佛山市顺德区地中海贫血患儿氨基酸及酰基肉碱的代谢特点分析.pdf

CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.18 September 2023132 2023年9月第13卷第18期调查研究佛山市顺德区地中海贫血患儿氨基酸及酰基肉碱的代谢特点分析蒋亚男1 张金凤2邵紫贤2魏楚洪2文芳2陈日玲2 1.广东医科大学第一临床学院，广东湛江524011；2.广东医科大学顺德妇女儿童医院佛山市顺德区妇幼保健院新生儿科，广东佛山528300 摘要 目的 探讨广东顺德地区地中海贫血（简称地贫）患儿酰基肉碱、氨基酸代谢特点。方法 回顾性收集2021 年 712 月于广东医科大学顺德妇女儿童医院新生儿疾病筛查中心进行新生儿血红蛋白电泳筛查阳性且同时进行遗传代谢病筛查的 349 例新生儿的临床资料，地贫基因检测发现地贫基因阳性 207 例，其中 地贫组 163 例、地贫组 44 例，另外 142 例地贫基因阴性新生儿为对照组。串联质谱法检测新生儿干血斑中11种氨基酸和12种肉碱水平，分析其在各组中的水平差异。结果 地贫组丙氨酸、甘氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸水平低于对照组；地贫组甘氨酸、苯丙氨酸水平低于对照组，而瓜氨酸水平高于对照组，差异均有统计学意义（P 0.05）。地贫组游离肉碱、乙酰肉碱、丁酰肉碱、异戊酰肉碱、辛酰肉碱、肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱、十八碳酰肉碱水平高于对照组；地贫组丁酰肉碱、异戊酰肉碱水平高于对照组，月桂酰肉碱水平低于对照组，差异均有统计学意义（P 0.05）。此外，丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、瓜氨酸、精氨酸、苯丙氨酸、脯氨酸与胎龄、出生体重、母妊娠期、围生期疾病、手术史及新生儿期疾病史具有相关性，肉豆蔻酰肉碱、棕榈酰肉碱、十八碳酰肉碱与胎龄有关。结论 佛山市顺德区地贫患儿体内氨基酸、肉碱水平与对照组相比呈现不同的代谢差异，孕期芳香族氨基酸和支链氨基酸的补充及生后动态监测氨基酸代谢水平是改善地贫患儿生长发育的有利措施。关键词 地中海贫血；氨基酸；代谢；酰基肉碱 中图分类号 R737.9 文献标识码 A 文章编号 2095-0616（2023）18-0132-04DOI:10.20116/j.issn2095-0616.2023.18.31Metabolic characteristics of amino acids and acylcarnitine in children with thalassemia in Shunde District,Foshan CityJIANGYanan1ZHANGJinfeng2SHAOZixian2WEIChuhong2WENFang2CHENRiling21.The First Clinical Medical college,Guangdong Medical University,Guangdong,Zhanjiang 524011,China;2.Department of Neonatology,Shunde Women and Children s Hospital of Guangdong Medical University,Maternity&Child Healthcare Hospital of Shunde Foshan,Guangdong,Foshan 528300,ChinaAbstract Objective To investigate the metabolic characteristics of acylcarnitine and amino acids in children with thalassemia in Shunde District,Foshan City.Methods Clinical data of 349 newborns who underwent positive neonatal hemoglobin electrophoresis and genetic metabolic diseases at the Neonatal Disease Screening Center of Shunde Women and Children s Hospital of Guangdong Medical University from July to December 2021 were retrospectively collected.Among them,207 cases were found to be positive for thalassemia gene testing,including 163 cases in the thalassemia group and 44 cases in the thalassemia group.Another 142 negative newborns with thalassemia gene as the control group.Tandem mass spectrometry was used to detect the levels of 11 amino acids and 12 carnitines in neonatal dry blood spots,and to analyze the differences in their levels among each group.Results The levels of alanine,glycine,valine,phenylalanine,and tyrosine in the thalassemia group were lower than those in the control group.The levels of glycine and phenylalanine in the 基金项目 广东医科大学科研基金自然科学类重点培育项目（GDMUZ201812）。