CC BY
12
йО! 10.29254/2077-4214-2018-3-1-145-211-217 УДК 575.07:616-053.2-008.9:612.015.348]-056.7-076 12БарвНська О. Ю., 1Ольхович Н. В., 2Горовенко Н. Г.
КРИТЕРП ДИФЕРЕНЦ1АЦП ПЕРВИННИХ ТА ВТОРИННИХ ЗМ1Н КОНЦЕНТРАЦП АМ1НОКИСЛОТ ТА АЦИЛКАРН1ТИН1В, ВИЯВЛЕНИХ У ХОД1 СЕЛЕКТИВНОГО СКРИН1НГУ СПАДКОВИХ ПОРУШЕНЬ МЕТАБОЛ1ЗМУ У Д1ТЕЙ З УРАЖЕННЯМ ПЕЧ1НКИ 1Лабораторiя медичноТ генетики НДСЛ «ОХМАТДИТ» МОЗ УкраТни (м. Кшв) 2Кафедра медичноТ та лабораторноТ генетики НМАПО iм. П.Л. Шупика (м. КиТв)
Зв'язок публшацм з плановими науково-дослщ-ними роботами. Дослщження проведен! в рамках науковоТ теми кафедри медичноТ та лабораторноТ генетики НМАПО 1мен1 П.Л. Шупика «Визначення гене-тичних основ ризику розвитку патолопчних стан1в на р1зних етапах онтогенезу», № державноТ реестраци 0114Ы002215.
Вступ. Печ1нка вщноситься до життево важливих орган1в людського орган1зму. Саме печ1нка вщпо-вщае за деградац1ю та нейтрал1зац1ю токсичних ре-човин, бере участь у розщепленш жир1в I стимуляци роботи кишк1вника, у тканинах печ1нки депонуються деяк1 в1тамши, мшерали, необх1дн1 для нормального функцюнування людини [1,2]. Ураження печшки (УП) - це патолопчний стан, який характеризуеться певним симптомокомплексом порушення функц1-онування цього органу (гепатит, гепатомегал1я, хо-лестаз, г1перб1л1руб1нем1я, асцит, г1погл1кем1я, енце-фалопат1я), який виникае внасл1док впливу певного екзогенного (токсини, в1руси) чи ендогенного (метаболии, авто1мунн1 чинники) фактору [3,4]. Зокрема, в 13-20% випадк1в причиною УП у д1тей е спадков1 порушення метабол1зму (СПМ), найбтьш розповсю-дженими з яких е певш порушення обм1ну амшокис-лот (тирозинем1я тип I ОМ1М 276700; цитрул1нем1я тип I ОМ1М 215700), вуглевод1в (галактозем1я, ОМ1М 230400), жирних кислот ^зольований деф1цит довго-ланцюговоТ 3-г1дроксиацил-КоА дег1дрогенази ОМ1М 609016, 1зольована метилмалонова ацидем1я ОМ1М 251000) [2,3].
Оскшьки печ1нка в1д1грае ключову роль у бтьшос-т1 метабол1чних шлях1в в орган1зм1 людини, УП будь якоТ етюлогп спричиняе комплексн1 змши метабол1ч-ного статусу пац1ента. Серед основних б1ох1м1чних маркер1в цих змш е як первинн1, що формують певн1 метабол1чн1 проф1л1 СПМ (напр. ппертирозинем1я при тирозинемп I типу), так I вторинш, як1 е наслщ-ком каскаду патолог1чних процеав в тканин1 печ1нки
[4]. Зокрема, при запальних процесах порушуеться катабол1зм та анабол1зм тирозину та фенталаншу в печ1нц1, що спричиняе шдвищення р1вня тирозину в кров1, при цироз1 зб1льшуеться концентрац1я феш-лаланшу в кров1 внасл1док протеол1зу б1лк1в, а також посилюються процеси пдроксилювання феншалаш-ну до тирозину в р1зних органах, як компенсаторн1
[5]. Так1 вторинн1 метабол1чн1 зм1ни часто прихову-ють СПМ, що потребуе ч1ткоТ диференц1ацп в1д пер-винних метабол1чних ознак СПМ для уникнення хиб-нопозитивноТ або хибнонегативноТ д1агностики ц1еТ
патологи. Вчасне призначення специф1чноТ патогене-тичноТ терапи при СПМ дозволяе попередити розви-ток тяжкоТ патолог1Т, що потребуе пересадки печшки, запоб1гти 1нвал1дизац1Т чи нав1ть смерт1 пац1ент1в [6]. Але усп1х такоТ терапГТ напряму залежить в1д ранньо-го та точного встановлення нозолопчного д1агнозу.
Одним з основних метод1в д1агностики СПМ, в тому числ1 тих, що супроводжуються УП, е виявлен-ня порушення вм1сту амшокислот та ацилкарн1тин1в в сух1й плям1 кров1 з використанням методу тандем-ноТ мас-спектрометрГТ (селективний скрин1нг СПМ) [7]. Панель метаболтв, що визначаються в межах цього досл1дження, м1стить низку ам1нокислот (ме-т1он1н, тирозин, феншаланш) та ацилкарн1тин1в (СО, С2, С3, С16, С16:1), як1 е специф1чними маркерами метабол1зму печ1нковоТ тканини I, певною м1рою, в1-дображають функцюнальний стан цього органу. Для шдвищення ефективносп 1нтерпретац1Т результат1в такого дослщження необх1дна розробка критерГТв диференц1аци первинних та вторинних зм1н бюх1м1ч-них маркер1в УП, що дозволить забезпечити ранню та точну д1агностику рщккноТ (орфанноТ) патологГТ I вчасне призначення адекватного л1кування виявле-них хворих.
