隨著現代科學技術的不斷發展、社會的日益進步，遺傳代謝相關性疾病體外檢測診斷技術應用越來越普遍，檢測的形式和方法趨于多樣性。遺傳代謝病是一大類臨床癥狀復雜的疑難雜癥，其臨床檢測方法除了常規的生化病理等手段外，目前臨床還采用代謝物分析、基因分析和酶活性(蛋白質功能)分析這三種技術。這些新的體外檢測技術相互結合應用，為新的疾病檢測方法研發提供了更多的選擇�，F結合臨床和科研中的大量實踐，對這三種診斷方法的特點及臨床應用進行分析、比較和歸納，以期為臨床工作者更好地運用這三種技術方法提供一些經驗參考。

1　遺傳代謝病概述

遺傳代謝病是因維持機體正常代謝的某種酶、載體蛋白、膜或受體等的編碼基因發生突變，使其編碼的產物功能發生改變，從而導致機體生化代謝紊亂，造成中間或旁路代謝產物蓄積，或終末代謝產物缺乏，引起一系列臨床癥狀的一組疾病。

從定義就可以發現，遺傳代謝病的三大本質規律：

①遺傳代謝病的起因是基因發生了問題；

②基因不直接參與新陳代謝，由它編碼的蛋白來發揮功能，某個基因出現問題導致其編碼的的蛋白合成出現障礙，從而無法執行特定的功能；

③基因突變和蛋白功能障礙都是引起癥狀的上游原因，引起癥狀的最直接原因不是基因突變，也不是蛋白合成障礙，而是代謝物的堆積或者缺乏。

正是基于遺傳代謝病的發病機制和以上特點，遺傳代謝病的診斷一直是臨床上一大難點。隨著生物學技術的飛速發展和應用，遺傳代謝病的檢測方法也由早期的代謝物分析，發展到酶學(蛋白質功能)分析和基因分析。這三種方法各有特點，從長遠發展來看，三者應相互結合使用，形成對遺傳代謝病診斷的系統解決方案。而具體到每一種病種或每一個例時，又需要因病制宜，因人而異，靈活運用�？傮w來說，根據病史和癥狀特點由簡而繁、由初篩至精確、按一定的步驟選擇不同的方法進行檢測診斷。例如，苯丙氨酸羥化酶缺乏所致的苯丙酮尿癥(phenylketonuria，PKU)的診斷，目前的技術雖不能直接檢測苯丙氨酸羥化酶的活性，但可以通過串聯質譜(MS/MS)和氣相色譜(GC/MS)方法檢測血和尿中的代謝物(苯丙氨酸、苯丙酮酸、苯乙酸等)，對陽性患者再行PAH基因突變檢測，最終達到明確診斷。有機酸、氨基酸代謝病如甲基丙二酸尿癥、戊二酸血癥等大都采用類似的檢測診斷流程。而另一大類遺傳代謝病溶酶體貯積病的確診，則是直接檢測血漿、外周血白細胞或培養的皮膚成纖維細胞內相應的溶酶體酶活性，然后進行致病基因突變檢測。

2　三種檢測技術的發展現狀

代謝物分析是最早應用到遺傳代謝病檢測診斷領域的。目前臨床上代謝物的分析檢測方法很多，包括血、尿常規生化分析和篩查，氨基酸定性或定量分析，有機酸、�；�肉堿、�；�甘氨酸分析，長鏈脂肪酸分析，嘌呤、嘧啶分析，碳水化合物、糖醇分析，寡糖、黏多糖分析等等。比較常用于遺傳代謝病檢測的方法有：色譜質譜聯用包括氣相色譜質譜聯用(GC-MS)和液相色譜質譜聯用(LC-MS)，GC/MS與LC/MS互為補充，分析不同性質的化合物等，這些方法往往可同時檢測幾十種甚至上百種代謝物，可以對患者進行初步的篩查，以觀察其體內是否存在可能的代謝途徑障礙，涉及的疾病種類包括氨基酸代謝疾病、有機酸代謝疾病及脂肪酸代謝疾病等。

近十幾年來，隨著分子生物學及基因組學等生物科學和技術的快速發展，基因分析也逐步引入到遺傳代謝病的檢測診斷領域，并取得長足的發展。除了最基礎也是應用最廣泛的基因DNA序列分析(即一般說的一代測序技術)外，還有基因表達水平、表觀遺傳等方面的診斷方法，如mRNA表達水平分析、DNA甲基化檢測、非編碼RNA分析等。值得一提的是，近幾年推出的高通量基因測序(即二代測序)技術，對于一些遺傳異質性較強的疾病來說，顯然是有一定的成本和時間優勢。

