アシルカルニチン分析

🧠 全体像：この検査は「カルニチンcarnitine カルニチン（carnitine）carnitine（カルニチン） を測る検査」ではなく、⭐ 脂肪酸β酸化fatty acid beta-oxidation 脂肪酸β酸化（fatty acid beta-oxidation）fatty acid beta-oxidation（脂肪酸β酸化） と有機酸代謝が“どの炭素鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） で詰まっているか”を一度に読む検査である。詰まった段の直前のアシルCoA acyl-CoA アシルCoA（acyl-CoA） acyl-CoA（アシルCoA） はカルニチン carnitine カルニチン（carnitine） carnitine（カルニチン） と抱合されて血中へ出るので、上がっている鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） が、そのまま欠損酵素の位置を指す。タンデム型質量分析 mass spectrometry 質量分析（mass spectrometry） mass spectrometry（質量分析） （MS/MS）で濾紙血 dried blood spot 濾紙血（dried blood spot） dried blood spot（濾紙血） のC0からC18までを一斉測定でき、新生児マススクリーニングnewborn mass screening 新生児マススクリーニング（newborn mass screening）newborn mass screening（新生児マススクリーニング） の中核をなす¹。⭐ 血漿アミノ酸分析plasma amino acid analysis血漿アミノ酸分析（plasma amino acid analysis）plasma amino acid analysis（血漿アミノ酸分析）と対になる検査で、高アンモニア血症hyperammonemia 高アンモニア血症（hyperammonemia）hyperammonemia（高アンモニア血症） の3群鑑別では「アミノ酸が尿素サイクルを、アシルカルニチンacylcarnitine アシルカルニチン（acylcarnitine）acylcarnitine（アシルカルニチン） が脂肪酸酸化異常症 fatty acid oxidation disorder 脂肪酸酸化異常症（fatty acid oxidation disorder） fatty acid oxidation disorder（脂肪酸酸化異常症） と有機酸血症 organic acidemia 有機酸血症（organic acidemia） organic acidemia（有機酸血症） を担当する」と役割が分かれている——⭐ 尿素サイクル異常症urea cycle disorder 尿素サイクル異常症（urea cycle disorder）urea cycle disorder（尿素サイクル異常症） では血漿アシルカルニチンプロファイル acylcarnitine profile アシルカルニチンプロファイル（acylcarnitine profile） acylcarnitine profile（アシルカルニチンプロファイル） は正常である¹。⚠️ ただしこの検査は「その瞬間の代謝状態 metabolic state代謝状態（metabolic state） metabolic state（代謝状態）」を写す。 授乳後・ブドウ糖輸液glucose infusion ブドウ糖輸液（glucose infusion）glucose infusion（ブドウ糖輸液） 後・発作が収まった後には診断的な異常が消えていることがある²。

何を測っているか

ミトコンドリア内で処理しきれずに溜まったアシルCoA acyl-CoA アシルCoA（acyl-CoA） acyl-CoA（アシルCoA） は、カルニチンcarnitine カルニチン（carnitine）carnitine（カルニチン） と抱合してアシルカルニチンacylcarnitineアシルカルニチン（acylcarnitine）acylcarnitine（アシルカルニチン）となり細胞外へ出る。この検査は血漿または濾紙血 dried blood spot 濾紙血（dried blood spot） dried blood spot（濾紙血） のアシルカルニチン acylcarnitine アシルカルニチン（acylcarnitine） acylcarnitine（アシルカルニチン） を、炭素鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） と二重結合・水酸基hydroxyl group 水酸基（hydroxyl group）hydroxyl group（水酸基） の有無ごとに分けて定量する。表記は炭素数と不飽和度 saturation/unsaturation 不飽和度（saturation/unsaturation） saturation/unsaturation（不飽和度） で決まり、C8 は炭素8個の飽和アシル基 acyl group アシル基（acyl group） acyl group（アシル基） （オクタノイルカルニチン carnitineカルニチン（carnitine） carnitine（カルニチン））、C14:1 は炭素14個で二重結合1つ、C16-OH は炭素16個の水酸化体 hydroxy metabolite 水酸化体（hydroxy metabolite） hydroxy metabolite（水酸化体） を指す。C0 は抱合していない遊離カルニチン free carnitine遊離カルニチン（free carnitine） free carnitine（遊離カルニチン）、C2 はアセチルカルニチン carnitine カルニチン（carnitine） carnitine（カルニチン） である。