Мета дослщження. Розробка критерГТв розмеж-ування первинних та вторинних зм1н концентраци ам1нокислот та ацилкарн1тин1в в сухих плямах кров1 д1тей з ураженням печшки.
Об'ект I методи дослщження. Матер1алом до-сл1дження були сух1 плями кров1 480 пац1ент1в (д1ти в1ком в1д 3-ох дн1в до 18 рок1в, 259 д1вчаток та 221 хлопчик) з клЫчними та/або функцюнальними озна-ками УП, як1 були обстежен1 в лабораторГТ медичноТ генетики НДСЛ «ОХМАТДИТ» МОЗ УкраТни впродовж 2011 - 2017 рок1в за програмою селективного скри-ншгу спадкових метабол1чних порушень. Пров1дним симптомом УП у них були гепатит (156 оаб), асцит (10 ос1б), холестаз (51 оаб), г1перб1л1руб1нем1я (47 оаб), гепатомегал1я (77), енцефалопат1я (56 оаб) та ппо-гл1кем1я (93 оаб). Група ос1б-референт1в була сформована з 264 пац1ент1в, як1 також були обстежен1 в межах програми селективного скриншгу спадкових метабол1чних порушень, але у яких були вщсутш ана-лог1чн1 кл1н1чн1 та/або функцюнальш ознаки УП. Для проведення дослщження було отримано 1нформова-ну згоду на використання бюлопчного матер1алу в1д ус1х батьк1в пац1ент1в. Дослщження було схвалено Етичним ком1тетом НДСЛ «ОХМАТДИТ» МОЗ УкраТни.
Мaтepiaлoм дослщження були зразки KpoBi, якi були 3i6paHi на nanepoBi фiльтри Whatman № 903 шляхом двостороннього piBHOMipHoro просо-чення. ^сля забору KpoBi на nanepoBi бланки, Тх висушували впpoдoвж 4-ох годин в гopизoнтaль-ному положены на чистш пoвepхнi, без cropo^ нього впливу сонячних пpoмeнiв або тепла. Сух1 плями кpoвi до aнaлiзу збepiгaлиcь так, щоб не вщбувалась пepeхpecнa кoнтaмiнaцiя зpaзкiв, пpи тeмпepaтуpi +4 °С не довше нiж 6 мicяцiв.
Таблиця 1.
Дiагностичнi маркери спадкових метаболiчних захворювань з УП
Спадкове метабс^чне захворювання Метабoлiти
Тиpoзинeмiя тип I Тфозин^
Галактозем1я Тфозин^
1зольований дефщит 3-гiдpoкcиaцил-КoА дeгiдpoгeнaзи C16OH^, C18OH^, C18:1OH^
Цитpулiнeмiя тип I Цитpулiн^
Метилмалонова aцидeмiя C3^
Таблиця 2.
Порiвняльна характеристика бiохiмiчних маркерiв у сухих плямах KpoBi пацieнтiв з метабoлiчним ураженням печiнки
Бioхiмiчнi показники (Референтний iнтеpвал, мкмоль/л) Основна група дослщження N=275 Група оЫб-референлв N=264 Пацкнти з тирози-немкю тип I N=5 Пащенти з галактоземкю N=6 Пацкнти з метилма-лоновою ацидемкю N=5
Медiана, мкмоль/л Медiана, мкмоль/л Медiана, мкмоль/л Медiана, мкмоль/л Медiана, мкмоль/л
Тфозин (38,54-149,93) 173,10 67,32 407,69 416,92 106,07
Мeтioнiн (6,91-43,89) 53,52 17,46 20,00 43,23 20,12
C16 (0,4-2,39) 3,23 0,97 1,59 1,19 1,91
C16:1 (0,032-0,266) 0,31 0,09 0,11 0,18 0,17
C14:1 (0,04-0,276) 0,44 0,12 0,20 0,16 0,213
С14 (0,053-0,307) 0,38 0,14 0,22 0,24 0,213
С2 (9,87-35,57) 44,11 17,23 14,03 19,20 44,61
С3 (0,54-3,36) 4,09 1,43 0,98 1,35 13,37
С18:1 (0,39-1,93) 2,35 0,93 1,05 1,56 1,81
С18:2 (0,096-0,732) 0,90 0,35 0,37 0,34 0,55
С0 (14,23-46,21) 57,46 25,18 17,20 31,11 47,86
Визначення кoнцeнтpaцiТ aмiнoкиcлoт та ацил^-нiтинiв в сухих плямах кpoвi пpoвoдилocь методом piдиннoТ хpoмaтoгpaфiТ тандемноТ мac-cпeктpoмeтpiТ з дepивaтизaцieю на piдиннoму хpoмaтoгpaфi Dionex (США) мac-cпeктpoмeтpi API SCIEX 2000 (США) з викopиcтaнням нaбopу peaгeнтiв Chromsystems MassChrom® Amino Acids and Acylcarnitines from Dried Blood - LC-MS/MS (Ымеччина). Подготовку зpaзкiв та вимipювaння мeтaбoлiтiв здiйcнювaли вiдпoвiднo до пpoтoкoлу виpoбникa.
