核磁共振波谱法代谢物定量检测在范可尼综合征诊断中的应用

作者：王丽环  秦迪  丁莉  袁梦华  朱莹莹  卢剑飞  李捷  何庆  刘铭

单位：天津医科大学总医院内 分泌代谢科

【摘要】范可尼综合征在临床上表现出多种代谢指标的异常，但由于检测手段缺乏，且疾病本身存在广泛的临床异质性，使临床诊断存在一定的困难。以核磁共振波谱仪为基础的代谢物定量检测平台，能够准确、稳定、高通量的在一次检测中提供大量的代谢指标，包括氨基酸、有机酸及营养代谢物等。本文通过核磁共振波谱仪代谢平台对一例范可尼综合征患者的尿液进行检测，检测结果显示多种氨基酸、有机酸及尿糖指标显著异常，指示范可尼综合征发生的同时，有一些异常指标的意义尚未明确，有待进一步研究。结果表明磁共振波谱仪代谢物定量检测平台在范可尼综合征的诊断及研究中都有着巨大的潜力。

范可尼综合征（Fanconi syndrome，简称FS）是一种由多种病因导致的多发性近端肾小管再吸收功能障碍临床综合征，主要表现为葡萄糖、氨基酸、磷酸盐及碳酸氢盐的重吸收受损，并导致其尿排泄增加，临床体征表现为多尿、多饮、适度脱水和食欲不振。由于发病机制差异导致FS综合征具有广泛的临床异质性，原发性范可尼－贝克尔综合征患者表现为近端肾小管功能障碍、肝肾糖原贮积症、葡萄糖和半乳糖利用受损^[1]；胱氨酸贮积症引起的FS常表现为生长迟缓、视网膜色素沉着、间歇性肾炎和进行性肾衰竭等。获得性FS的异常特征表现为肾小管酸中毒、骨软化症和肌肉无力等^[2]。临床上对范可尼综合征的诊断依据主要依赖代谢物检测：1、全氨基酸尿过度排泄；2、正常饮食下血清磷酸盐含量降低；3、近端（II型）肾小管酸中毒，包括代谢性酸中毒^[3]，此外，正常血糖下的糖尿、蛋白尿也是临床诊断的重要依据^{[4, 5]}。临床的广泛异质性及认识度的缺乏使FS的诊断及确诊有着一定的难度。

核磁共振波谱仪作为代谢组学研究的主要手段之一，有着准确性好、通量高、检测指标全面等优点。B.I.QUANT-UR1.1（Bruker Biospin）系统使用核磁共振波谱（nuclear magnetic resonance spectroscopy，NMRS）技术^[6]，能够快速、准确的对尿液中150种代谢物进行定量检测，检测指标中包含40种氨基酸及代谢物、49种有机酸，另外还包含葡萄糖及其他营养相关代谢物，在辅助诊断范可尼综合征上有着明显的优势及潜力，并可有助于范可尼综合征新指标的发现与治疗效果的监测。核磁检测代谢物中的大量有机酸等指标，有利于肾脏代谢类疾病的研究及预警^{[7, 8]}。本文使用B.I.QUANT-UR系统，利用NMRS方法对一例疑似FS的患者尿液进行检测，检测结果有效的反应了FS诊断相关指标的异常，对磁共振波谱代谢物检测在范可尼综合征诊断中应用可能性和优势做了总结。

一、病例分析

患者为60岁的女性，主因“间断周身疼痛伴反复骨折9年余，加重1月”入院。患者于9年多前无明显诱因出现右侧股骨颈骨折，就诊于当地医院骨科行手术治疗，完善检查提示骨质疏松，出院后口服钙片治疗，患者逐渐出现反复周身疼痛；1年多前，患者再次因左侧股骨颈骨折在当地医院骨科行“股骨头置换术”，术后患者仍间断周身疼痛，并出现双手关节变形；3个月前，因本次手术侧股骨头萎缩，再次在该院行二次手术；2月前，患者无明显诱因出现左手腕骨及右侧前臂自发性骨折入院，因患者骨质疏松，反复骨折，建议转入该院内分泌科进一步诊治。

转入内分泌科后，完善检查：血钙1.96mmol/L，血磷0.58mmol/L，患者因出现周身疼痛，骶尾部明显，复查血钙2.06mmol/L，该院给予碳酸钙0.75g tid、骨化三醇0.25ug bid口服，3天后复查血钙2.26mmol/L，加“降钙素”50ug qd肌注，5天后患者疼痛消失，患者持续低磷，具体指标检测及变化值如图1。

