串联质谱技术的基本情况

技术的基本情况 1 技术原理 包括技术方法 所采用的仪器设备及技术的先进性 科 学性等 质谱技术的基本原理是将被测的化合物分子电离成不同质量电荷比 m z 的带电离子 按其质荷比的不同进行分离 从而对化合物的成分和结 构进行分析的一种方法 并通过测定离子峰的强度计算出待测化合物的浓度 串联质谱 MS MS 是由 2 个质谱仪串联而成 一级质谱将化合物按不同质荷 比进行分离并对化合物进行能量修饰 二级质谱检测被测物质与惰性气体碰 撞后的碎片离子的子离子 由被测物质的质荷比及其碎片子离子的质荷比共 同对一个物质进行定性 定量分析 串联质谱是一种特异性更高 更准确的 物质定性 定量分析技术 串联质谱用于新生儿代谢病的筛查的实际操作中 通过利用含有稳定同位素内标的溶液对滤纸干血片样本进行萃取 然后用串 联质谱系统进行检测 每个分析物的检测结果与它们对应的稳定同位素内标 相关并与分析物浓度成正比 串联质谱分析中数据的采集是通过中性粒子丢 失 母离子扫描和多反应监测三种模式来完成 获得的数据通过串联质谱系 统中的软件处理完成 应用液相串联质谱联用仪测定新生儿外周血液中 40 余 种氨基酸 游离肉碱和酰基肉碱 根据外周血液血液中氨基酸 游离肉碱和 酰基肉碱浓度的变化筛查出氨基酸代谢病 有机酸代谢病和脂肪酸代谢病共 三大类 40 余种遗传性代谢病 并对其中一部分疾病做出诊断和鉴别诊断 仪器选用了国内目前在新生儿遗传代谢病筛查和诊断中普遍采用的 AB SCIEX API 3200 型液相串联质谱联用仪 该款仪器具有较高的灵敏度和超宽的 动态范围和极高的可靠性 完全适用于遗传代谢病的筛查与诊断 试剂采用 广州市丰华生物工程有限公司提供的氨基酸 肉碱检测试剂 试剂盒采用了 目前国内外应用普遍的先进非衍生化测定技术 临床应用于新生儿外周血氨 基酸和肉碱的测定有较高的精密度和准确性 能极大限度的通过一次实验筛 查出 40 余种遗传代谢病 2 技术在国内外的应用 包括该项技术在国内外的应用时间 范围 例 数及该项技术的相关综述 参考文献 最好能提供准入批件 目前欧 美 澳洲及中国台湾地区都已经普及串联质谱疾病筛查方案 此方案可以更有效的一次性检测多达 40 余种遗传代谢性疾病 为针对性治疗 提供有效依据 开辟了新的代谢病预防领域 我们国家于 2002 年开始使用尝 试串联质谱进行代谢病的新生儿筛查和临床疑似遗传代谢病患者检测 使我 国的代谢病的筛查 诊断及治疗技术有了显著提高 1990 年美国杜克大 DukeUniversity Dr Millington 提出利用串联质谱仪 执行新生儿遗传代谢 病筛查 2002 年底已有 24 个州开展 48 种新生儿疾病筛查 2008 年美国 98 的出生婴儿进行 48 种新生儿先天性代谢缺陷病筛查 另外欧洲一些国家和澳 大利亚等也都普遍将串联质谱应用于了新生儿的遗传代谢病筛查 上海交通 大学附属新华医院从 2002 年用自配的氨基酸肉碱衍生法测定试剂联合串联质 谱技术筛查了 20 万例新生儿 筛查出 74 例 14 个病种遗传代谢病 阳性率为 1 3640 2008 年浙江省新生儿疾病筛查中心引进了先进的串联质谱技术和进 口试剂 在对 2153 份临床样本的预实验中 共发现 4 例与代谢有关的疾病 验证这项技术推广普及的价值 至目前为止共筛查了近 60 万例新生儿 取得 了可观的社会效益 目前国内共有超过 50 余家的新生儿疾病筛查中心和临床 实验室将该技术用于新生儿遗传代谢病筛查 包括浙江省新生儿疾病筛查中 心一些地区已实现了政府出资免费对新生儿进行筛查 