Стaтиcтичнi методи. Анaлiз oтpимaних peзультa-тiв, зoкpeмa poзpaхунoк U-кpитepiя Манна-УТтш, ко-eфiцieнту кopeляцiТ Спipмeнa, побудова кopeлoгpaм та ROC-кpивих були пpoвeдeнi за допомогою лщен-зшного пpoгpaмнoгo забезпечення MedCalc18.5. Iнтepпpeтaцiю кopeляцiТ Спipмeнa пpoвoдили cпиpaючиcь на наступш твepджeння 0,3-0,4 -слабка пpямa кopeляцiя, 0,4-0,7 - пoмipнa пpямa кopeляцiя, >0,7- сильна пpямa кopeляцiя.
Результати дослщження та Тх обговорення. Було пpoaнaлiзoвaнo peзультaти дocлiджeння 480 сухих плям кpoвi пaцieнтiв з кл^чними та/або функцю-нальними ознаками уpaжeння пeчiнки та 264 сухих плям кpoвi гpупи ociб-peфepeнтiв. Було показано, що у 300 ociб з фупи пaцieнтiв з УП (62,5%) piвeнь cпeцифiчних для мeтaбoлiзму печшки aмiнoкиcлoт (тиpoзин, мeтioнiн) та/або aцилкapнiтинiв (С0, С2, С3, С16, С16:1, С14, С18:1, С18:2) виходив за мeжi peфe-peнтних значень. З цих 300 пащетчв 25-ом особам було встановлено дiaгнoз СПМ, як cфopмувaли гpупу пopiвняння. Сepeд цих 25 пащетчв було виявлено га-лaктoзeмiю у шести пaцieнтiв, тиpoзинeмiю тип I - у п'яти, iзoльoвaний дeфiцит 3-гiдpoкcиaцил-КoА деп-
дрогенази - у дев'яти, цитрулiнемiю тип I - у одного, у п'яти - метилмалонову ацидемш та у одного - муковкцидоз. Переб^ цих захворювань супрово-джуеться ураженням печiнки, спричиненим накопи-ченням токсичних метаболтв внаслiдок спадково обумовленого специфiчного бiохiмiчного дефекту. В залежност вiд бiохiмiчного дефекту, кожне iз зазна-чених захворювань характеризуеться специфiчними дiагностично значимими показниками (табл. 1).
У шших 275 пацiентiв, як склали основну групу дослiдження, було виявлено наступш особливост профiлю метаболтв: у 54 оаб була тдвищена кон-центрацiя тирозину, у 41 - метюншу, у 54 пщвищений рiвень ацилкарнiтину С3, у 51 пщвищений рiвень С2, у 57- шдвищений рiвень С0, у 76 - С14, у 52 - С16:1, у 63 - С16 та ще у 39 - С14:1 (табл. 2). Причому у 236 оаб було виявлено шдвищення рiвня двох i бiльше метаболтв.
Аналiз результатiв визначення рiвня специфiчних для печiнки метаболiтiв у групах пащетчв з пщтвер-дженим дiагнозом СПМ та у пацiентiв з УП неясноТ етюлогп показав, що рiвень тирозину пiдвищений як у пащетчв з тирозинемiею тип I (патогенетично обу-мовлене пiдвищення), так i у пацiентiв з галактоземи ею i у 54 оаб з групи пащетчв з УП неясноТ етюлогп (вторинне пiдвищення внаслщок токсичного УП). Така ж ситуащя спостерiгаеться i для iнших метаболи тiв (табл. 2). Тому нами було проаналiзовано ступiнь пiдвищення рiвня окремих метаболiтiв i метаболiчнi профш у пацiентiв з рiзними СПМ, пащетчв з УП неясноТ етюлогп i в осiб-референтiв для виявлення критерий диференщальноТ оцшки цих результатiв, як1 дозволять скоротити дiагностичний процес шляхом оптимального застосування методiв пщтверджуючоТ
Рис. 1. А. 1. ШС-крива критерия штерпретацм результатов тандемноТмас-спектрометрГТз використанням верхньоТмеж^ значення тирозину 149 мкмоль/л при д^агностиц тирозинемГТ, 2. ШС-крива критерия штерпретацм результатов тандемноТ мас-спектрометрм
з використанням верхньоТ меж^ значення тирозину 312 мкмоль/л при д^агностиц тирозинемГТ. Б. Д^аграма розкиду значень концентрацГТ тирозину в сухих плямах кров^ контрольних оаб, пащенлв з тирозинем^ею, пащенлв з галактозем^ею та пащенлв з УП.
д1агностики СПМ I бтьш достов1рного розмежування первинних I вторинних метабол1чних зм1н.