💡 なぜ鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） で酵素が分かるのか。 β酸化beta-oxidation β酸化（beta-oxidation）beta-oxidation（β酸化） は炭素を2個ずつ切り落とす繰り返し反応で、長鎖・中鎖・短鎖でそれぞれ別の脱水素酵素が働く。ある鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） を扱う酵素が欠ければ、そこまで短くなった脂肪酸が行き場を失って溜まる。したがって「上がっている鎖長 chain length鎖長（chain length） chain length（鎖長）」は、そのまま「どの酵素で列が止まったか」を意味する。有機酸血症organic acidemia 有機酸血症（organic acidemia）organic acidemia（有機酸血症） では脂肪酸ではなくアミノ酸異化 amino acid catabolism アミノ酸異化（amino acid catabolism） amino acid catabolism（アミノ酸異化） の中間体が溜まるので、短鎖側（C3・C5）に特徴的な山が立つ。

結果の読み方

⭐ 上がっている鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） で読み、比（レシオ）で裏を取る。 単一の分子種の絶対値だけで判定すると、栄養状態Malnutrition or obesity 栄養状態（Malnutrition or obesity）Malnutrition or obesity（栄養状態） や採血条件に振り回される。

⚠️ CPT2欠損症carnitine palmitoyltransferase II deficiency CPT2欠損症（carnitine palmitoyltransferase II deficiency）carnitine palmitoyltransferase II deficiency（CPT2欠損症） の指標は出典間で食い違う。 MCADのGeneReviews Table 2 は「C16-OH・C16:1・C18・C18:1」と記載しているが、⭐ 同じ表がC16-OHをLCHAD欠損症 LCHAD deficiencyLCHAD欠損症（LCHAD deficiency） LCHAD deficiency（LCHAD欠損症）・三頭酵素欠損症trifunctional protein deficiency 三頭酵素欠損症（trifunctional protein deficiency）trifunctional protein deficiency（三頭酵素欠損症） の指標として別に立てており、CPT2欠損症carnitine palmitoyltransferase II deficiency CPT2欠損症（carnitine palmitoyltransferase II deficiency）carnitine palmitoyltransferase II deficiency（CPT2欠損症） のGeneReviews章自身は「C12からC18、とくにC16とC18:1」とする³。CPT2の代謝ブロックは水酸化を行う段より上流にあるので水酸化体 hydroxy metabolite 水酸化体（hydroxy metabolite） hydroxy metabolite（水酸化体） が主役になる理屈がない。本表は後者を採る。

💡 CPT1A欠損症carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency CPT1A欠損症（carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency）carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency（CPT1A欠損症） だけが「下向き」に出る理由。 CPT1はカルニチン carnitine カルニチン（carnitine） carnitine（カルニチン） を脂肪酸へ付ける入口の酵素である。ここが欠ければ抱合そのものが起こらないので、アシルカルニチンacylcarnitine アシルカルニチン（acylcarnitine）acylcarnitine（アシルカルニチン） は作られず、使われなかったカルニチン carnitine カルニチン（carnitine） carnitine（カルニチン） が遊離のまま余る。他のβ酸化 beta-oxidation β酸化（beta-oxidation） beta-oxidation（β酸化） 異常が「特定の鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） の山」で出るのに対し、この病型は「山が無く、C0だけが高い」という逆パターンで出る。