为进一步明确病因收入我科诊治，由于肿瘤相关性低血磷性骨软化症（TIO）的病人如为肿瘤大部分来源于间叶组织，常为良性，多位于软组织或骨内，肿瘤生长缓慢，位置隐蔽，极易漏诊。因此使用奥曲肽显像99MTc-OCT对TIO肿瘤进行排查，体部显像未见肿瘤性DOTATATE摄取征象，且患者奥曲肽试验持续阴性，故排除肿瘤发生。入院后的辅助检查结果如表1。

由于病人检查提示明显肾小管功能异常，且持续尿磷、镁、钠偏低，尿糖异常，怀疑患者可能为范可尼综合征。使用核磁共振波谱仪代谢检测方法对尿液中的150种代谢物进行检测，得到的阳性结果如表2，结果中出现多种氨基酸明显异常，丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸检测值远超正常范围，尿糖异常升高，且出现大量有机酸异常，符合患者肾小管功能异常的诊断。由此，诊断病人为代谢性酸中毒，肾性氨基酸尿、肾性糖尿，结合病人实验室及影像学检查考虑范可尼综合征可能。

二、讨 论

范可尼综合征本质上是近端肾小管对氨基酸、磷酸盐及葡萄糖等物质重吸收缺陷导致的一类代谢性疾病。按照发病机制可分为原发性和继发性两类，原发性多由遗传因素导致，多在儿童时期发病，继发性可由多种损害肾小管功能的因素导致，如重金属镉、铝和汞等，药物如过期的四环素、氨基糖苷等，近期也有文献报道长期服用抗HIV药物替诺福韦可导致范可尼综合征的发生^{[9, 10]}。不同发病机制导致广泛的临床异质性，但是大多数显著的临床指征多是代谢异常导致的继发性因素，例如酸中毒、钙尿、血尿、低磷血症等都会影响骨骼沉积，进而导致佝偻症、生长发育迟缓等^[11]。对遗传性范可尼综合征家系患病成员30年随访结果显示，原发性FS通常在儿童时期发病，主要表现为乳酸性尿酸和肾小管蛋白尿，20岁后进展为糖尿和氨基酸尿，至40岁出现骨软化症^[12]。目前范可尼综合征的主要治疗方法是通过口服或胃肠外注射的方式补充吸收障碍的电解质或营养物质，早期诊断和干预仍然是有效的治疗方式，然而范可尼综合征的多种表现形式对于医务工作者来说是一个巨大的挑战，需要进一步深入探究疾病原因，辅助诊断方式及标志物。

由于代谢组学具有多指标、快速、准确的特点，且能够在任何时间点对患者状态进行检测，及时反应与环境相通的代谢物变化^[13]，已经成为辅助医务工作者更好的探究发病机制及新的临床诊断指标的有力工具。核磁共振波谱技术作为代谢组学研究的主要手段之一，有着检测指标全面、稳定性优异、通量大等优势。既往的研究中，使用NMRS技术对正常人和不同亚型FS患者的尿液蛋白和代谢物进行比较，分析FS独特的“多肽和代谢物图谱”，并尝试对不同亚型的FS进行区分^[14]。NMRS的检测可以为进一步探究FS潜在的发病机制和细胞途径提供有效的手段，本次使用的B.I.QUANT-UR（Bruker Biospin）系统选取了最具有临床意义的150项指标，其中包括肌酐、氨基酸类、有机酸类、糖及衍生物、醇类、胺类、苯及衍生物、营养及药物代谢、嘌呤嘧啶等，实现了相关代谢指标的快速、准确检测，在该例患者的检测中除了氨基酸的异常，也出现了其他的异常指标，这些指标对FS诊断、治疗、精确分类的意义仍有待探寻。

范可尼综合征因为患者数量较少、临床认识不足、诊断方法缺乏等原因，存在诊断周期长、确诊困难的现状，本次核磁共振波谱技术在对范可尼患者样本检测中的应用，为FS的诊断及治疗效果监测提供了新的思路，且NMRS技术在其他的代谢疾病，如肾损伤、肾结石、肝肾毒性代谢^{[7, 8, 15]}研究中也有广泛应用，在代谢疾病研究、不同代谢疾病的关联研究上，都存在潜力，展现了巨大的诊断及研究空间。

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