串聯質譜技術在新生兒代謝疾病檢測中的應用

崔蕓菲

摘 要：串聯質譜技術具有靈敏度高、特異性高、選擇性高等多種優良性能，在新生兒代謝疾病檢測領域具有突出的優勢。本文綜述了串聯質譜技術的工作原理以及檢測方法，討論了串聯質譜技術在新生兒代謝疾病檢測領域的優越性，并展望了串聯質譜技術在該領域的發展前景。

關鍵詞：串聯質譜；新生兒代謝疾病；檢測

中圖分類號：O657.63 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0202-02

0 引言

新生兒代謝疾病在新生兒疾病的檢測中十分特殊，這一類疾病大多沒有特異性的臨床表現，且部分患兒在確診患該疾病之前就已經發病，新生兒代謝疾病不僅給患兒身體及家長的心靈帶來莫大的痛苦，此外也極大地增加了家庭負擔和社會損失，因此新生兒代謝疾病的有效診斷越早越好。根據目前的臨床醫學診斷結果來看，當前新生兒代謝疾病的主要類型有三類，分別是氨基酸代謝疾病、脂肪酸代謝疾病以及有機酸代謝疾病，現在醫學領域已發現了多達1000余種新生兒代謝疾病，提早診斷和預防新生兒代謝疾病對家庭和社會具有重要意義。目前醫療上主要以串聯質譜技術來檢測新生兒代謝疾病，該技術只需通過一次實驗檢測過程，便能快速高效地篩查出新生兒是否存在氨基酸代謝異常、有機酸代謝紊亂等疾病，因此廣泛應用于臨床檢測中，成為新生兒代謝疾病檢測的有效技術手段。

1 串聯質譜技術工作原理及檢測方法

1.1 串聯質譜技術工作原理及檢測儀器組成

1.1.1 串聯質譜技術工作原理

質譜技術的工作原理是，通過將被測的化合物分子離子化，使其變成具有不同質荷比（m/z）的帶電離子，利用電磁場將具有不同的質荷比的帶電粒子分離，進而完成對化合物的成分和結構的分析。

1.1.2 質譜檢測儀器組成

質譜儀的主要結構包含離子源、分析器、檢測器三部分。其中，離子源的功能是將分子實現離子化形成帶電粒子，而分析器的作用則是將離子化后的分子在合適的電場或磁場中在空間或時間上按照質荷比的大小進行有效的分離，再由檢測器接收并檢測出離子的相關信息。

1.2 檢測流程

新生兒出生后48～72h內，采集達到臨床檢測條件的新生患兒的足跟內側或外側血，用血斑試紙收集血滴并等待其干燥[1]。

1.2.1 同位素內標及濃度

使用15N，2-13C-甘氨酸（12.5μmol/L）、2H4-丙氨酸（2.5 μmol/L）、2H8-纈氨酸（2.5μmol/L）、2H3-亮氨酸（2.5μmol/L）、2H3-蛋氨酸（2.5μmol/L）、2H5-苯丙氨酸（2.5μmol/L）、13C6-酪氨酸（2.5μmol/L）、2H3-天冬氨酸（2.5μmol/L）、2H3-谷氨酸（2.5μmol/L）、2H2-鳥氨酸（2.5μmol/L）、2H2-瓜氨酸（2.5μmol/L）、2H4，13C-精氨酸（2.5μmol/L）12種氨基酸內標，以及2H9-游離肉堿（0.76μmol/L）、2H3-乙酰肉堿（0.19μmol/L）、2H3-丙酰肉堿（0.04μmol/L）、2H3-丁酰肉堿（0.04μmol/L）、2H9-異戊酰肉堿（0.04μmol/L）、2H3-辛酰肉堿（0.19μmol/L）、2H9-肉豆蔻酰肉堿（0.04μmol/L）、2H3-棕櫚酰肉堿（0.08μmol/L）8種酰基肉堿同位素內標，并將上述12種氨基酸內標和8種酰基肉堿內標用甲醇稀釋成工作液[2]。

1.2.2 儀器設定

使用組合三臺質量分析器的串聯質譜儀來進行檢測，第一個四級桿質量分析器對目標分析物進行檢測，第二個四極桿質量分析器對目標分析物中的分子進行碎裂處理形成碎片離子，第三個四極桿質量分析器則用于對目標分析物的碎片離子進行合理的分類和排列，這個過程被反復執行，從采樣到完成檢測的整個分析過程總時間一般不超過到2min[3-4]。其中，儀器參數設置為：流動相為80%乙腈，設置流速為30μL/min，設置自動進樣器為每次進樣20μL[2]。