串联质谱在国内用于新生儿遗传代谢病筛查的部分数据和文献 2003 年廖相云等 1 阐述了串联质谱在氨基酸代谢病筛查和脂肪酸代谢病 筛查中的疾病种类及其重要性 2004 年顾学范等 2 在对 104 例遗传性代谢病高危儿童标本分析中 检 出阳性标本 10 例 9 6 其中酪氨酸血症 1 例 同型胱氨酸血症 1 例 高鸟氨酸血症 1 例 甲基丙二酸血症 2 例 丙酸血症 1 例 3 羟基 3 甲基 戊二酸裂解酶缺乏症 1 例 中链酰基辅酶 A 脱氢酶缺乏症 2 例 酰基肉碱转 移酶 缺乏症 1 例 表明串联质谱技术可检测 30 余种遗传性代谢病 包括 氨基酸代谢紊乱 有机酸代谢紊乱和脂肪酸代谢紊乱性疾病 对高危遗传性 代谢病患儿的筛查有重要价值 2005 年韩连书等 3 建立了可靠串联质谱技术检测干血滤纸片中氨基酸的 方法 用串联质谱仪检测血片中氨基酸谱 苯丙氨酸 酪氨酸 亮氨酸 蛋氨 酸 瓜氨酸和缬氨酸 及其浓度 2008 年江剑辉等 4 在 748 例遗传代谢病高危儿童中检出氨基酸代谢病 AAD 有机酸代谢紊乱 OAD 和脂肪酸氧化缺陷病 FAOD 29 种共 95 例 检出 率 12 70 2008 年韩连书等 5 用串联质谱检测干血滤纸片中的氨基酸和酰基肉碱谱 联合气相色谱 质谱技术检测尿液中有机酸谱 对遗传性代谢病进行筛查和诊 断 在 4981 例临床疑似遗传代谢病儿童中共诊断 319 例 6 4 24 种遗传代谢 病 其中氨基酸代谢病 155 例 48 6 有机酸血症 150 例 47 0 脂肪 酸 氧化代谢病 14 例 4 4 2008 年谢利娟等 6 对 132 例非特异性临床表现的高危儿 在常规进行临 床生化检查的同时进行血串联质谱和尿气相质谱检测 132 例中诊断遗传性代 谢病 15 例 11 5 2009 年李启亮等 7 建立北京地区儿童全血 19 种氨基酸含量的正常参考 值范围 对建立串联质谱法检测儿童的各种氨基酸的正常参考值范围对于临 床诊治和筛查氨基酸代谢异常性疾病提供了依据 同时李启亮等 8 建立了北 京地区新生儿全血 10 种氨基酸含量的正常参考值范围 对建立串联质谱法检 测新生儿的各种氨基酸的正常参考值范围对于临床诊治和筛查氨基酸代谢异 常性疾病提供了依据 2010 年涂文军等 9 对 560 例临床疑似遗传代谢病新生儿的干血滤纸片进 行液相串联质谱分析 其中检测出患儿 48 例 阳性率 8 6 包括脂肪酸代 谢病 11 例 22 9 氨基酸代谢病 15 例 31 3 有机酸代谢病 22 例 45 8 2010 年张轶雯等 10 建立了串联质谱法测定血清中 20 种游离氨基酸含量 的方法 为临床血清氨基酸检测提供可靠依据 2011 年韩鎏等 11 采用液相串联质谱法检测血清中极长链脂肪酸含量 该方法具有较好的准确度和灵敏性 特异性强 稳定性好 为临床诊断提供 重要的生化依据 2011 年蔡燕娜等 12 利用串联质谱法对干血滤纸片中的酰基肉碱进行快 速分析 可用于脂肪酸代谢障碍性疾病和有机酸血症诊断及治疗效果监测 2012 年陶蓓蓓等 13 指出利用液相色谱串联质谱技术 采用同位素内标 的方法 进行全谱氨基酸检测 可精确测定人体内 42 种氨基酸含量 并诠释 了全谱氨基酸对人体健康的重要性 2012 年郑重等 14 建立了新生儿血斑中未衍生化游离氨基酸的串联质谱 检测方法 定量分析 9 种氨基酸 分别为 Phe Tyr Pro Val Thr Leu XIe Lys Gln Met Glu 并表明建立的方法适合于新生儿血斑样本的 临床分析及研究 2012 年彭丽君等 15 表明通过血浆酰基肉碱分析可检测出 