При пор1внянн1 розкиду значень концентрацГТ тирозину у сухих плямах кров1 в р1зних групах було виявлено, що област значень в груп1 оаб-референ-т1в не перекриваються з областями значень у пац1-ент1в з тирозинем1ею та пац1ент1в з УП, перекриття спостер1галося лише з областю значень у пац1ент1в з галактозем1ею. Так1 дан1 дозволяють припустити, що критичне значення, яке дозволяе запщозрити д1агноз тирозинем1я тип I становить 312 мкмоль/л (м1н1мальне у виявлених пац1ент1в з тирозинем1ею тип I), показники нижче даного показника, як1 знахо-дяться в межах в1д 149 до 312 мкмоль/л, виходячи з отриманих нами результалв, свщчать про вторинне тдвищення тирозину внасл1док ураження печшки шшо'Т етюлогп, серед яких можливим е д1агноз галак-тозем1я. ROC-аналiз прогностичноТ значущост1 р1вня тирозину для дiагностики тирозинемГТ показав, що застосування нового референтного значення кон-центрацГТ тирозину (>312 мкмоль/л) тдвищуе спе-цифГчшсть методу з 87,1% до 98,3% (рис. 1 Б1, 2). Слщ зазначити, що диференщащя тирозинемГТ та галактоземГТ лише по рГвню тирозину проблематична. З рис. 1 видно, що медГани значень тирозину у пащетчв з цими спадковими патолопями практично
¡дентичш Г становлять 407,69 та 416,9 мкмоль/л вГд-повГдно, а Тхш област значень перекриваються мГж собою. Однак урахування додаткових бюхГмГчних маркерГв дозволяе виявити певш метаболГчш профи лГ, як мають вщмшносл у пащенлв з тирозинемГею Г у пащетчв з галактоземГею. Зокрема, було виявлено, що у 5 пащенлв з тирозинемГею тип I спостерГга-еться тенденцГя до зниження концентрацГТ С0 та характерна висока концентращя тирозину (бшьше 312 мкмоль/л), тодГ як для пащетчв з галактоземГею ха-рактерним е тдвищення рГвня тирозину бшьше 149 мкмоль/л та кнуе тенденцГя до тдвищення рГвня метюншу та С0 (табл. 2). 1нтерпретащя результат селективного скриншгу з використанням таких про-фтГв дозволяе скоротити кшьмсть необхщних додаткових дослщжень для диференщальноТ дГагностики тирозинемГТ тип I та галактоземГТ.
Одним з неоднозначних та важких для штерпре-тацГТ метаболтв, який детектуеться в ходГ селективного скриншгу е пропюнткарштин - С3. Концентра-цГя даного бюхГмГчного маркера може зростати, як первинно при метилмалоновш ацидемГТ (ММА) та пропюновш ацидемГТ, так Г вторинно при вживанн лише рослинноТ Тж дефщит вГтамшу В12 [8].
МедГана концентрацГТ С3 у грут пащетчв з метил-малоновою ацидемГею становить 13,37 мкмоль/л, а
Рис. 2. А. 1. ROC-крива критер^ iнтерпретацГГ результатiв тандемноГ мас-спектрометрп з використанням верхньо'Г меж1 значення
С3 3,36 мкмоль/л при дiагностицi метилмалоновоГацидемГГ, 2. ROC-крива критерiю iнтерпретацГГ результатiв тандемноТ мас-спектрометрГГ з використанням верхньо'Г межi значення С3 6,43 мкмоль/л при дiагностицi метилмалоновоГ ацидемГГ. Б. Дiаграма розкиду значень концентрацп С3 в сухих плямах кровi контрольних оаб, пащетТв з тирозинемieю, пащетТв з галактоземieю та
пацiEнтiв з УП.
у пацгёнтт з УП неясноТ етюлогп 4,09 мкмоль/л (табл. 1). Аналв розкиду значень концентрацп С3 в сухих плямах кров1 пащентт з метималоновою ацидемгёю, пащентгё з УП та грут оаб-реферетчв показав, що област значень С3 у цих групах не перекриваються (рис. 2Б) 1 статистично достовфно вщрвняються за критергём Манна-УТтн (р<0,05). Референтний ¡нтер-вал ргёня С3 у кров1 пащентгё з УП становив 1,77-6,43 мкмоль/л, а мЫмальне значення ртня С3 у пацгён-тт з ММА становило 6,8 мкмоль/л. З огляду на так дан можна запропонувати використання концентрацп' С3 в сухих плямах кров1 6,43 мкмоль/л, як верхню межу для бтьш специфтноТ та точноТ д1агностики ММА. ROC-анал¡з прогностичноТ значущосп ргёня С3 для селективного скриншгу спадкових метаболмних захворювань, зокрема ММА показав тдвищення специфмносп даного методу з 90,4 до 94,9% (у двох пащентгё з1 значеннями С3, як! становили бтьше 6,43, був виявлений дефщит вггамшу В12, а не ме-тилмалонова ацидемт).
