科杂志,1993,26:166-169.

    2,Moser HW, Moser AB. Measurement of saturated very long chain fatty acid in plasma. Techniques in diagnostic human biochemical genetics: A Laboratory Manual, 1991.177-179.

    3,Moser HW, Moser AB, Frayer KK, et al. Adrenoleukodystrophy: increased plasma content of saturated very long chain fatty acids. Neurology, 1981,31:1241-1249.

    4,Mosser J, Douar AM, Sarde CO, et al. Putative X-linked adrenoleukodystrophy gene shares unexpected homology with ABC transporters. Nature, 1993,36:726-730.
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    5,Dacrement G, Cocquyt G, Vincent G. Measurement of very long-chain fatty acids, phytanic and pristanic acid in plasma and cultured fibroblasts by gas chromatography. J Inher Matab Dis, 1995,18: 90-100.

    6,Moser AB, Kreiter N, Bezman L, et al. Plasma very long chain fatty acids in 3 000 peroxisome disease patients and 29 000 controls. Ann Neurol, 1999,45:100-110.

    (收稿日期:2000-03-09), http://www.100md.com