20 多种先天性 遗传代谢病 阐述了引起血浆酰基肉碱异常的相关疾病及血浆酰基肉碱分析 在遗传代谢缺陷病筛查诊断中的应用 2012 年刘冬俊等 16 探讨了婴幼儿极长链酰基辅酶 A 脱氢酶缺陷症的临 床诊断和治疗方法 表明应用串联质谱技术检测血中酰基肉碱水平可对脂肪 酸代谢病高危新生儿进行筛查和确诊 治疗主要通过高糖饮食 辅以中链脂 肪酸 限制长链脂肪酸的摄入 2012 年杨楠等 17 分析了 2547 例疑似遗传性代谢病新生儿的血串联质谱 和尿气相色谱检测结果 并对其中确诊的 127 例新生儿的疾病谱及临床表现 进行分析 在 2547 例新生儿中诊断氨基酸 有机酸和脂肪酸氧化代谢病 127 例 5 0 2013 年林剑军 18 对遗传代谢性疾病如有机酸代谢病 氨基酸代谢病 脂肪酸代谢病等的临床特点 影像学特点等进行了分析 2013 年王琳琳等 19 对 170 例死亡的 0 2 岁儿童采用串联质谱技术检测 其新生儿期采集的滤纸干血片中 11 种氨基酸代谢指标和 13 种脂肪酸指标水 平 其中有氨基酸代谢指标异常 5 例 脂肪酸代谢指标异常 7 例 有机酸代 谢障碍 4 例 共 16 例 占分析死亡入数的 9 4 表明先天性遗传代谢性疾 病是造成儿童死亡的原因之一 串联质谱技术是早期评价先天性遗传代谢性 产物异常的有效方法 2015 年陈大宇等 20 对 800 例低出生体质量儿患儿干血滤纸片标本 使 用串联质谱仪器分析氨基酸及酰基肉碱水平 结果显示其中初筛结果异常患 儿 167 例 初筛可疑阳性率 21 其中氨基酸初筛异常 56 例 占 33 5 酰基肉碱初筛异常 89 例 占 53 3 氨基酸及酰基肉碱共同异常 22 例 占 13 2 低出生体质量儿氨基酸谱和酰基肉碱谱异常比例较高 初筛结果可 为低出生体质量儿先天性代谢异常疾病的诊断和治疗提供更多更可靠的依据 和线索 综上所述 串联质谱遗传代谢病筛查在国内的发展处于稳步上升的过程 试剂 并具有稳定 可靠的科学数据支持 参考文献 1 廖相云 串联质谱在新生儿筛查中应用进展 J 临床儿科 杂志 2003 21 247 249 2 顾学范 韩连书 高晓岚 等 串联质谱 技术在遗传代谢病高危儿童筛查中的初步应用 J 中华儿科杂志 2004 42 6 401 404 3 韩连书 高晓岚 叶军 等 串联质谱检测干 血滤纸片氨基酸方法的建立 J 检验医学 2005 20 3 220 223 4 江 剑辉 曹伟锋 姜迪刚 等 748 例遗传性代谢病高危儿童串联质谱筛查研究 J 广东医学 2008 29 3 357 359 5 韩连书 叶军 丘文娟 等 串联质谱联合气相色谱 质谱检测遗传性代谢病 J 中华医学杂志 2008 88 30 2122 2126 6 谢利娟 朱建幸 朱晓东 等 经高危筛查 发现的遗传性代谢病 15 例分析 J 中国当代儿科杂志 2008 10 1 31 34 7 李启亮 宋文琪 徐樨巍 等 北京地区儿童全血 19 种氨基酸含量参 考范围的调查研究 J 现代检验医学杂志 2009 24 5 82 87 8 李启亮 徐樨巍 宋文琪 等 北京地区新生儿全血 10 种氨基酸含量参考值范围的调 查研究 J 现代检验医学杂志 2009 24 6 63 67 9 涂文军 戴方 王欣煜 等 液相串联质谱在遗传代谢病高危新生儿检测中运用研究 J 中 国优生与遗传杂志 2010 18 5 81 83 10 张轶雯 倪君君 相婷 等 串联质谱法测定血清中 20 种游离氨基酸含量 J 检验医学与临床 2010 7 19 2051 2053 11 韩鎏 倪君君 