Окрему групу пацгёнтт з ураженнями печтки, як вимагають швидкоТ та точноТ дтгностики станов-лять особи з ¡зольованим дефщитом довголанцюго-воТ -3-пдроксиацил-КоА депдрогенази (ДД-3-ГАД). У пацгёнтт з ДД-3-ГАД спостер1гають ппоглтемю, гепато-лгёнальний синдром, метаболмы кризи. З
300 пащентт з ураженнями печшки у 21 патента спостер1гали тдвищення концентрацп одного, двох або вах трьох специфтних для даного захворюван-ня ацилкарнггишв С160Н, С180Н та С18:10Н. Окр1м того, у 10 з 21 пащентгё спостер1гали зниження концентрацп С0 та у 8 зниження концентрацп С2. Для тд-твердження д1агнозу насамперед було пораховано стввщношення (С160Н+С180Н+С18:10Н)/С0>0,03, запропоноване Baydakova et а1. [9], у 14 з 21 пащентт спостер1галось значення такого стввщношення бть-ше 0,03, що вказувало на наявшсть ДД-3-ГАД. Однак при проведены молекулярно-генетичного дослн дження дтгноз ДД-3-ГАД було тдтверджено нами лише у 9 пащентгё, тож у 5 пацгёнтт було виявлено хибно-позитивний результат [10]. Враховуючи те, що з 9 пащентгё у 8 спостер1гали зниження показника С2, нами було запропоновано стввщношення (С16ОН + С180Н + С18:10Н)/(С0 + С2)>0,025, яке враховуе по-казник С2 1 вщакае ус! хибно-позитивн результати I дозволяе пришвидшити час проведення д1агностич-ного процесу та постановки остаточного д1агнозу. Статистичний аналв показнишв прогностичноТ значущосп запропонованого нами стввщношення б!о-х1ммних маркерт методом ROС-анал¡зу показав, що
>N >
100 80 60
(Я
о 40
(Л
20 0
- Sensitivity: 100,0 Specificity: 78,3 Criterion: >0
-
- .....'.....'......'......1
AUC = 0,891 P < 0,001
;>
ел
с
ф
СО
100 80 60 40 20 О
Sensitivity: 100,0 Specificity: 100,0 Criterion: >0
О 20 40 60 80 100 100-Specificity
AUC = 1,000 P < 0,001 j_i_i_i_i_i_i i i i i i i i i i i i ~
0 20 40 60 80 100 100-Specificity
Рис. 3. А. ROC-крива критер^ штерпретацп результат тандемноТ мас-спектрометрп з врахуванням ствв^ношення (С160Н+С180Н+С18:10Н)/С0>0,03. Б. ROC-крива критерiю iнтерпретацiV результатiв тандемноТ мас-спектрометрм з врахуванням
спiввiдношення (С16ОН+ C18OH+ С18:10Н)/(С0+С2)>0,025.
специфiчнiсть нового спiввiдношення порiвняно iз спiввiдношенням запропонованим Baydakova et а1. зросла з 78,3% до 100,0% (рис. 3А, Б).
В результат аналiзу групи пацieнтiв з УП неясного генезу в яких не було тдтверджено спадкове метаболiчне захворювання, але спостерiгались вiдхилення концентрацп метаболiтiв вiд референтних значень, було виявлено характеры метаболiчнi профiлi. Зокрема, при проведенн кореляцiйного
1.0
1-1.0
C2 0.697 0.609 0.705 0.543 0.714 0.47ft 0.680 0.354 0.265 0.102
Clft.l 0.697 0.696 0.749 0.545 0.546 0.550 0.539 0.387 0.251 0.143
cie 0.609 0.696 0.530 0.686 0.559 0.703 0.461 0.336 0.259 0.291
С 1ft. 2 0.705 0.749 0.530 0.503 0.560 0.495 0.55ft 0.329 0.326 0.225
CU 0.543 0.545 0.6ft6 0.503 0.499 0.603 0.452 0.488 0.288 0.335
CO 0.714 0.546 0.559 0.560 0.499 0.407 0.665 0.235 0.216 0.253
Cie.l 0.47ft 0.550 0.703 0.495 0.603 0.407 0.350 0.450 0.283 0.242
cs o.efto 0.539 0.461 0.55ft 0.452 0.665 0.350 0.241 0.293 0.221
C14.1 0.354 0.387 0.336 0.329 0.488 0.235 0.450 0.241 0.065 0.026
MET 0.265 0.251 0.259 0.326 0.288 0.216 0.2ft3 0.293 0.065 0.511
TVR 0.102 0.143 0.291 0.225 0.335 0.253 0.242 0.221 0.026 0.511
M „ •c •i •T о „ и _ н се
и и i 4» О о и V И я
u 3 о 3
cs 0.456 0.464 0.3ft7 0.444 0.589 0.395 0.274 0,260 •0.059 •0.047
CIS 0.456 0.442 0.355 0.18ft 0.216 0.366 0.354 0.174 ■0.040 0.018
Clft.l 0.464 0.442 0.287 0.226 0.459 0.271 0.159 0.227 -0.107 -0.0 "3
cs 0.3ft" 0.355 0.2$7 0.430 0.244 0.200 0.334 0.207 0.191 0.142
CO 0.444 0.188 0.226 0.430 0.330 0.173 0.189 0.009 0.158 0.135
Clft.2 0.3ft9 0.216 0.459 0.244 0.330 0.149 0.094 0.034 •0.043 •0.032
C16.1 0.395 0.366 0.271 0.200 0.175 0.149 0.179 0.148 -0.051 -0.029
CU 0.274 0.354 0.159 0.334 0.189 0.094 0.179 0.262 0.134 0.010
CU.l 0.260 0.174 0.227 0.207 0.009 0.034 0.148 0.262 •0.127 -0.152
TVR ■0.039 ■0.04 0 ■0.107 0.191 0.158 -0.043 •0.051 0.134 •0.127 0.444
MET •0.047 0.01ft ■0.073 0.142 0.135 •0.032 •0.029 0.010 •0.152 0.444
M « M о •• « „ И
и и « и О i «0 i « 3 V > h ы Я
3 G С 3
Рис. 4. Корелограма бюхiмiчних показнишв у сухих плямах кровi пащенлв з ураженням печiнки
(А) та групою осiб референтiв (Б).