C3上昇は「有機酸血症の入口」であって病型名ではない

⭐ C3とC3/C2比の上昇はプロピオン酸血症 propionic acidemiaプロピオン酸血症（propionic acidemia） propionic acidemia（プロピオン酸血症）・メチルマロン酸血症Methylmalonic acidemiaメチルマロン酸血症（Methylmalonic acidemia）Methylmalonic acidemia（メチルマロン酸血症）・細胞内コバラミン cobalamin コバラミン（cobalamin） cobalamin（コバラミン） 代謝異常のいずれでも起こるので、アシルカルニチン分析acylcarnitine analysis アシルカルニチン分析（acylcarnitine analysis）acylcarnitine analysis（アシルカルニチン分析） だけでは分けられない⁴。⚠️ 母体のビタミンB12欠乏でも新生児のC3が上がる⁴。分けるのは尿中有機酸urinary organic acids尿中有機酸（urinary organic acids）urinary organic acids（尿中有機酸）（3-ヒドロキシプロピオン酸3-hydroxypropionic acid3-ヒドロキシプロピオン酸（3-hydroxypropionic acid）3-hydroxypropionic acid（3-ヒドロキシプロピオン酸）・メチルクエン酸methylcitric acidメチルクエン酸（methylcitric acid）methylcitric acid（メチルクエン酸）・チグリルグリシンtiglylglycineチグリルグリシン（tiglylglycine）tiglylglycine（チグリルグリシン）・プロピオニルグリシンpropionylglycineプロピオニルグリシン（propionylglycine）propionylglycine（プロピオニルグリシン））と血漿総ホモシステインplasma total homocysteine血漿総ホモシステイン（plasma total homocysteine）plasma total homocysteine（血漿総ホモシステイン）で、遺伝学的検査が確定を担う⁴。

⚠️ 測定・判読上の注意

• ⚠️ 採血のタイミングで異常が消える。 授乳を受けた後、ブドウ糖の静注治療を受けた後、あるいは契機となったエピソードが消退した後には、診断的な異常がもはや存在しないことがある²。⭐ 体調が良い時期の分析は軽症型 mild form 軽症型（mild form） mild form（軽症型） をしばしば取り逃がす²。異化catabolism 異化（catabolism）catabolism（異化） ストレスの最中に採るのが原則で、低血糖発作時ictal 発作時（ictal）ictal（発作時） の検体は治療開始前に確保する。
• ⚠️ 遊離カルニチンfree carnitine 遊離カルニチン（free carnitine）free carnitine（遊離カルニチン） （C0）低値は、それ単独で病型を決めない。 C0とC2の二次性低下はカルニチン欠乏 carnitine deficiency カルニチン欠乏（carnitine deficiency） carnitine deficiency（カルニチン欠乏） でしばしば起こり、⚠️ C8・C6・C10の上昇を小さくしたり、プロファイルを正常にさえしてしまう¹。低いC0は「原発性カルニチン欠損症primary carnitine deficiency 原発性カルニチン欠損症（primary carnitine deficiency）primary carnitine deficiency（原発性カルニチン欠損症） の所見」であると同時に「他の異常を覆い隠す要因」でもある。
• ⚠️ 偽陰性は遊離カルニチン free carnitine 遊離カルニチン（free carnitine） free carnitine（遊離カルニチン） が低い新生児で出る。 未診断の母体MCAD欠損症・母体のカルニチントランスポーター欠損症 carnitine transporter deficiencyカルニチントランスポーター欠損症（carnitine transporter deficiency） carnitine transporter deficiency（カルニチントランスポーター欠損症）・栄養性カルニチン欠乏 carnitine deficiency カルニチン欠乏（carnitine deficiency） carnitine deficiency（カルニチン欠乏） で生まれた児で報告がある¹。母体側maternal part 母体側（maternal part）maternal part（母体側） の代謝が児のスクリーニング結果を歪めうる。
• ⚠️ 偽陽性は保因者と早産児で出る。 MCAD欠損症では、ACADM c.985A>Gのヘテロ接合体 heterozygote ヘテロ接合体（heterozygote） heterozygote（ヘテロ接合体） である正期産児 full term 正期産児（full term） full term（正期産児） や早産児でC8上昇が生じうる¹。VLCAD欠損症VLCAD deficiency VLCAD欠損症（VLCAD deficiency）VLCAD deficiency（VLCAD欠損症） ではC14:1が0.8 µmol/L超でも保因者や病的変異を持たない健常者で起こりうり、初回スクリーニングは特異度が低いため、複数マーカーの計算を併用しなければ異常値の相当数はヘテロ接合体 heterozygote ヘテロ接合体（heterozygote） heterozygote（ヘテロ接合体） である²。
• ⚠️ 採血日の高度な体重減少が偽陽性を作る。 VLCAD欠損症VLCAD deficiency VLCAD欠損症（VLCAD deficiency）VLCAD deficiency（VLCAD欠損症） のマーカーであるC14:1とC14:1/C2は、体重が大きく減った日に採ると偽陽性に上がる²。飢餓starvation 飢餓（starvation）starvation（飢餓） そのものが脂肪動員 fat mobilization 脂肪動員（fat mobilization） fat mobilization（脂肪動員） を増やすため、この検査は「絶食で異常が出やすい」方向に系統的に偏る。
• ⭐ 判定閾値は検査室ごとに異なる。 MCAD欠損症のC8カットオフ cut-off カットオフ（cut-off） cut-off（カットオフ） はスクリーニング事業ごとに違い、C0・C2・C10:1やC8/C2比・C8/C10比といった二次マーカーと組み合わせて感度を上げる運用が取られている¹。他施設の数値をそのまま持ち込まない。

