串联质谱技术的基本情况样本.docx

1、串联质谱技术的基本情况样本技术的基本情况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, 并经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

2、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经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经过中性粒子丢失、 母离子扫描和多反应监测三种模式来完成, 获得的数据经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

3、一部分疾病做出诊断和鉴别诊断。仪器选用了国内当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, 试剂盒采用了当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, 能极大限度的经过一次实验筛查出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

4、件) 当前欧、 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, 此方案能够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 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, 使中国的代谢病的筛查、 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, 底已有24个州开展48种新生儿疾病筛查, 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

5、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 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。 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。至当前为止共筛查了近60万例新生儿, 取得了可观的社会效益。当前国内共有超过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

6、病筛查的部分数据和文献: 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。 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。 韩连书等3建立

7、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。 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%。 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(4

8、7.0); 脂肪酸氧化代谢病14例(4.4)。 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%)。 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。 涂文军等9对560例临床疑似遗传代谢病新生儿

9、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)。 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。 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。 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。 陶蓓蓓等13指出利用液相色谱串联质谱

10、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。 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。 彭丽君等15表明经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。 刘冬俊等16探讨了婴幼儿极长链酰基辅酶A脱

11、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, 治疗主要经过高糖饮食、 辅以中链脂肪酸, 限制长链脂肪酸的摄入。 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%)。 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。 王琳琳等19对170例死亡的02岁儿童采用串联质谱技术检测其新生儿期采集的滤纸干

12、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。 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

13、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, , ( 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, , 42(6): 4014043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, , 20(3): 2202234江剑辉, 曹伟锋, 姜迪刚

14、, 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, , 29(3): 3573595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, , 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, , 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, , 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

15、究J. 现代检验医学杂志, , 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, ,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, , 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, ,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, ,

16、 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, , 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, , 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, ,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, ,33( 15) : 2280-2281.17杨楠

17、, 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, ,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, ,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02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, ,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, ,12( 3) : 370-371.3. 技术的安全

18、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 -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能够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 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

19、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 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) 技术被当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

20、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, 而不受其它物质干扰。质谱的检测器一般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: 能在两分钟内检测血样中几十种氨基酸、 游离肉碱及酰基肉碱水平, 经过分析这些氨基酸、 游离肉碱及酰基肉碱浓度水平能判断40余种遗传性代谢病, 实现了”一滴血一次检测数十种疾病”的要求, 极大的提高检测速度和整体检测效率。极强的抗干扰能力: 串联质谱( LC-MS/MS) 技术经过各检测参数间比值进行分析判断, 抗干扰能力强, 对检测采样工作的时效性、 工作组织条件等的要求都较低。串联质谱( LC-MS/MS) 技术应用于遗传代谢病检测采用干血滤纸片为检测样品, 易于采集及递送, 节约了时间和运输成本。二、 申请单位开展该项技术的必要性与可行性