аналiзу у цих пацieнтiв була виявлена сильна чи помiрна пряма корелящя мiж показниками С2, С18:2, С18:1, С16, С0 та С3, а також мiж показниками С16, С16:1 та С14 (рис. 4А). Також, було виявлено, що мiж амтокислотами тирозин та метiонiн I достджуваними аuилкарнiтинами iснуe слабка кореляuiя, однак присутня помiрна пряма кореляuiя цих амшокислот мiж собою при високш достовiрностi за критерieм Стюдента р<0,0001. При пiдрахунку
такоТ кореляцм у грут оаб-реферетчв, було виявлено лише помiрну корелящю мiж певними показниками, а саме С2, С16 та С18:1 та амiнокислотами
тирозином та метюншом (рис. 4Б). При порiвняннi цих профiлiв з такими ж у групах пащен^в з галактоземiею та тирозинемiею тип I було показано, що вони лише частково ствпадають. Зокрема, корелящя показни-кiв С2, С18:2, С18:1, С16, С0, С3 та С16, С16:1, С14 у паuiентiв з тирозинемiею тип I та галактоземiею була сильнша, анiж у групi пащ-ентiв з УП.
З огляду на так результати, можна
припустити, що порушення метаболiзму при ураженн печiнки сприяють
тдвищенню концентраци даних бiохiмiчних молекул, як в майбутньому можуть використовуватись, як маркери покращення чи попршення стану печiнки у пащешчв. В лiтературi на разi описано, що порушен-
ня роботи печшки внаслщок гепатиту, цирозу печш-ки призводить до змши метаболiзму тирозину та фе-нiлаланiну [5]. В шшому дослiдженнi було показано, що С16 е можливим маркером погiршення роботи печшки [11]. Також за твердженнями Finkelstein J. D. гiперметiонiнемiя при гепатит чи цирозi може свщ-чити про дедиференцiацiю клiтин та розвиток нео-пластичних процесiв [12].
В пщсумку варто наголосити на тому, що при за-стосуванш отриманих нами критерив штерпретацп результат селективного скриншгу спадкових пору-шень обмшу амiнокислот та ацилкарнiтинiв у дп"ей з ураженням печiнки та визначення специфiчного про-фiлю, який характерний для таких пащенлв, можна пришвидшити час постановки правильного дiагно-зу (тирозинемп тип I, галактоземи, метилмалоновоТ ацидемп, iзольованого дефiциту ДЛ-3-ГАД) шляхом оптимiзацií дiагностичного процесу.
Висновки
1. Змши концентрацп амiнокислот та ацилкарш-тинiв, виявленi в ходi селективного скринiнгу СПМ,
можуть бути як специфiчними, обумовленими пер-винним бiохiмiчним дефектом СПМ, так i вторинни-ми, транзиторними, що потребуе обов'язковоТ дифе-ренщацп.
2. Використання верхньоТ межi тирозину 312 мкмоль/л в сухих плямах кровi при лабораторнш дiагностицi тирозинемп тип I шдвищуе специфiчнiсть даного методу з 87,1 до 98,3%, а використання верх-ньоТ межi С3 6,43 мкмоль/л при лабораторнш дiа-гностиц метилмалоновоТ ацидеми пiдвищуе специ-фiчнiсть даного методу з 90,4 до 94,9%.
3. Використання розрахунку стввщношення (С16ОН+ С180Н+ С18:10н)/(С0+С2)>0,025 пiдвищуе специфiчнiсть методу лабораторноТ дiагностики iзо-льованого дефщиту ДД-3-ГАД з 78,3% до 100%.
Перспективи подальших дослiджень. Плануемо бiльш детально вивчити клiнiчну i бiохiмiчну характеристику групи дтей з УП неясного г"енезу для покра-щення диференцшноТ дiагностики щеТ гетерогенноТ патологи i покращення виявлення СПМ.
Л^ература
1. Pietrangelo A. Inherited metabolic disease of the liver. Current Opinion in Gastroenterology. 2009;25:209-14.
2. Alam S, Bihari B. Metabolic Liver diseases presenting as acute liver failure in children. Indian Pediatr. 2016;53:695-701.
3. Devictor D, Tissieres P, Durand P, Chevret L, Debray D. Acute liver failure in neonates, infants and children. Expert Rev Gastroenterol Hepatol. 2011;5(6):717-29.
4. Clayton PT. Inborn errors presenting with liver dysfunction. Semin Neonatol. 2002;7:49-63.
5. Tessari P, Kiwanuka E, Vettore M, Barazzoni R, Zanetti M, Cecchet D, et al. Phenylalanine and tyrosine kinetics in compensated liver cirrhosis: effects of meal ingestion. Am J Physiol Gastrointest Liver Physiol. 2008;295:598-604.
6. Hansen K, Horslen S, Metabolic liver disease in children. Liver Transplantation. 2008;14:713-33.
7. Therrell BL, Padilla CD, Loeber JG, Kneisser I, Saadallah A, Borrajo GJ, et al. Current status of newborn screening worldwide: 2015. Semin Perinatol. 2015;39(3):171-87.
8. Yoon H. Screening newborns for metabolic disorders based on targeted metabolomics using tandem mass spectrometry. Ann Pediatr Endocrinol Metab. 2015;20(3):119-24.
9. Baydakova GV, Zakharova EY. Long-chain 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase deficiency - the most frequent fatty acid oxidation disorder in selective screening in Russia. J. Inherit Metab. Dis. 2010;33(1):63.