1.2.3 方法準確性和重復性測定

采用美國疾病控制和預防中心新生兒篩查質量保證部門提供的氨基酸和酰基肉堿串聯質譜質控血濾紙片測試該技術的準確性，同時還需要將一個健康人的血制備成干血濾紙片作為參比，分別對樣品和參比進行批內和批間變異系數的測定[2]。

2 結果

2.1 方法準確性及重復性測定結果

經測定，該方法中氨基酸的準確性為102%～107%，酰基肉堿的準確性為104%～109%[2]。且該方法具有可重復性。

2.2 檢測結果

在楊應松等人的研究中，3475例經篩查后檢出高度懷有遺傳代謝性疾病病例有53例，最終確診16例，確診率高達30.18%，其中這16 例遺傳代謝性疾病中包括1例高瓜氨酸血癥，4例甲基丙二酸血癥，3例脂肪酸代謝異常，3例高苯丙氨酸血癥，2例異戊酸血癥，2例原發性肉堿缺乏癥以及1例尿素循環障礙[5]。

而在鐘婉秀等人的研究報告中，在對123231例患兒經過篩查后發現，陽性患兒有1022例之多，最后確診的患兒有24例，包括14例氨基酸代謝異常和7例有機酸代謝異常以及3例脂肪酸代謝異常，確診率為2.34%，其中氨基酸代謝異常中，有8例高苯丙氨酸血癥患兒，1例楓糖尿癥，1例瓜氨酸血癥，1例瓜氨酸血癥II型，1例鳥氨酸氨甲酰磷酸，2例精氨酸血癥；在有機酸代謝異常種，有2例3-甲基巴豆酰輔酶A羧化酶缺乏癥，1例甲基丙二酸血癥，1例甲基丙二酸并同型半胱氨酸血癥，1例甲基丙二酸并丙酸血癥，2例戊二酸血癥I型；而脂肪酸代謝異常的患兒均為原發性肉堿吸收障礙[6]。

在曹小英等人的研究結論中，在對24260例新生兒中代謝疾病檢測中篩查出的陽性新生兒共203例，其中有9例確診，確診率為4.43%，包括5例氨基酸代謝異常，3例有機酸代謝異常以及2例脂肪酸代謝異常。其中在氨基酸代謝異常中，BH4缺乏癥有2例，同型半胱氨酸缺乏癥有2例；在有機酸代謝異常苯丙酮尿癥、異戊酸血癥、甲基丙二酸血癥各1例；脂肪酸代謝異常則分別是中鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥和原發性肉堿吸收障礙[7]。

在大部分的研究中，確診率為2.34%～30.18%。在鐘婉秀等人的研究中，串聯質譜技術的特異性為99.21%，敏感性能達到為100%[6]。

3 討論

目前新生兒代謝病的確診主要是通過根據具體疾病的特異性生化改變狀況、特異性酶的活性或致病基因是否發生突變來進行檢測的；由于許多代謝性疾病無特異性臨床表現，僅僅是依賴臨床表現和常規的實驗室醫療檢查手段難以做出診斷；由于缺乏針對代謝性疾病的特異性實驗室檢查，往往使大部分該病患兒得不到及時的診斷和治療，給患兒及其家庭帶來沉重的負擔[2]。而串聯質譜技術相比較其他常規手段，在新生兒代謝疾病檢測領域具有顯著的優越性。串聯質譜技術具有高效性、高準確性以及高特異性等優勢，一次檢測即能快速的檢測出數十種氨基酸代謝、有機酸代謝、脂肪酸代謝類疾病，在臨床實際應用中，對疑似患有代謝疾病的新生兒患者的篩查工作具有重要作用。特別是在對有機酸代謝紊亂疾病的診斷中，氣相色譜質譜聯用技術具有更強大的優勢[2]。其最為顯著的優點即是使用極少量的樣品，就能夠準確的檢測出結果，對新生兒的身體損害小。且該技術在世界多個國家的廣泛應用，使氨基酸代謝、脂肪酸代謝、有機酸代謝疾病的早期發現率得到有效提高[6]。

盡管串聯質譜檢測技術具有上述突出的優勢，但其在新生兒代謝疾病的檢測中尚存在仍需改進的地方。例如在對少數有機酸代謝疾病進行檢測時，單靠串聯質譜技術并不能準確區分開兩種差別不顯著的疾病，此時則需結合使用氣相色譜質譜儀，通過兩者互補，使診斷更為可靠[2]。

隨著人們對自身及家人健康的關注逐步地增強，以及科學研究領域串聯質譜相關技術的不斷發展和完善，在臨床篩查工作中，串聯質譜技術將會發揮著越來越重要的作用，使醫療檢測水平得到有效的提升[8，9，10]，從而使新生兒代謝性疾病得到更早的診斷與更及時的治療。

參考文獻

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