相婷 等 液相色谱 串联 质谱方法检测血清中极长链脂肪酸含量 J 中华检验医学杂志 2011 34 1 30 35 12 蔡燕娜 彭敏芝 赵小媛 等 串联质谱法快速 检测干血滤纸片酰基肉碱含量 J 现代检验医学杂志 2011 26 4 16 20 13 陶蓓蓓 李鹏飞 张绪得 等 液相色谱 串联质谱在全谱氨基酸检 测中的应用 J 分子诊断与治疗杂志 2012 4 1 59 61 14 郑重 刘志 强 利用串联质谱技术分析新生儿血斑中未衍生化游离氨基酸 J 中国妇幼 保健 2012 27 30 4789 4790 15 彭丽君 刘丽 彭敏芝 等 血浆酰 基肉碱分析在遗传代谢缺陷病筛查诊断中的应用 J 实用儿科临床杂志 2012 27 20 1617 1620 16 刘冬俊 农绍汉 婴幼儿极长链酰基辅酶 A 脱氢酶缺陷症 5 例诊治特点分析 J 广东医学 2012 33 15 2280 2281 17 杨楠 韩连书 叶军 等 新生儿期氨基酸 有机酸及脂肪酸氧化 代谢病疾病谱分析 J 临床儿科杂志 2012 30 9 805 808 18 林剑军 婴幼儿遗传代谢性疾病的临床 影像学特点及串联质谱筛查 J 山东医药 2013 53 47 96 98 19 王琳琳 马志军 朱雪娜 等 非衍生化串联质 谱技术分析 0 2 岁儿童死亡与先天性遗传代谢性疾病的关系 J 中国儿童保 健杂志 2013 21 10 1024 1028 20 陈大宇 黄丽华 谢莉 等 串联 质谱技术在低出生体质量儿先天性代谢异常的应用及价值 J 检验医学与临 床 2015 12 3 370 371 3 技术的安全性 有效性及其与现有同类技术的比较 需有相关的指 标说明 并提供国内外应用实践的数据支撑 中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会 2009 03 05 新生儿疾病筛查 管理办法 卫生部令第 64 号 第三条 本办法规定的全国新生儿疾病筛查 病种包括先天性甲状腺功能减低症 苯丙酮尿症等新生儿遗传代谢病和听力 障碍 卫生部根据需要对全国新生儿疾病筛查病种进行调整 省 自治区 直辖市人民政府卫生行政部门可以根据本行政区域的医疗资源 群众需求 疾病发生率等实际情况 增加本行政区域内新生儿疾病筛查病种 并报卫生 部备案 在 2010 年颁布新生儿疾病筛查技术规范血片采集技术规范 实验室 检测技术规范 筛查操作流程等都做出了明确规定 根据美国健康与人类服务部公布的新生儿疾病筛查报告 美国已有 98 的 新生儿接收了包括串联质谱筛查在内的 29 种遗传代谢病的筛查 根据卫生部 临检中心室间质评室显示的数据 有近 60 余家实验室在 2015 年参加了氨基 酸和肉碱的室间质量评价 根据国内文献报道 其中国内开展串联质谱较早 的浙江新筛中心已筛查新生儿共 58 万 确诊病例 88 例 发病率 1 6590 氨基 酸 52 例 发病率 1 11153 有机酸 22 例 发病率 1 26363 脂肪酸 14 例 发病 率 1 62875 液相串联质谱联用 LC MS MS 技术被目前被认为是临床检验领域中大 多数项目的 金标准 与传统技术相比 具备灵敏度高 选择性强 稳定 性好 检测速度快等多种优点 具体如下 极高的检测灵敏度和准确性 液 相串联质谱联用仪可从样品中选择化合物的母离子进行分析 而不受其他物 质干扰 质谱的检测器通常为光电倍增器或电子倍增器 所采集的信号经放 大并转化为数字信号 计算机进行处理后能极大地提高检测的灵敏度和准确 度 极高的分析效率和广泛的病种检测范围 能在两分