Bestimmung von Referenzwerten für krankheitsrelevante Aminosäurenkonzentrationen im Trockenblut mittels Tandem-Massenspektrometrie in einem Normalkollektiv gesunder Neugeborener

Abstract

Durch den Einsatz der Tandem-Massenspektrometrie (TMS) im Neugeborenen-Screening ergibt sich die Möglichkeit, das Screening auf metabolische Erkrankungen unter anderem im Bereich des Aminosäurenstoffwechsels zu erweitern. Eine frühzeitige, präsymptomatische Diagnose und Therapie dieser Erkrankungen soll den Behandlungserfolg verbessern und vor allem irreversible Schäden der geistigen Entwicklung und lebensbedrohliche Entgleisungen des Stoffwechsels verhindern.

Bislang gibt es noch keine Referenzwerte von quantitativ mittels TMS gemessenen Konzentrationen krankheitsrelevanter Aminosäuren in einem Normalkollektiv gesunder, reifer Neugeborener und deren Abhängigkeit von Alter, Gestationsalter, Geschlecht, Geburtsgewicht, Gewichtsverlust und Ernährung. Die vorliegende Arbeit hatte zum Ziel, die Einflüsse dieser Faktoren auf die Aminosäurenkonzentrationen gesunder Neugeborener zu untersuchen und Referenzwerte für ein gesundes Kollektiv zu erstellen. Weiterhin wurden die Konzentrationen von Phenylalanin (Phe) und Tyrosin (Tyr) und damit des Phe/Tyr-Quotienten in den ersten 48 Lebensstunden von 6 Patienten mit Risiko für Phenylketonurie (PKU) bestimmt, um Aufschluß über den frühest möglichen Zeitpunkt der Diagnosestellung PKU mittels TMS zu gewinnen.

Es wurden prospektiv 2159 Neugeborene untersucht, wovon 1542 Neugeborene folgende Einschlusskriterien erfüllten: Alter < 120 Stunden, Geburtsgewicht >2500g < 4500g, Gestationsalter > 37 Schwangerschaftswochen < 42 Schwangerschaftswochen, postnataler Gewichtsverlust zwischen 0 und –10 % des Geburtsgewichts, keine stationär behandlungsbedürftigen Neugeborene z.B. aufgrund von Hyperbilirubinämie, Adaptationsstörungen, Infektionen oder anderen Erkrankungen. Die Konzentrationen folgender Aminosäuren wurden mittels TMS (Perkin Elmer) aus Trockenblut bestimmt: Phenylalanin, Tyrosin, Leucin + Isoleucin, Valin, Methionin, Citrullin.

Zusammenfassend ist zu sagen, dass der Abnahmezeitpunkt den größten Einfluss auf die Konzentration krankheitsrelevanter Aminosäuren hat und sich deren Konzentration in den ersten 48 Lebensstunden am stärksten ändert. Bemerkenswert ist, dass auch andere Variablen wie Gestationsalter, Geschlecht, Geburtsgewicht, postnataler Gewichtsverlust und Ernährung die Aminosäurenkonzentrationen bei gesunden, reifgeborenen Neugeborenen beeinflussen. Diese Veränderungen sind jedoch für die Praxis des Neugeborenen-Screenings auf Aminoazidopathien sicher vernachlässigbar. Der in einem Fall eines PKU-Kindes dokumentierte kontinuierliche Anstieg des Phenylalanins gleich nach Geburt ist in Übereinstimmung mit anderen Arbeiten und zeigt, dass für das Neugeborenen-Screening auf PKU eine vorherige Milchfütterung bzw. Stillen nicht notwendig ist.

Up to now reference values on screening relevant amino acids in healthy newborns have been investigated only for small numbers and reference values established by screening centers include healthy and sick newborns. There is little knowledge about the influence of various parameters like age, gender, gestational age, birth weight, weight loss and nutrition on concentrations of amino acids in dried blood spots. We performed a study in a county hospital with ~ 2000 births per year to determine reference values for healthy newborns and evaluate different parameters on screening relevant amino acid concentrations measured by tandem mass spectrometry.

We prospectively investigated 1542 healthy newborns (age < 120 hours, birth weight > 2500g < 4500g, gestational age > 37 weeks < 42 weeks, postnatal weight loss < 10% of birth weight). Sick neonates (infections, jaundice etc.) were excluded. Analysis was done by Tandem Mass Spectrometry (Perkin Elmer) in dried blood. We established age dependent reference values for healthy newborns and determined the influence of age, weight loss, gender, gestational age, birth weight and nutrition on screening relevant amino acids like phenylalanine (Phe), tyrosine (Tyr), Phe/Tyr ratio, leucine+isoleucine, valine, methionine and citrulline. Furthermore we investigated 6 newborns at risk for phenylketonuria (PKU) during the first 48 hours of life to determine early changes of phenylalanine, tyrosine and Phe/Tyr ratio.

The strongest and for newborn screening most important influence on amino acids is the age of the newborn at the time of screening. Parameters like gender, gestational age, birth weight, weight loss and nutrition also have an influence on amino acid concentrations in healthy, mature newborns although this influence is not relevant for newborn screening. There is evidence that screening for PKU is possible after 6-24 hours of life when using TMS. The elevation of phenylalanine shortly after birth in one PKU patient confirm that feeding prior to blood test is not necessary. The optimal time frame for metabolic screening may be 36-48 hours of life with respect to influence of age on amino acid concentrations and screening for other diseases with early onset.