次に進むべき検査

flowchart TD
    A["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='catabolism'>異化</span>ストレス下の<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hypoketotic hypoglycemia'>低ケトン性低血糖</span>・<span class='jp-term jp-term-diagram' title='hyperammonemia'>高アンモニア血症</span><br>または<span class='jp-term jp-term-diagram' title='newborn mass screening'>新生児マススクリーニング</span>陽性"] --> B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='acylcarnitine analysis'>アシルカルニチン分析</span><br>（治療開始前に採取）"]
    B --> C{"上昇している<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chain length'>鎖長</span>は"}
    C -->|"中鎖（C8優位）"| D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='medium-chain acyl-CoA dehydrogenase'>MCAD</span>欠損症を想定<br>尿中ヘキサノイルグリシンを確認"]
    C -->|"長鎖（C14:1／水酸化長鎖）"| E["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='VLCAD deficiency'>VLCAD欠損症</span>・LCHAD／<span class='jp-term jp-term-diagram' title='trifunctional protein deficiency'>三頭酵素欠損症</span>を想定<br>心エコーと<span class='jp-term jp-term-diagram' title='creatine kinase'>CK</span>を追加"]
    C -->|"短鎖（C3・C3/C2比）"| F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='organic acidemia'>有機酸血症</span>を想定<br><span class='jp-term jp-term-diagram' title='urinary organic acids'>尿中有機酸</span>と<span class='jp-term jp-term-diagram' title='plasma total homocysteine'>血漿総ホモシステイン</span>へ"]
    C -->|"全<span class='jp-term jp-term-diagram' title='chain length'>鎖長</span>が可変的に上昇"| G["MADDを想定"]
    C -->|"異常なし"| H["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='plasma amino acid analysis'>血漿アミノ酸分析</span>と尿中<span class='jp-term jp-term-diagram' title='orotate'>オロト酸</span>へ<br>（<span class='jp-term jp-term-diagram' title='urea cycle disorder'>尿素サイクル異常症</span>はプロファイル正常）"]
    D --> I["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='causative gene'>原因遺伝子</span>の解析で確定する"]
    E --> I
    F --> I
    G --> I

⚠️ プロファイルが正常でも、疑いが強ければ止めない。 体調が良い時期の検体は軽症型 mild form 軽症型（mild form） mild form（軽症型） を取り逃がすので²、症状のある時期の再検、培養線維芽細胞での脂肪酸酸化 fatty acid oxidation 脂肪酸酸化（fatty acid oxidation） fatty acid oxidation（脂肪酸酸化） 能の評価、あるいはエクソーム・ゲノムシークエンシングexome and genome sequencingエクソーム・ゲノムシークエンシング（exome and genome sequencing）exome and genome sequencing（エクソーム・ゲノムシークエンシング）へ進む。⭐ 有機酸血症organic acidemia 有機酸血症（organic acidemia）organic acidemia（有機酸血症） を疑った場合は、アシルカルニチンacylcarnitine アシルカルニチン（acylcarnitine）acylcarnitine（アシルカルニチン） と尿中有機酸 urinary organic acids 尿中有機酸（urinary organic acids） urinary organic acids（尿中有機酸） を必ず対で提出する——前者は「どの鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） か」を、後者は「どの代謝経路か」を答えるので、片方だけでは病型が決まらない。

