新生儿遗传代谢性疾病筛查之串联质谱技术

王兴光 河北省沧州市人民医院产前诊断中心

提高人口素质很重要的一个环节就是从新生儿开始。由于多种原因，新生儿会患有很多种疾病，有些发病早、有些发病较晚、有些疾病甚至终生困扰着一个人的健康，其中新生儿遗传代谢性疾病作为非常重要的疾病群，渐渐引起人们的重视。

目前，在我国部分地区基本实现两项疾病的筛查：苯丙酮尿症和甲状腺功能减退症（简称甲减）。随着人们生活环境和的改变遗传代谢性疾病（Inherited Metabolic Disorders，IMD）：因维持机体正常代谢所必需的某些由多肽和（或）蛋白组成的酶、受体、载体及膜泵生物合成发生遗传缺陷而导致的疾病，又称遗传代谢异常或先天代谢缺陷（Inborn Error of Metabolism，IEM ）。这种疾病大多为单基因遗传病，涉及氨基酸、有机酸、脂肪酸、尿素循环、碳水化合物、类固醇等多种物质的代谢异常。在人体内有多种氨基酸：丙氨酸（Ala），精氨酸（Arg），瓜氨酸（Cit），甘氨酸（Gly），亮氨酸/异亮氨酸/羟基脯氨酸（Leu）/（Ile）/（Pro-OH），蛋氨酸（Met），鸟氨酸（Orn），苯丙氨酸（Phe），脯氨酸（Pro），酪氨酸（Tyr），缬氨酸（Val）等等;同时包括多种酰基肉碱：游离肉碱（C0），乙酰肉碱（C2），丙酰基肉碱（C3），丙二酰肉碱/3-羟基-丁酰肉碱（C3DC）/（C4OH），丁酰肉碱（C4），甲基丙二酸（C4DC），3-羟基-异戊酰肉碱（C5OH），异戊酰肉碱（C5），戊烯酰肉碱（C5:1），戊二酰肉碱（C5DC），3-羟基-已酰肉碱（C6OH），已酰肉碱（C6），已二酰肉碱（C6DC）。遗传代谢性疾病的筛查主要通过检测这些物质的变化，在人体代谢途径中任何一种物质发生变化都会影响整个循环代谢过程，代谢物质异常的增加或者减少就会影响整体的平衡状态，从而表现出相应的疾病。

串联质谱技术因其操作简单、检测速度快、单次检验项目多、灵敏度较高（通常是达到纳克级）等特点，被广泛应用于临床检验，尤其应用于新生儿遗传代谢性疾病的筛查,目前欧、美、澳洲以及中国台湾等国家和地区都已经普及串联质谱疾病筛选。主要筛查三类约45种遗传代谢病，包括：有机酸代谢异常、脂肪酸氧化异常、氨基酸代谢异常。

串联质谱技术对标本的要求：仅需采取足跟血一滴，采血时间最好在婴儿出生72小时并吃饱6次以上奶后进行，主要是因为如果婴儿未吃或未摄入足够的乳汁，血液中的苯丙氨酸（PA）浓度偏低，检测时易导致假阴性；同时出生72小时后采血可避开生理性促甲状腺素（TSH）上升的时机，减少甲状腺功能低下症（CH）筛查的假阳性，并可防止TSH上升延迟患儿的假阴性。其原理主要是检测带电荷的离子，在用氮气制造的真空环境中将要检测的带电荷的粒子打碎，然后通过相应的检测器（常用的是四极杆质量分析器），通过检测各种粒子的质荷比来对物质进行定量，采用典型的针泵恒流进样方式。应用串联质谱技术筛查新生儿遗传代谢性疾病，在筛查检测项目中Phe/Tyr辅助判断苯丙酮尿症，可使假阳性率降低2/3；链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症时，除了C8指标，加入C8/C12、C8/C2等比值，使召回率从0.02%减少到0.001%，阳性诊断率（PPV）从7%增加到100%。

应用串联质谱技术对新生儿遗传代谢性筛查具有重要的意义，且已经成为较为成熟的技术。另外串联质谱技术还可以应用于其他领域：疾病生物标记物（Biomarker of Diseases），临床毒物学（Clinical Toxicology），治疗药物监测（Therapeutic Drug Monitoring）等等，串联质谱技术结合其他技术，如HPLC分析辅助诊断技术将更广的应用于人们的生活。