靶向代谢：儿茶酚胺及其代谢物检测--临床诊断中的重要指标
儿茶酚胺 ( CAs) 即含有邻苯二酚（即儿茶酚）的胺类化合物，是由肾上腺髓质、肾上腺神经元以及肾上腺外嗜铬体合成与分泌的单胺类神经递质，是具有较强的生理学活性的内源性物质，在大脑和神经信号传导中起着重要的作用。体内具有生物活性的儿茶酚胺包括多巴胺(dopamine,DA)、去甲肾上腺素（norepinephrine,noradrenaline,NE）和肾上腺素（epinephrine,adrenalin,E）及他们的衍生物。这三种儿茶酚胺都是由酪氨酸为前体转化得到的。儿茶酚胺代谢物主要包括3-甲氧酪胺（3-MT），去甲变肾上腺素（NMN，又名甲氧基去甲肾上腺素）和变肾上腺素（MN，又名甲氧基肾上腺素），分别是DA、NE和E的代谢产物。
图1 儿茶酚胺及其代谢物
多巴胺：多巴胺（dopamine，DA）是一种神经介质。主要存在于中枢，包括黑质—纹状体、中脑边缘前脑、结节-漏斗三条通路。中枢多巴胺系统主要参与对躯体运动、精神情绪、垂体内分泌和心血管活动等调节。
去甲肾上腺素和肾上腺素：去甲肾上腺素和肾上腺素是肾上腺髓质所分泌的激素。作为神经递质，去甲肾上腺素（norepinephrine，NE）广泛分布于中枢和周围神经经系统，含量较多，而肾上腺素（epinephrine，E）仅分布于中枢神经系统，含量较少。中枢NE及其受体的作用涉及心血管活动、精神情绪活动、升高血糖、体温、摄食和觉醒等方面的调节，而E及受体的作用则主要参与心血管的调节。
甲氧基肾上腺素和甲氧基去甲肾上腺素：MN 及NMN是 E 和 NE 的中间代谢产物,它们仅在肾上腺髓质和嗜铬细胞瘤和副神经节瘤（ pheochromocytoma and paraganglioma, PPGL）内代谢生成并且以高浓度水平持续存在，是PPGL的特异性标记物。
3-甲氧酪胺：3-MT是多巴胺的中间代谢产物，可做为识别嗜铬细胞瘤有无转移的重要标志，另外，3-MT还可以与NMN联合用于辅助诊断恶性嗜铬细胞瘤。
儿茶酚胺类物质在体内调节基本生理功能，不仅对人体的心血管系统、神经系统、内分泌系统、肾脏、平滑肌组织等的生理活动起着广泛的调节作用，还同时影响人体的代谢。儿茶酚胺能增强中枢神经系统敏感性，选择性增加心、肺、脑等器官的血液供应；也能促进脂肪分解及肾上腺皮质激素分泌等。
检测生物样本中的CAs水平不仅对于嗜铬细胞瘤、副神经节瘤、神经母细胞瘤、高血压、心肌梗塞、肾上腺髓质增生等疾病的诊断和治疗具有重要的临床意义，并且有助于甲状腺功能异常、充血性心力衰竭、糖尿病、肾脏功能不全等疾病的诊断。同时，对于神经电生理等基础医学研究也具有重要的意义。此外，儿茶酚胺作为诱导刺激的串联释放物, 也是衡量饮食和药物成瘾等相关行为的重要指标。
多巴胺传递兴奋及开心的信息，调控中枢神经系统的多种生理功能，包括认知、运动控制、学习记忆、大脑奖励机制等，也与各种上瘾行为有关。
肾上腺素可使心脏血管收缩，心率加快，心输出量增多，在临床上常用作强心急救药；另外可促进分解代谢，迅速升高血糖、体温等，加强机体应激反应能力。
去甲肾上腺素作用与肾上腺素基本相同，但能使除心脏冠状动脉以外的小动脉强烈收缩，引起外周阻力明显增大而血压升高，故临床常作为升压药。
