The key role of gas chromatography-mass spectrometry and molecular genetic analysis methods in the diagnosis of peroxisomal disorders in children

Mamedov I.S.; Perevesentsev O.A.; Krapivkin A.I.

doi:https://doi.org/10.17116/labs20241303117

Мамедов И.С.

ГБУЗ г. Москвы «Научно-практический центр специализированной помощи детям им. В.Ф. Войно-Ясенецкого Департамента здравоохранения г. Москвы»

ORCID: 0009-0003-5694-1627

Перевезенцев О.А.

ORCID: 0000-0002-7070-3209

Крапивкин А.И.

ORCID: 0000-0002-4653-9867

Ключевая роль методов хромато-масс-спектрометрии и молекулярно-генетического анализа в диагностике пероксисомных нарушений у детей

Авторы:

Мамедов И.С., Перевезенцев О.А., Крапивкин А.И.

Подробнее об авторах

Журнал: Лабораторная служба. 2024;13(3): 17‑24

DOI: 10.17116/labs20241303117

Прочитано: 606 раз

Связаться с автором

Оглавление

Как цитировать:

Мамедов И.С., Перевезенцев О.А., Крапивкин А.И. Ключевая роль методов хромато-масс-спектрометрии и молекулярно-генетического анализа в диагностике пероксисомных нарушений у детей. Лабораторная служба. 2024;13(3):17‑24.
Mamedov IS, Perevesentsev OA, Krapivkin AI. The key role of gas chromatography-mass spectrometry and molecular genetic analysis methods in the diagnosis of peroxisomal disorders in children. Laboratory Service. 2024;13(3):17‑24. (In Russ.)
https://doi.org/10.17116/labs20241303117

Подписка 2025 Лабораторная служба (Laboratory Service)

Использование инфографики авторами научных работ

Рекомендуем статьи по данной теме:

Разработка условий хромато-масс-спектрометрического определения производных имидазола в крови. Судебно-медицинская экспертиза. 2025;(3):32-37

Резюме / Abstract:

Внедрение достижений молекулярной генетики, иммунологии, аналитической биохимии, морфологии и других фундаментальных дисциплин привело к выделению целого класса новых заболеваний — т.н. болезней клеточных органелл. Благодаря изучению структуры и функций субклеточных образований при различной патологии человека стало возможным выделить болезни митохондрий, лизосомные болезни, пероксисомные болезни. Однако если изучение первых двух классов заболеваний существенно прогрессирует, то исследованию пероксисомных болезней уделяется недостаточное внимание.

ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Изучить роль метода газовой хроматографии с масс-спектрометрией (ГХ-МС) и методов молекулярной генетики в диагностике пероксисомных заболеваний у детей.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

В исследование включены 35 пациентов детского возраста с подозрением на пероксисомное заболевание и 369 детей группы контроля. Исследование длинноцепочечных жирных кислот проводилось с использование метода хромато-масс-спектрометрии с применением газового хроматографа с масс-спектрометром Agilent 7820/5977 (Agilent Technologies, США). Также был проведен таргетный молекулярно-генетический анализ у 5 пациентов с симптоматикой синдрома Целльвегера без повышения уровня в плазме крови очень длинноцепочечных жирных кислот с использованием прибора Ion Torrent PGM System for Next-Generation Sequencing (Life Technologies, Thermo Fisher Scientific). Подготовка образцов ДНК проводилась набором реагентов Ion AmpliSeq Library Kit 2.0 согласно протоколу производителя.

РЕЗУЛЬТАТЫ

По результатам анализа образцов плазмы крови 35 детей из группы с подозрением на пероксисомные болезни на основании характерных клинико-лабораторных данных выявлены 17 пациентов с различными нозологическими формами пероксисомных болезней. У трех пациентов был выявлен синдром Цельвегера, концентрация гексакозаноевой кислоты (C26:0) у этих пациентов была равна 3,58 мкмоль/л, 9,22 мкмоль/л и 12,8 мкмоль/л, что превышает верхнюю границу референсного интервала в 3—10 раз. В трех случаях был подтвержден диагноз Х-сцепленной адренолейкодистрофии. Только у одного из трех пациентов были превышены уровни кислот С24:0 и С22:0. У двух пациентов был подтвержден диагноз недостаточности белка, транспортирующего стирол, концентрации фитановой и пристановой кислот были 18,7 мкмоль/л, 29,8 мкмоль/л и 15,3 мкмоль/л, 22,8 мкмоль/л. У пяти пациентов был подтвержден диагноз болезни Рефсума в инфантильной форме. Концентрация диагностического маркера фитановой кислоты находилась в диапазоне 525—1458 мкмоль/л, что значительно превышает верхнюю границу референтного интервала. У двух детей — в возрасте 3 лет и 4,5 года была выявлена болезнь Рефсума во взрослой форме, концентрация фитановой кислоты была 622 мкмоль/л и 128 мкмоль/л соответственно, что выше возрастной нормы, но не так значительно, как у пациентов с инфантильной формой данного заболевания. В двух случаях был подтвержден диагноз ризомелической точечной хондродисплазии I типа. Таргетное секвенирование генов PEX2, PEX10, PEX12, PEX16 и PEX11B методом NGS у 5 пациентов с подозрением на синдром Целльвегера без повышения уровня очень длинноцепочечных жирных кислот выявило у 2 детей миссенс-мутацию W223X.