まとめ

• アシルカルニチン分析acylcarnitine analysis アシルカルニチン分析（acylcarnitine analysis）acylcarnitine analysis（アシルカルニチン分析） は、溜まっている炭素鎖長 chain length 鎖長（chain length） chain length（鎖長） から欠損酵素の位置を指す検査である。タンデム型質量分析 mass spectrometry 質量分析（mass spectrometry） mass spectrometry（質量分析） で一斉測定でき、新生児マススクリーニングnewborn mass screening 新生児マススクリーニング（newborn mass screening）newborn mass screening（新生児マススクリーニング） の中核をなす。
• ⭐ C8優位はMCAD欠損症、C14:1はVLCAD欠損症 VLCAD deficiencyVLCAD欠損症（VLCAD deficiency） VLCAD deficiency（VLCAD欠損症）、水酸化長鎖（C16-OHなど）はLCHAD・三頭酵素欠損症trifunctional protein deficiency三頭酵素欠損症（trifunctional protein deficiency）trifunctional protein deficiency（三頭酵素欠損症）、C3とC3/C2比は有機酸血症 organic acidemia 有機酸血症（organic acidemia） organic acidemia（有機酸血症） の入口。 絶対値だけでなく比で裏を取る。
• ⭐ 尿素サイクル異常症urea cycle disorder 尿素サイクル異常症（urea cycle disorder）urea cycle disorder（尿素サイクル異常症） ではプロファイルは正常である。 高アンモニア血症hyperammonemia 高アンモニア血症（hyperammonemia）hyperammonemia（高アンモニア血症） の3群鑑別で、この検査は「脂肪酸酸化異常症fatty acid oxidation disorder脂肪酸酸化異常症（fatty acid oxidation disorder）fatty acid oxidation disorder（脂肪酸酸化異常症）・有機酸血症organic acidemia 有機酸血症（organic acidemia）organic acidemia（有機酸血症） の側」を担当し、尿素サイクルは血漿アミノ酸分析plasma amino acid analysis血漿アミノ酸分析（plasma amino acid analysis）plasma amino acid analysis（血漿アミノ酸分析）が担当する。
• ⭐ C3上昇は病型名ではない。 プロピオン酸血症propionic acidemiaプロピオン酸血症（propionic acidemia）propionic acidemia（プロピオン酸血症）・メチルマロン酸血症Methylmalonic acidemiaメチルマロン酸血症（Methylmalonic acidemia）Methylmalonic acidemia（メチルマロン酸血症）・コバラミンcobalamin コバラミン（cobalamin）cobalamin（コバラミン） 代謝異常を分けるのは尿中有機酸 urinary organic acids 尿中有機酸（urinary organic acids） urinary organic acids（尿中有機酸） と血漿総ホモシステイン plasma total homocysteine 血漿総ホモシステイン（plasma total homocysteine） plasma total homocysteine（血漿総ホモシステイン） で、母体のビタミンB12欠乏でも上がる。
• ⚠️ CPT1A欠損症carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency CPT1A欠損症（carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency）carnitine palmitoyltransferase 1A deficiency（CPT1A欠損症） だけは「C0高値・長鎖アシルカルニチンlong-chain acylcarnitine 長鎖アシルカルニチン（long-chain acylcarnitine）long-chain acylcarnitine（長鎖アシルカルニチン） 低値」という逆パターンで出る。C0/(C16+C18)比が手がかりになる。
• ⚠️ 遊離カルニチンfree carnitine 遊離カルニチン（free carnitine）free carnitine（遊離カルニチン） （C0）低値は単独で病型を決めない。 二次性カルニチン欠乏secondary carnitine deficiency 二次性カルニチン欠乏（secondary carnitine deficiency）secondary carnitine deficiency（二次性カルニチン欠乏） として広く起こり、他の分子種の上昇を覆い隠してプロファイルを正常に見せてしまうことがある。
• ⚠️ この検査は代謝状態 metabolic state 代謝状態（metabolic state） metabolic state（代謝状態） の写真である。 授乳後・ブドウ糖輸液glucose infusion ブドウ糖輸液（glucose infusion）glucose infusion（ブドウ糖輸液） 後・発作消退後には異常が消え、体調の良い時期の検体は軽症型 mild form 軽症型（mild form） mild form（軽症型） を取り逃がす。逆に採血日の高度な体重減少は偽陽性を作る。