10. Barvinska O, Olkhovych N, Gorovenko N. High prevalence of c.1528G>C rearrangement in patients with long chain 3-hydroxyacyl-coA dehydrogenase deficiency from Ukraine. Cytology and Genetics. 2018;52(3):198-203.
11. Yang J, Zhao X, Liu X, Wang C, Gao P, Wang J, et al. High performance liquid chromatography-mass spectrometry for metabolomics: potential biomarkers for acute deterioration of liver function in chronic hepatitis B. Journal of Proteome Research. 2006;5:554-61.
12. Finkelstein JD. Methionine metabolism in liver diseases. Am J Clin Nutr. 2003;77:1094-5.
КРИТЕРП ДИФЕРЕНЦ1АЦП ПЕРВИННИХ ТА ВТОРИННИХ ЗМ1Н КОНЦЕНТРАЦП АМ1НОКИСЛОТ ТА АЦИЛКАР-Н1ТИН1В, ВИЯВЛЕНИХ У ХОД1 СЕЛЕКТИВНОГО СКРИН1НГУ СПАДКОВИХ ПОРУШЕНЬ МЕТАБОЛ1ЗМУ У Д1ТЕЙ З УРАЖЕННЯМ ПЕЧ1НКИ
Барвшська О. Ю., Ольхович Н. В., Горовенко Н. Г.
Резюме. В peзультaтi селективного с^иншту спадкових хвopoб обмшу амшокислот та aцилкapнiтинiв за 7 po^ було виявлено 480 пащенлв з уpaжeннями печшки piзнoТ симптоматики. Cepeд, яких було виявлено 6 пащенлв з гaлaктoзeмiею, 5 з тиpoзинeмiею, 1 з цитpулiнeмieю тип I, 1 з муковкцидозом, 5 з метилма-лоновою aцидeмieю та ще 9 - з iзoльoвaним дефщитом ДЛ-3-ГАД. В peзультaтi пpoвeдeнoгo дослщження було виявлено пpoфiлi амшокислот та aцилкapнiтинiв cпeцифiчнi для пащенлв з УП, а саме С2, С18:2, С18:1, С16, С0 та С3, а також С16, С16:1 та С14. Для oптимiзaцiТ iнтepпpeтaцiТ peзультaтiв селективного cкpинiнгу пaцieнтiв з УП неясного генезу, було зaпpoпoнoвaнo викopиcтoвувaти кoнцeнтpaцiю тиpoзину >312 мкмоль/л, як вepхню межу для дiaгнocтики тиpoзинeмiТ тип I, що пщвищуе cпeцифiчнicть методу дiaгнocткии з 87,1% до 98,3%, кoнцeнтpaцiю тиpoзину вщ 149 до 312 мкмоль/л пpи iнших пaтoлoгiях пeчiнки, кoнцeнтpaцiю С3 >6,43 мкмоль/л для дiaгнocтики метилмалоновоТ ацидемп, що пiдвищуe cпeцифiчнicть дiaгнocтики ММА з 90,4% до 94,9%, а також ви^ист-ання cпiввiднoшeння (С16ОН+ d8OH+ C18:1OH)/(C0+C2)>0,025 пiдвищуe cпeцифiчнicть методу дiaгнocтики iзoльoвaнoгo дeфiциту ДЛ-3-ГАД з 78,3% до 100,0%. Тат заходи допоможуть пpишвидшити час пpoвeдeння дiaгнocтичнoгo пpoцecу та постановки остаточного дiaгнoзу, що е особливо нeoбхiдним для па^енлв з уpaжeнням пeчiнки.
Ключoвi слова: уpaжeння пeчiнки у дп"ей, cпaдкoвi пopушeння oбмiну aмiнoкиcлoт та aцилкapнiтинiв.
КРИТЕРИИ ДИФФЕРЕНЦИАЦИИ ПЕРВИЧНЫХ И ВТОРИЧНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КОНЦЕНТРАЦИИ АМИНОКИСЛОТ И АЦИЛКАРНИТИНОВ, ВЫЯВЛЕННЫХ В ХОДЕ СЕЛЕКТИВНОГО СКРИНИНГА НАСЛЕДСТВЕННЫХ НАРУШЕНИЙ МЕТАБОЛИЗМА У ДЕТЕЙ С ПОРАЖЕНИЕМ ПЕЧЕНИ
Барвинская О. Ю., Ольхович Н. В., Горовенко Н. Г.
Резюме. В peзультaтe селективного с^ининга наследственных болезней обмена аминокислот и ацил-кapнитинoв за 7 лет было выявлено 480 пациентов с пopaжeниями печени (ПП) paзличнoй симптоматики. Cpeди ^TOph^ было выявлено 6 пациентов с галактоземией, 5 с тиpoзинeмиeй 1-го типа, 1 с цитpулинeмиeй 1-го типа, 1- с муковисцидозом, 5 с метилмалоновой ацидемией и еще 9 - с изoлиpoвaнным дефицитом ДЛ-3-ГАД. В peзультaтe пpoвeдeннoгo исследования было выявлено пpoфили аминокислот и aцилкapнити-нов специфические для пациентов с ПП, а именно С2, С18:2, С18:1, С16, С0 и С3, а также С16, С16:1 и С14. Для оптимизации интepпpeтaции peзультaтoв селективного с^ининга пациентов с ПП неясного генеза, было пpeдлoжeнo использовать кoнцeнтpaцию тиpoзинa> 312 мкмоль/л, как вepхнюю фаницу для диагностики тиpoзинeмии 1-го типа, что повышает специфичность метода диагностики с 87,1% до 98,3%, кoнцeнтpaцию С3> 6,43 мкмоль/л для диагностики метилмалоновой ацидемии (ММА), что повышает специфичность диагностики ММА с 90,4% до 94,9%, а также использования соотношения (С16ОН + d8OH + C18: 1OH) / (C0 + С2)> 0,025 повышает специфичность метода диагностики изoлиpoвaннoгo дефицита ДЛ-3-ГАД с 78,3% до 100,0%. Такие мepы помогут уcкopить вpeмя пpoвeдeния диагностического пpoцecca и постановки окончательного диагноза, что особенно необходимо для пациентов с пopaжeниeм печени.