广东医科大学第一临床学院 2020 级儿科学专业在读硕士研究生通讯作者 thalassemia group were lower than those in the control group,while citrulline was higher than that in the control group.The differences were statistically significant(P 0.05).The levels of free carnitine,acetyl carnitine,butyryl carnitine,isovaleryl carnitine,octyl carnitine,CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.18 September 2023133 2023年9月第13卷第18期调查研究myristoyl carnitine,palmitoyl carnitine,and octadecanoyl carnitine in the thalassemia group were higher than those in the control group.The levels of butyryl carnitine and isovaleryl carnitine in the thalassemia group were higher than those in the control group,while lauroyl carnitine was lower than those in the control group,with a statistically significant difference(P 0.05），具有可比性。本研究已获得广东医科大学顺德妇女儿童医院医学伦理委员会批准（伦理审核编号：2022019）。1.2遗传代谢病检测指标遗传代谢病检测指标包括 11 种氨基酸：丙氨 酸（alanine，Ala）、甘 氨 酸（glycine，Gly）、亮 氨酸（leucine，Leu）、蛋氨酸（methionine，Met）、脯氨酸（proline，Pro）、缬氨酸（valine，Val）、苯丙氨酸（phenylalanine，Phe）、瓜氨酸（citrulline，Cit）、酪氨酸（tyrosine，Tyr）、鸟氨酸（ornithine，Orn）、精氨酸（arginine，Arg）；和 12 种酰基肉碱：游离肉碱（C0）、乙酰肉碱（C2）、丙酰肉碱（C3）、丁酰肉碱（C4）、异戊酰肉碱（C5）、己酰肉碱（C6）、辛酰肉碱（C8）、葵酰肉碱（C10）、月桂酰肉碱（C12）、肉豆蔻酰肉碱（C14）、棕榈酰肉碱（C16）、十八碳酰肉碱（C18）。1.3统计学方法采 用 SPSS 24.0 统 计 学 软 件 进 行 数 据 处理，正态分布的计量资料以均数 标准差（xs）表示，多组间比较采用方差分析，控制相关影响因素，估算不同分组间各指标的调整测量值的分布范围差异，组间两两比较采用 LSD-t 检验。非正态分布的计量资料以中位数（四分位数）M（P25，P75）描述，多组间比较采用 Kruskal-Wallis H 检验。经正态性检验，符合正态性使用Pearson 相关分析，不符合正态使用 Spearman 相关分析。计数资料以 n（%）表示，P 0.05 为差异有统计学意义。2结果2.1各组间氨基酸水平比较将各组间氨基酸水平进行比较，结果显示除Leu、Met、Pro、Arg 及 Orn 外，其余氨基酸水平差异均有统计学意义（P 0.05），其中 地贫组 Ala、CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.18 September 2023134 2023年9月第13卷第18期调查研究Gly、Val、Phe、Tyr 低于对照组；地贫组 Gly、Phe低于对照组，而 Cit 高于对照组，差异有统计学意义（P 0.05）。见表 1。2.2各影响因素与氨基酸指标的相关性分析将各影响因素与氨基酸指标进行 Spearman 相关性分析发现，Gly（r=0.076，P=0.049）、Met（r=0.127，P=0.001）、Pro（r=0.080，P=0.038）、Cit（r=0.172，P=0.000）、Orn（r=0.088，P=0.022）与胎龄呈正相关；Leu（r=-0.103，P=0.007）与出生体重呈负相关；Leu（r=0.088，P=0.023）、Pro（r=0.103，P=0.007）、Val（r=0.127，P=0.001）、Cit（r=0.094，P=0.015）、Orn（r=0.089，P=0.020）与母妊娠期、围生期疾病、手术史呈正相关；Arg（r=-0.184，P=0.000）与胎龄、新生儿期疾病史呈负相关。