Importanța profilului aminoacizilor plasmatici în diagnosticul erorilor înnăscute de metabolism: studiu prospectiv, analitic

Abstract

Rezumat. Introducere. Erorile înnăscute de metabolism (EIM) alcătuiesc un grup larg de tulburări cauzate de un defect genetic al proteinelor care au rol enzimatic, de transport, receptor sau structural. Incidența cumulativă a EIM în diferite populații este în jur de 1:500 – 800 nou-născuți. Recunoașterea și intervenția timpurie sunt esențiale pentru a evita consecințele dezastruoase asociate cu EIM. Fenotipul pacienților cu EIM este foarte eterogen și numai în combinație cu teste metabolice specializate poate conduce spre un diagnostic corect. Scopul studiului a fost definit ca evaluarea importanței profilului aminoacizilor plasmatici în diagnosticul EIM. Material și metode. Cuantificare aminoacizilor, prin cromatografie lichidă de înaltă performanță la analizatorul Shimadzu LC-20 cu derivatizare post-coloană cu OPA, a fost realizată în plasma a 15 pacienți cu vârste cuprinse între 0-13 ani, selectați în urma consultului genetic în baza criteriilor de includere și excludere. Părinții tuturor copiilor au semnat consimțământul în urma informării detaliate cu privire la studiu. Suplimentar au fost realizate teste complementare cum ar fi cromatografie lichida cuplată cu spectroscopie de masă în pete de sânge uscate și spectroscopie prin rezonanță magnetică nucleară în urină. Rezultate. Investigațiile de primă linie au arătat dezechilibru acido – bazic (33,3%), hipoglicemie (46,6%), valori crescute ale acidului lactic (46,6%) și amoniacului (20%). Au fost identificate valori anormale ale concentrației aminoacizilor în plasma a 4 copii (27%). Valori mărite ale glicinei (544 μmol/L, valori de referință 70,72 – 256,36 μmol/L), de rând cu raportul crescut al glicinei în lichid cefalorahidian / plasmă (0,147, normal < 0.02) au fost identificate în cazul unui pacient cu convulsii, comă și arest respirator, făcându-se suspect pentru Hiperglicinemie Noncetotică. Nivel crescut de fenilalanină (Phe 1568µmol/L, valori de referință 26.52 – 221 µmol/L) a fost identificat la un pacient suspect pentru Fenilcetonurie în urma rezultatelor screening-ului neonatal (Phe > 3mg/ dL). La fel, valoarea raportului dintre aminoacizii Phe și tirozină (Tyr) în jur de 17 este specific pentru forma clasică a Fenilcetonuriei. Concentrații crescute de alanină (> 450 µmol/L) au fost observate în cazul a 2 pacienți prezentând acidoze metabolice severe și valori ridicate ale acidului lactic fiind sugerată o eroare metabolică cu implicare mitocondrială. Rezultatele screening-ului metabolic neonatal extins și spectroscopiei RMN au îngustat spectrul suspiciunilor, facilitând astfel diagnosticul. În toate cazurile cu profil anormal al aminoacizilor în plasma se necesită aplicarea testelor genetice confirmatorii. Concluzii. Analiza cantitativă a aminoacizilor este un instrument important pentru diagnosticul EIM de „tip intoxicație” și monitorizarea nutrițională a persoanelor cu diagnostic deja stabilit.

Abstract. Introduction. Inborn errors of metabolism (IEM) make up a large group of disorders caused by an inherited defect of proteins that have enzymatic, carrier, receptor or structural roles. The cumulative prevalence of IEM in different populations is around 1:500 – 800 newborns, despite the fact that some of these disorders are extremely rare when taken individually. Early recognition and intervention are essential to avoiding disastrous consequences associated with IEM. The phenotype of IEM patients is very heterogeneous and only in combination with specialized metabolic test it can lead to a correct diagnosis. The aim of the study was defined as evaluation of importance of plasma amino acid profile in the diagnosis of IEM. Material and methods. Plasma amino acids quantification have been performed by high performance liquid chromatography on Shimadzu LC-20 with post column derivatization with OPA in 15 patients aged from 0 to 13 years old, selected through medical genetic counseling, based on inclusion and exclusion criteria. Inform consent has been signed by parents after receiving all necessary information regarding the study. Additionally, liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) on dried blood spots and Nuclear Magnetic Resonance Spectroscopy (H1-NMR) on urine has been done as complementary tests. Results. The first line investigations showed acid-base imbalance (33,3%), hypoglycemia (46,6%), high lactate level (46,6%) and high ammonia level (20%). Plasma amino acid concentrations were abnormal in 4 patients (27%). Increased glycine (544 μmol/L, reference values 70,72 – 256,36 μmol/L), along with elevated glycine in cerebrospinal fluid (CSF) / plasma ratio (0,147, normal < 0.02) was detected in a patient with seizures, coma, and respiratory arrest indicating non-ketotic hyperglycinemia. High level of phenylalanine (Phe 1568µmol/L, reference values 26.52 – 221 µmol/L) has been identified in a patient suspected for Phenylketonuria after neonatal screening results (Phe > 3mg/dL). Also the ratio Phe / Tyr around 17 was specifically appreciated as for classical form of PKU. High alanine concentration (> 450 µmol/L) has been observed in two patients presenting severe metabolic acidosis and high lactate level, suggesting for a metabolic error with mitochondrial involvement. The results from extended newborn screening and NMR spectroscopy narrowed the spectrum of suspected diseases, facilitating the diagnosis. Molecular genetic tests are required for the confirmation of disease in all cases. Conclusions. Quantitative amino acids analysis is an important tool for the diagnosis of “intoxication type” of IEMs and nutritional monitoring of individuals with already established diagnosis.