Ключевые слова: пopaжeниe печени у детей, наследственные нapушeния обмена аминокислот и ацил-кapнитинoв.
DIFFERENTIAL CRITERIA OF THE PRIMARY AND SECONDARY CHANGES OF AMINO ACIDS AND ACYLCARNITINES CONCENTRATION DETERMINED IN SELECTIVE SCREENING OF INBORN ERRORS OF METABOLISM IN CHILDREN WITH LIVER FAILURE
Barvinska O., Olkhovych N., Gorovenko N.
Abstract. Liver failure (LF) is a pathological condition characterized by a certain symptom of a violation of the functioning of this organ (hepatitis, hepatomegaly, cholestasis, hyperbilirubinemia, ascites, hypoglycemia, encephalopathy), which occurs as a result of exposure to certain exogenous (toxins, viruses) or endogenous (metabolites, autoimmune factors) factor. In 13-20% of cases, the cause of LF in children is hereditary metabolic disorders, the most common tyrosinemia type I, citrullinemia type I, galactosemia, isolated deficiency of long chain 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase methylmalonic acidemia. Since the liver plays a key role in most metabolic pathways in the human body, the LF of any etiology causes complex changes in the metabolic status of the patient. Such secondary metabolic changes often mimic hereditary metabolic diseases and require a clear differentiation from the primary metabolic signs of hereditary metabolic disorders in order to avoid false-positive or false-negative diagnosis of this pathology.
Purpose of the study. Development of criteria for the delimitation of primary and secondary changes of amino acids and acylcarnitines concentration in dry blood spots of children with liver failure.
Results and discussion. The results of the study of 480 dry blood spots in patients with clinical and / or functional liver failure and 264 blood spot specimens in the group of referrals have been analyzed. It has been shown that in the 300 patients from the group of patients with LF (62.5%), the level of specific amino acids went beyond the reference values. Of these 300 patients, 25 patients were diagnosed, among them galactosemia in 6 patients, tyrosinemia type I in 5, LCHADD in 9, citrullinemia type I in 1 and MMA in 5. In the other 275 patients the following features of the metabolite profile were revealed: 54 patients had a higher concentration of tyrosine, 41 - methionine, 54 increased levels of acylcarnitine C3, 51 increased C2 levels, and 57 increased C0, at 76 - С14, at 52 - С16: 1, at 63 - С16 and at 39 - С14: 1. Moreover, 236 people were found to increase the level of two or more metabolites.
The ROC analysis of the criteria for interpreting the results of tandem mass spectrometry for the diagnosis of tyrosinemia type I has shown that the application of the new reference value of tyrosine concentration (> 312 ^mol/l) increases the specificity of the method from 87.1% to 98.3%, since in two patients with galactosemia tyrosine was more than 312 ^mol/l. The ROC analysis of the new method for interpreting the results of selective screening of hereditary metabolic diseases, in particular, MMA, showed an increase in the specificity of this method from 90.4% to 94.9%, since two patients with C3 values above 6.43 had a deficiency of vitamin B12, but not methylmalonic acidemia. Also, we proposed the new ratio (C16OH + C18OH + C18: 1OH) / (C0 + C2)> 0.025, which takes into account the C2 index and cuts all false-positive results and increase the specificity of diagnostic method from 78,3 to 100%. All these criteria allow to speed up the time conducting the diagnostic process and setting the final diagnosis. In addition, in patients with liver failure without diagnosis of inherited disorder were detected the following metabolic profiles C2, C18: 2, C18: 1, C16, C0 and C3, as well as C16, C16: 1 and C14.
Summary. To optimize the interpretation of the results of selective screening of patients with LF of unclear genesis, it was suggested to use a tyrosine concentration of > 312 ^mol/l as the upper limit for the diagnosis of tyrosinemia type I, which increases the specificity of the diagnostic method from 87,1% to 98,3%, C3 concentration > 6,43 nmol/l for the diagnosis of methylmalonic acidemia, which increases the specificity of diagnosis of MMA from 90,4% to 94,9%, as well as the use of the ratio (C16OH + C18OH + C18: 1OH) / (C0 + C2)> 0,025 increases specificity of diagnosis LCHAD deficiency from 78,3 to 100%. Such measures will help speed up the diagnostic process and make a final diagnosis that is especially important for patients with liver failure.
Key words: liver failure in children, inborn errors of amino acids and acylcarnitines metabolism.
Рецензент - проф. Похилько В. I.
Стаття наджшла 23.08.2018 року