2.3各组间酰基肉碱代谢水平比较 地贫组 C0、C2、C4、C5、C8、C14、C16、C18高于对照组；地贫组 C4、C5 高于对照组，C12低于对照组，差异均有统计学意义（P 0.05）。见表 2。表2 各组间酰基肉碱代谢水平比较（x s）酰基肉碱名称 地贫组（n=163）地贫组（n=44）对照组（n=142）F 值P 值C021.7427.454a19.2605.668 20.4726.116 4.590 0.010C221.8698.303a17.8426.566 18.8996.368 13.735 0.000C4 0.2430.091a 0.2130.086a 0.1770.053 56.886 0.000C5 0.1140.039a 0.1060.038a 0.0960.030 19.676 0.000C8 0.0520.024a0.0460.015 0.0470.014 4.562 0.011C120.0830.033 0.0740.027a 0.0830.034 2.682 0.069C14 0.2080.060a0.1880.054 0.1930.062 4.715 0.009C16 3.6051.178a2.9590.863 3.0280.953 21.580 0.000 C181.1200.374a0.8660.248 0.8490.269 51.155 0.000注同对照组比较，aP 0.052.4各影响因素与肉碱指标的相关性分析将各影响因素与肉碱指标进行 Spearman 相关性分析发现，C14（r=0.127，P=0.001）、C16（r=0.173，P=0.000）、C18（r=0.109，P=0.004）与 胎 龄 呈 正相关，C2（r=-0.087，P=0.023）与胎龄呈负相关；C16（r=0.122，P=0.001）与出生体重呈正相关，C5（r=-0.174，P=0.000）与出生体重呈负相关；C2（r=-0.129，P=0.001）、C5（r=-0.125，P=0.001）与新生儿期疾病史呈负相关。3讨论儿童营养代谢失衡是地贫基本特征之一5。胎儿的生长发育主要是通过营养物质（主要为葡萄糖、氨基酸）-胰岛素-胰岛素样因子（IGR）代谢轴的调节，其中氨基酸比葡萄糖发挥着更重要的意义6。氨基酸与婴儿的生长发育和疾病的发生密切相关7，氨基酸紊乱容易导致胎儿死亡和宫内生长受限8。有研究显示在新生儿氨基酸代谢中，Phe、Met 因酶活性不足，导致转变成 Tyr 和胱氨酸（cystine，Cys）的功能低下，因此 Cys 和 Tyr 对新生儿也是必需氨基酸6。本研究发现 地贫组 Ala、Gly、Val、Phe、Tyr 低于对照组；地贫组 Gly、Phe 低于对照组，Cit 高于对照组。Gly、Tyr、Arg、Phe 在蛋白质合成、神经系统发育以及作为神经递质等方面发挥重要作用。两组 Phe、Gly 水平均低于对照组，组 Val、Tyr 也低于对照组，这可能与妊娠后期从母体输送给胎儿的营养物质减少有关。Tyr 属于芳香族氨基酸，可以由苯丙氨酸羟化产生，同时也是肾上腺素、甲状腺素等多种激素和功能物质的重要原料，能够与 Phe 一起合成激素和神经递质，并参与人体的糖代谢和脂肪代谢。Tyr 异常对新生儿疾病筛查结果也会有一定的影响。Val 属于支链氨基酸范畴，是人体必需的氨基酸之一，可以通过转表1 各组间氨基酸水平比较氨基酸名称 地贫组（n=163）地贫组（n=44）对照组（n=142）F/H 值P 值Ala（x s）266.59059.284a267.89766.958281.21865.3773.8600.022Gly（x s）442.97392.508a 436.97292.752a475.31390.06811.4350.000Leu（x s）106.58326.554108.50323.048111.00527.8041.6750.188Met（x s）20.7074.66320.6985.17220.9005.8960.0980.907Pro（x s）146.62331.277148.63440.788146.70637.5480.109 0.897Val（x s）91.61521.873a 96.39420.473 96.47220.1423.4170.033Phe（x s）53.80712.962a 53.09410.264a 57.25313.5546.4370.002Cit（x s）10.8392.746 12.1795.711a11.2002.6345.030 0.007Tyr（x s）86.17530.923a 95.26332.106 92.84628.8303.742 0.024Orn（x s）57.21317.509 56.92313.770 58.10114.4300.3480.706Arg M（P25，P75）2.560（1.255，4.892）3.140（1.041，8.084）2.211（1.244，5.231）3.2930.193注同对照组比较，aP 0.05 CHINA MEDICINE AND PHARMACY Vol.13 No.18 September 2023135 2023年9月第13卷第18期调查研究氨基、氧化脱羧及 氧化等参与三羧酸循环，因此在地贫患儿营养中适当补充芳香族氨基酸和支链氨基酸有利于生长发育。相反，地贫患儿体内某些氨基酸的浓度太高，又会导致一些疾病的发生9，因此需要动态监测血液中代谢物的水平。Wang 等10的研究发现Cit、苏氨酸（threonine，Thr）等氨基酸浓度降低是极低出生体重儿宫外发育迟缓的危险因素，而且 Cit 浓度降低的程度与蛋白质和能量缺陷存在正相关。