甲基丙二酸尿症（MMA）是一種罕見的代謝性疾病，大約每9萬個新生兒中就有一個受到影響。它是如此罕見，這是因為父母雙方都必須攜帶這種遺傳易感性才能發生這種疾病。其後果也很嚴重：這些年輕患者的能量代謝所需的一種酶留下了缺陷。

在甲基丙二酸尿症中，一種特定的代謝物在體內積累。這往往導致患者需要強化醫療護理。資料來源：蘇黎世大學兒童醫院/Valérie Jaquet

由於酶的缺陷，一種特定的代謝物在體內積累，造成傷害，而不是被分解為能量。目前，MMA被認為是不治之症。

雖然醫生可以提供一定程度的幫助，但患者可能會經歷生長延遲、腎臟衰竭和嚴重的神經系統損傷。受影響的兒童和青少年經常需要輪椅的幫助，並且並不總是能活到成年。

蘇黎世大學兒童醫院是診斷和治療這種疾病的全球領先中心之一。來自世界各地的病人樣本被送到蘇黎世進行診斷。在一個大型的跨學科項目中，來自瑞士各研究機構的科學家們詳細研究了210個活體樣本。他們不僅檢查了患者細胞中的所有基因（DNA），而且還檢查了這些基因的RNA轉錄本和許多蛋白質。

這是第一次使用多組學方法（基因組學、轉錄組學、蛋白質組學、代謝組學）研究MMA。這項工作由ETH領域的戰略重點領域個性化健康和相關技術（PHRT）發起並資助，來自蘇黎世大學兒童醫院、蘇黎世聯邦理工學院、EPFL、蘇黎世大學和日內瓦的健康2030基因組中心的研究人員參與其中。分子分析是在PHRT位於蘇黎世的瑞士多器官中心（SMOC）進行的。

到目前為止，醫生們主要依靠DNA測序來進行MMA的基因診斷。蘇黎世大學兒童醫院研究組組長、該研究的共同第一作者Sean Froese報告說，然而，這種方法導致正確的診斷被忽視的情況一再發生。以前的努力報告說，只有三分之一到二分之一的病例可以通過這種方式得到正確的診斷。

蘇黎世聯邦理工學院健康科學和技術系教授、PHRT執行委員會主任、該研究的共同作者Bernd Wollscheid說：”原因是每個人，甚至是健康的人，都有許多自然發生的基因突變，對人類健康沒有明顯的影響，所以要找到真正導致疾病的一兩個突變是很困難的。”

通過選擇大幅擴展他們的分子調查，研究人員不僅考慮了該疾病的遺傳原因，而且還考慮了其在RNA、蛋白質和蛋白質功能方面的後果。這使得作為這項研究的一部分，該聯盟能夠開發出一種診斷策略，正確診斷出84%的受檢患者。蘇黎世大學兒童醫院的高級醫師、該研究的共同第一作者帕特里克-福尼說：”在未來，我們的新方法將大大增加患者獲得正確診斷的機會。這將允許在更早的階段提供正確的治療”。

多組學數據還顯示，MMA患者使用一種替代能源來幫助處理一種重要酶有缺陷的事實。然而，在患者身上，這種替代能源通常不能充分補償能量生產的損失。在用患者細胞進行的體外實驗中，研究人員通過提供這種替代能源成功地將能量生產提高到接近正常水平。

未來的調查將顯示，這種方法是否會在動物模型中產生同樣的效果，並能為患者帶來可行的療法。此外，研究人員啟動了一個新的全國性跨學科和跨機構項目，名為SwissPedHealth，由PHRT和瑞士個性化健康網絡（SPHN）共同資助，以進一步提高診斷效果，並將多組學方法擴展到其他遺傳疾病。