临床上通过血浆和尿液中的儿茶酚胺检测进行疾病诊断。血浆中儿茶酚胺水平的变化显示不同的病态情形，正常情况下，人体血液中儿茶酚胺的浓度很低（pg/mL）。在高血压病人中，它们在血浆里的水平通常较高，嗜铬细胞瘤病人的儿茶酚胺浓度更高些。尿中儿茶酚胺在嗜铬细胞瘤（pheochromocytoma）早期诊断中具有非常重要的临床意义。与血浆儿茶酚胺检测相比，尿儿茶酚胺测定无创伤，仅与临床用药和特定饮食有关，而血浆容易受如噪音、应激刺激、咖啡因、吸烟及某些食物等诸多生理及病理因素影响，且血浆中含量较低，测定困难，因此，早期诊断大多数情况下不做为诊断的主要指标。
通常，儿茶酚胺及其代谢物在体内含量微小，只有应激后短期内才会略微升高，但在一些疾病发生发展过程中，其水平会出现异常变化。不正常的儿茶酚胺水平可能预示肾上腺髓质肿瘤，如嗜铬细胞瘤, 神经母细胞瘤等，这些瘤可产生大量的儿茶酚胺，导致儿茶酚胺水平明显升高。
嗜铬细胞瘤和副神经瘤(PPGLs)：嗜铬细胞瘤( pheochromocytoma, PCC) 起源于肾上腺髓质嗜铬细胞，分泌产生儿茶酚胺；副神经节瘤( paraganglioma, PGL)起源于肾上腺外嗜铬细胞，位于胸、腹和盆腔脊柱旁交感神经链，也可来源于沿颈部和颅底分布的舌咽、迷走神经的副交感神经节。二者是继发性高血压的少见类型。该病发生时，相关肿瘤细胞可间断性或持续性分泌大量去甲肾上腺素、肾上腺素以及多巴胺。嗜铬细胞瘤患者以高血压病、头痛、出汗、心悸以及脑出血为主要临床表现，为继发性高血压的主要原因之一。副神经节瘤的临床表现多为顽固性高血压，有的患者伴有发作性多汗、心悸、头痛、震颤、皮肤苍白等症状和/或体位性低血压。
临床上部分该病患者临床表现复杂多样，缺乏典型症状和体征，且其在高血压病患者中占比较少，故易被临床医生忽略而误诊为其他疾病，严重影响该病诊治，从而降低患者生活质量。尿液和血浆儿茶酚胺检测可有助于发现嗜铬细胞瘤。
神经母细胞瘤：神经母细胞瘤是10岁以下儿童最常见的恶性肿瘤，极易发生早期转移，转移之后病情发展迅速，因此早发现、早治疗是提高神经母细胞瘤患者生存率的重要手段。
除了肾上腺髓质肿瘤，儿茶酚胺水平在心血管、呼吸、代谢和免疫系统（受COVID-19影响最严重的系统）的生理调节中发挥着重要作用。通常，儿茶酚胺水平过高会引发心肌梗塞、充血性心力衰竭、脑卒中等，水平过低则通常导致低血压。在免疫系统中也有一定作用，如：COVID-19患者的儿茶酚胺可能影响其四个主要系统或轴：（1）细胞因子以及免疫和血液系统；(2) 肾素、血管紧张素、醛固酮和心血管系统；(3) 通气、灌注和肺系统；(4)糖代谢和内分泌系统。此外，这些系统或轴是相互连接的；例如，儿茶酚胺可导致细胞因子的释放，反之亦然。
近年来还有大量临床研究发现，手足口病严重程度与儿茶酚胺水平存在明显的正相关。对手足口病患者进行血清儿茶酚胺的检测，不但可以作为疾病进展的预警指标，还可能成为救治重症手足口病的新途径。
文献报道，脂肪的分解受到儿茶酚胺类激素的影响最大，并且，脂肪细胞的表面存在着两种儿茶酚胺的受体：α和β受体，在减脂过程中，β受体会帮助体内脂肪减少，从而促进脂肪分解，而α受体正好相反，它会阻止脂肪的分解。但是与其他部位（比如四肢）相比，腹部脂肪的α受体占比较大，所以腹部脂肪相对难以分解，因此腹部脂肪比较难减。
儿茶酚胺物质的化学结构特点是带有一个双羟基苯核和一个带氨基的侧链，在生物样品中儿茶酚胺类物质含量极低，且儿茶酚胺及其代谢物的极性较大、结构相近，这对于其超微量、高灵敏度、精确定量检测提出了重大挑战，对前处理要去较高。目前液相色谱串联质谱是儿茶酚胺及其代谢物检测的金标准。
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