而在本研究中，地贫组患儿中 Cit、Arg 升高于对照组，由此推测 地贫患儿在宫内存在尿素代谢的不平衡，与极低出生体重儿的尿素代谢存在差异。Ala、Gly、Met、Cit、Val、Arg、Phe、Pro与胎龄、出生体重、母妊娠期、围生期疾病、手术史及新生儿期疾病史具有相关性。有研究显示胎龄、出生体重、母孕期、围生期疾病史是影响地贫患儿宫内生长发育过程中的重要因素，也需要重点关注11-12。酰基肉碱是肉碱与脂肪酸、氨基酸代谢物结合的一类酯类物质，分为短链（C4-C6）、中链（C8-C12）、长链（C14以上）酰基肉碱。本研究显示地贫组C0、C2、C4、C5、C8、C14、C16、C18高于对照组，地贫组C4、C5也高于对照组。地贫组以中长链酰基肉碱增高为主，C0是将中链和长链脂肪酸从细胞质转运到线粒体进行脂肪酸氧化的必要载体，在体内急剧增加8；而地贫组短链脂肪酸代谢为主，对C0依赖性小，与对照组差别不明显。推测地贫患儿胎儿期从母体获得氨基酸减少，自身中长链脂肪酸动员增强。同时，血酰基肉碱水平与胎龄、出生体重、取样日龄等因素有关13。Gucciardi等14研究发现血液中长链酰基肉碱水平与胎龄呈正相关，早产儿出生后 1 2 d内血液中C4-OH和C5水平随胎龄变化15。本研究发现 C14、C16、C18 与胎龄呈正相关。不同胎龄体重儿血氨基酸和酰基肉碱的差异较大，应尽早为小于胎龄的地贫新生儿补充氨基酸，促进其追赶生长。动态监测氨基酸、肉碱代谢水平是改善地贫患儿出生后生长发育的有利措施。本研究显示，佛山市顺德区地中海贫血患儿体内氨基酸、肉碱水平与对照组相比呈现不同的代谢差异，孕期芳香族氨基酸和支链氨基酸的补充及生后动态监测氨基酸代谢水平也许是改善地贫患儿生长发育的有利措施。后续研究将对不同胎龄体重的地贫患儿生长发育指标与氨基酸和酰基肉碱代谢水平的相关性进行动态监测。参考文献 1 Xu X，Wu X.Epidemiology and treatment of beta thalassemia major in ChinaJ.Pediatric Invest，2020，4（1）：43-47.2 谢琪，黄玲，吴霖浦，等.地中海贫血患儿的生长发育状况及营养风险 J.广西医学，2020，42（23）：3047-3049.3 Mohammed SH，Esmaillzadeh A.The relationships among iron SupplementUse,Hb concentration and linear growth in young children:Ethiopian Demographic and Health SurveyJ.Br J Nutr，2017，118（9）：730-736.4 刘昕，江蕙芸，张力.学龄前儿童营养状况对生长发育的影响研究J.中国实用医药，2018，13（31）：79-81.5 Biswas B，Naskar NN，Basu K，et al.Malnutrition,its attributes,and impacton quality of life:an epidemiological study among-thalassemia major childrenJ.Korean J Fam Med，2020，10（2）：168-177.6 吴圣楣，贲晓明，蔡威，等.新生儿营养学 M.北京：人民卫生出版社，2003：150-151.7 刘丹阳.早产儿氨基酸代谢特点及临床应用 J.国际儿科学杂志，2018，45（9）：684-684.8 熊慧，李思涛，马艳梅，等.足月小于胎龄新生儿血氨基酸谱和酰基肉碱谱分析 J.中华实用儿科临床杂志，2020，35（17）：1346-1350.9 周婧瑶，张钰，胡琦，等.影响新生儿氨基酸代谢的多因素分析 J.中华实用儿科临床杂志，2020，35（23）：1773-1776.10 Wang L，Liu D，Shen H，et al.Analysis of Amino Acid Patterns With Nutrition Regimens in Preterm Infants With Extrauterine Growth RetardationJ.Frontiers in Pediatrics，2020，8：184.11 房巧燕.足月小于胎龄新生儿和足月适于胎龄新生儿血氨基酸和酰基肉碱的差异 J.中国儿童保健杂志，2021，29（11）：1242-1244.12 赵娜，付蓉，庞爱菊，等.血液氨基酸和酰基肉碱水平对新生儿晚发型败血症的评估分析 J.四川医学，2021，42（2）：170-174.13 Baronio F，Righi B，Righetti F，et al.Carnitine longitudinal pattern in preterm infants 1800 g body weight:a case-control studyJ.Pediatr Res，2019，86（5）：646-650.14 Gucciardi A，Zaramella P，Costa I，et al.Analysis and interpretation of acylcamitine profiles in dried blood spot and plasma of preterm and full-term newbornsJ.Pediatr Res，2015，77（1-1）：3647.15 刘丹阳，王利，沈海青，等.血游离肉碱和酰基肉碱水平在早产儿营养支持中的动态变化 J.中华新生儿科杂志，2020，35（2）：98-103.（收稿日期：2022-11-03）