相比以上兩種檢測方法，酶學檢測方法的發展相對滯后。雖然約30年前就開始有些酶學檢測方法用于遺傳代謝病的診斷(如一些溶酶體病)，但從開發的檢測方法數量和針對的病種而言，顯然是嚴重落后的。目前常見的也就是針對一些溶酶體病、生物素酶缺乏癥、蠶豆病等的酶活性檢測，近些年推出的白細胞線粒體氧化磷酸化復合物酶學檢測也開始得到臨床的重視和應用。

3　各檢測方法的特點

3.1　代謝物檢測

從技術原理和發展水平看，代謝物篩查方法具有以下特點：

①可實現從單個樣品中同時檢測多種代謝產物，獲得的信息量較大，但同時也造成結果分析難度高、數據解讀困難，需要具有深厚的生物化學理論基礎才能很好的解讀檢測結果；

②檢測結果容易受藥物及飲食的影響，如抗驚厥藥丙戊酸鈉可干擾一些�；�肉堿的檢測，因此基于軟件分析的數據結果往往不可靠，需要有豐富經驗的專業人士進行數據分析和解讀；

③不能用于檢測同分異構體，如單獨分析亮氨酸、異亮氨酸及羥脯氨酸；

④由于人體的代謝途徑是一極其復雜的網絡，很多代謝途徑都相互交叉，實際應用中大部分代謝產物的檢測專一性不高，不同疾病可能會產生相同的代謝產物，一種疾病也會引起很多代謝物的異常，因此，代謝物分析提供的是可能的代謝途徑障礙，而一般無法明確該代謝途徑中的具體哪個步驟或者哪個酶出問題，因此也就難以直接確診；

⑤遺傳代謝病的直接病因就是代謝物的蓄積，如果患者有臨床癥狀表現，就說明體內一定存在代謝物水平的變化，那么，在這種情況下，對代謝物的篩查是很有必要的。因此，代謝物的篩查方法更適合對有癥狀的患者進行輔助診斷。

需要特別注意的是，對于那些新生兒或者尚無明顯癥狀的個體來說，代謝物篩查有一定缺陷。由于在新生兒期還沒有足夠的物質攝入，很多代謝途徑并不旺盛，即使存在某種遺傳代謝缺陷(即基因缺陷)，其相關的代謝物也不一定會堆積或無明顯堆積，所以在新生兒期的代謝物水平也很可能無明顯升高。這可以解釋為什么患同一種遺傳代謝病，發病年齡差別會很大(如生物素酶缺乏癥患者的發病年齡從幾個月到15歲)，雖然有酶活力缺失程度的差異，但生活環境和習慣造成的代謝途徑的不同步應是其中的主要因素。如果這時候進行代謝物篩查，有可能會出現假陰性的結果(如PKU的新生兒篩查結果陰性者，有日后發病的；戊二酸血癥I型同樣如此)，新生兒篩查的目的是把陽性盡可能全篩出來，如果是假陰性的結果，對于患兒及其家庭造成的后果是非�？膳碌�，將會嚴重影響對疾病的早期干預和治療。相反，假陽性的結果一般來說后果是相對可以承受的，因為它可以通過后續的二次檢查來排除。

3.2　基因分析

基因水平的遺傳病診斷也就是基因診斷(gene diagnosis，又稱為DNA診斷)是20世紀70年代在重組DNA技術基礎上迅速發展起來的一項應用技術，旨在對患者或受檢者的某一特定基因或其轉錄產物進行分析和檢測，從而對相應的遺傳病進行診斷。

由于得到一個能正常發揮功能的蛋白或蛋白復合物(以酶或酶復合物為典型代表)所涉及的步驟很多，從DNA轉錄到翻譯到折疊到修飾再到正確的投遞等等，此外，還可能涉及其他輔因子、輔基、輔酶甚至分子伴侶等，這些步驟都需要許多由基因調控序列或者其他基因編碼的蛋白參與，因此一個酶的功能的正確發揮，實際涉及的基因遠不止編碼這個酶本身的基因。而且近些年越來越多的研究表明，遺傳病的發生不僅與基因(DNA)的結構有關，還與轉錄水平或翻譯水平上的變化有關。當然目前用于遺傳代謝病的檢測主要還是基因測序分析。

基因測序分析具有以下優點：

①影響因素小，可以直接對致病基因進行檢測；

②專一性高，如果檢出已明確的致病突變，可對疾病進行確診；③可檢測的病種全，幾乎可以涵蓋已經發現和明確的各種遺傳代謝病。

但基因檢測方法的缺點也很明顯：

①如果檢測出未報道的新突變，其是否具有致病性不明確，必須進行功能驗證；

②目前基因測序分析

主要是對外顯子(即編碼區序列)，內含子和調控序列信息如果有缺陷就會被遺漏，因此，基因檢測并不是十分全面的；

③對于檢出的基因突變，如果沒有對蛋白質功能影響方面的研究，也無法了解其對蛋白質功能的影響程度，臨床上也就無法預測其致病的嚴重程度；

④由于科學研究的局限性，很多疾病相關的致病基因以及致病突變尚未被全面揭示。

因此，在解讀檢測報告時要十分謹慎，必須請臨床遺傳學專家解讀報告。雖然基因檢測未必能全面發現致病的突變，但對于遺傳性疾病來說，基因診斷是確診這類疾病的重要依據之一。而且，基因檢測能夠了解遺傳信息，可以幫助患者明確基因缺陷，從而對病因進行分析，并針對該基因或位點對家族成員攜帶狀態進行篩查，明確該疾病的遺傳方式，對遺傳咨詢和再生育起指導性作用。