ВЫВОДЫ

Наше исследование показывает важность хроматографической и молекулярно генетической диагностики пероксисомных болезней у детей. В качестве наиболее информативного хроматографического метода рекомендуется использовать ГХ-МС-анализ длинноцепочечных жирных кислот. Для молекулярно-генетического же анализа вследствие генетической гетерогенности данной группы болезней наиболее информативно проводить полноэкзомное секвенирование методом NGS, что позволит более точно поставить нозологический диагноз.

Ключевые слова / Keywords:

длинноцепочечные жирные кислоты

хромато-масс-спектрометрия

клинико-лабораторная диагностика

молекулярная генетика

Авторы / Authors:

Мамедов И.С.

ORCID: 0009-0003-5694-1627

Перевезенцев О.А.

ORCID: 0000-0002-7070-3209

Крапивкин А.И.

ORCID: 0000-0002-4653-9867

Дата поступления:

18.12.2023

Дата принятия в печать:

08.10.2024

Закрыть метаданные

Литература / References:

Вальтищев Ю.Е. Клиническая генетика и практическая педиатрия. Российский вестник перинатологии и педиатрии. 1995;(3):8-14.
Мамедов И.С., Смолина Ю.А., Сухоруков В.С., Новиков П.В. Диагностика пероксисомных болезней у детей. Клиническая лабораторная диагностика. 2012;3:16-18.
Wanders RJA, van Roermund CWT, Schutgens RB, et al. The inborn errors or peroxisomal beta-oxydation: a review. J Inherit Metab Dis. 1990;13(1):4-36.
Руководство по педиатрии. Под ред. Баранова А.А., Каганова Б.С., Шиляева Р.Р. Том: Врожденные и наследственные заболевания. Под ред. Новикова П.В. М.: Династия; 2007:544.
Hajara AK, Bishop JE. Glycerolipidbiosyntesis in peroxisomes via the acyl-dihydroxyaceton phosphate pathway. Ann NY Sci. 1992;386(1):170.
Del Rio LA, Sandalio LM, Palma JM. A new cellular function for peroxisoms related to oxygen free radicals. Experientia. 1990; 46(1):986-992.
Ferdinandusse S, Denis S, Mooyer PA, Dekker C, Duran M, Soorani-Lunsing RJ, Boltshauser E, Macaya A, Gärtner J, Majoie CB, Barth PG, Wanders RJ, Poll-The BT. Clinical and biochemical spectrum of D-bifunctional protein deficiency. Ann Neurol. 2006 Jan;59(1):92-104.
Ferdinandusse S, Denis S, Hogenhout EM, Koster J, van Roermund CW, IJlst L, Moser AB, Wanders RJ, Waterham HR. Clinical, biochemical, and mutational spectrum of peroxisomal acyl-coenzyme A oxidase deficiency. Hum Mutat. 2007 Sept;28(9):904-912.
Ferdinandusse S, Denis S, Clayton PT, Graham A, Rees JE, Allen JT, Mclean BN, Brown AY, Vreken P, Waterham HR, Wanders RJA. Mutations in the gene encoding peroxisomal alpha-methylacyl-CoA racemase cause adult-onset sensory motor neuropathy. Nat Genet. 2000;24:188-191.
Ferdinandusse S, Kostopoulos P, Denis S, Rusch H, Overmars H, Dillmann U, Reith W, Haas D, Wanders RJA, Duran M, Marziniak M. Mutations in the gene encoding peroxisomal 3.4 Very-Long-Chain Fatty Acids 230 and Phytanic Acid sterol carrier protein X (SCPx) cause leukencephalopathy with dystonia and motor neuropathy. Am J Hum Genet. 2006;78:1046-1052.
Clayton PT, Eckhardt S, Wilson J, Hall CM, Yousuf Y, Wanders RJA, Schutgens RBH. Isolated dihydroxyacetonephosphate acyltransferase deficiency presenting with developmental delay. J Inherit Metab Dis. 1994;17:533-540.
Wanders RJA, Jakobs C, Skjeldal OH. Refsum disease. In: Scriver CR, Beaudet AL, Sly WS, Valle D, eds. The Metabolic & Molecular Bases of Inherited Disease. New York: McGraw-Hill; 2001:3303-3321.
Moser H, Smith K, Watkins P, et al. X-linked adrenoleukodystrophy. In: Scriver C, Beaudet A, Sly W, Valle D, eds. The metabolic and molecular bases of inherited disease. New-York: McGraw-Hill; 2001.
Куркина М.В., Меликян Л.П., Семячкина А.Н., Николаева Е.А., Акимова И.А., Петухова М.С., Никонов А.М., Лазарева Е.В., Курденко И.В., Боронина С.Н., Маненок Ю.Н., Зеленькова Л.А., Земсков А.В., Воронцова В.П., Михайлова С.В., Захарова Е.Ю. Диагностика пероксисомных заболеваний — от биохимических тестов к молекулярным и vice versa. Медицинская генетика. 2018;17(8):20-31.
Braverman NE, Raymond GV, Rizzo WB, et al. Peroxisome biogenesis disorders in the Zellweger spectrum: An overview of current diagnosis, clinical manifestations, and treatment guidelines. Mol Genet Metab. 2016;117(3):313-321.
Gootjes, J., Elpeleg, O., Eyskens, F. et al. Novel Mutations in the PEX2 Gene of Four Unrelated Patients with a Peroxisome Biogenesis Disorder. Pediatr Res; 2004; 55; P.431–436