3.3　酶學分析

酶學(蛋白質功能)檢測是對酶的功能進行評估的一種方法。酶是生物體內產生的一種具有催化功能的有機物，多數是蛋白質。酶的催化具有高效性和專一性等特點，因此在特定的條件下用該酶的專一性底物進行酶活性的檢測即可判斷酶的功能是否正常，通常所說的酶學檢測是指酶學活性檢測也稱為酶活力分析。

酶學檢測的優點：

①是直接對蛋白質功能檢測，特異性及靈敏度較高，如溶酶體病，每一種病都是由特定的酶活性缺乏導致的，檢測出某種酶缺陷，就可以直接判斷是哪一種疾��；

②酶學檢測不受患者年齡的影響，如果先天有酶活性的缺陷，新生兒期即可檢出，并且可根據其缺陷水平預測其患病的嚴重程度，為臨床治療提供指導；

③酶學檢測可以很好的回避基因檢測的局限性，由于是針對功能的檢測，那么無論是編碼這個酶本身的基因缺陷，還是在這個酶從翻譯、轉錄、修飾、投遞到正確折疊發揮功能的各個階段的任何相關基因缺陷，都會導致酶的功能失常，從而被檢測出來，這對于疾病的確診已經是充分的條件了�；�于以上特點，酶學檢測可用于疾病的最終確診和疾病篩查。

但是酶學檢測技術要求較高、難度大，對樣本采集、運輸及保存等外部環境要求嚴格；而且有些蛋白并不都在易于采集的白細胞等組織中表達，導致檢測標本取材難度大；酶學檢測中蛋白用量大及蛋白所處環境的干擾等因素的限制，因此，目前可檢測的疾病種類相對較少，仍需進一步開發。此外，需要注意的是，酶學檢測是一種臨床檢測，它有嚴格的質控等要求，這種從生物學技術轉化為臨床檢測技術有很多的難題需要跨越，這也是限制臨床酶學檢測項目發展的一個重要因素。當然從未來的發展趨勢看，酶學檢測必然會在遺傳代謝病的診斷中發揮越來越關鍵的作用。而且隨著生物技術的發展，適用于臨床檢測的酶活力分析項目也會越來越多。

4　三種檢測方法的綜合對比及應用建議

4.1　檢測方法特點總結

從是否受發病情況限制的角度分析，代謝物的檢測結果受發病情況的限制，而酶學檢測和基因檢測不受發病情況限制，如果受檢者存在技術檢測范圍內的先天遺傳代謝缺陷，任何時間段都可以檢出，無論是新生兒期還是發病期；從特異性角度分析，代謝物的檢測特異性低，結果分析復雜，不容易對疾病作出明確診斷，基因檢測特異性相對較高，如果發現明確致病突變，就可以確診疾病，但也有些發現的是未報道的新突變，其致病性就是很難確定；另外也由于文中所闡述的基因檢測的局限性，所以遺傳代謝病的病因診斷也不能完全依靠基因檢測來解決。酶學檢測特異性高，酶活性缺陷就意味著相關的代謝途徑出現異常，根據酶活性的正常與否就可以判斷受檢者是否患有相應的疾病，結果直觀，容易判斷，準確度高；但前提是檢測的方法準確，結果可靠。

4.2　應用建議

從臨床應用角度，建議針對不同情況可以采用不同的檢測方法，必要時可以幾種方法并用，逐步查找出病因。

①對臨床出現癥狀的患者，懷疑是遺傳代謝病時，如果不能確定疾病類型，可以先選擇代謝物的篩查，初步了解可能存在的遺傳缺陷，再結合臨床癥狀及其他檢查縮小范圍，如果針對所懷疑的生化缺陷可以進行功能檢測，也就是指酶學檢測，則選擇先做酶學檢測，然后再根據酶學檢測結果，針對性的檢測相關基因，找出致病突變；

②對于新生兒疾病的篩查，酶學檢測是最為科學的方法，但由于受技術難度的限制，目前可檢測的種類還較少，而代謝物的檢測用于新生兒遺傳代謝病的篩查時，應清醒地正視其存在的問題，努力將此方法更多地應用于有癥狀患者的輔助診斷，發揮方法本身的優勢，避免其不足�？傊�，在工作中要充分認識三種方法的不同特點，恰當、靈活地運用三種方法，揚長避短，使三者有機結合，科學、正確地應用于遺傳代謝病的診斷。