串聯質譜在新生兒篩查中應用進展

黃馨院

（南寧市第二人民醫院，廣西 南寧，530031）

我國作為全球人口大國，每年的新生兒誕生基數居世界前列，這也導致我國的出生缺陷率有所增漲[1]。而遺傳代謝病是由于維持機體正常代謝所必備的某些蛋白組成酶及（或）多肽、載體、受體、膜泵生物合成出現遺傳缺陷，即編碼類多肽（蛋白）的基因發生突變而造成的一系列病理改變和復制臨床癥狀的疾病[2]。該病可導致不可逆的神經系統損傷、終身殘疾，甚至出現夭折，嚴重影響出生人口質量[3]。新生兒篩查是實現遺傳代謝病早發現、早診斷、早干預的重要方式，即在新生兒臨床癥狀完全出現之前通過實驗手段檢查出來,就可以及早治療、避免患兒出現功能性障礙和機體不可逆的損傷，由此減少殘疾發生、降低小兒死亡率[4]。其中串聯質譜法是上世紀90年代經國外發達國家發展起來的一種篩查方法，具有快速、靈敏、選擇性強等特點，能夠同時檢測多種氨基酸組織，可同時篩查20～30多種遺傳性代謝疾病[5]。本次回顧前人研究，歸納整理串聯質譜在新生兒篩查中的應用研究，為日后臨床對篩查工作的順利開展、提升出生人口質量起到重要參考價值，作如下論述。

1 新生兒遺傳代謝疾病的概述

新生兒遺傳代謝疾病的種類繁雜，涉及有機酸、氨基酸、脂肪酸等多種物質的代謝異常，往往為常染色體隱性遺傳，單一病種發病率相對較低，但群體發病率較高[6]。我國常見的遺傳代謝病譜為戊二酸血癥、甲基丙二酸血癥、楓糖尿癥、苯丙酮尿癥等。通常在新生兒階段發病，部分遺傳代謝病患兒由于無特異性臨床癥狀或臨床癥狀輕微，給臨床鑒別帶來較大的難度；少數遺傳代謝病，例如甲基丙二酸血癥、風糖尿癥患兒通常由于代謝中間產物、底物蓄積和終產物降低而引發代謝性腦病，對患兒的智力發育造成極大的影響，甚至出現驚厥等癥狀[7]。

2 新生兒代謝疾病篩查歷史與現狀

始于20世紀60年代早期的新生兒篩查，Guthrie教授（美國）提出了新生兒苯丙酮尿癥的篩查，隨之西方及經濟發達的國家均建立了完善的新生兒篩查的有效體系，甚至部分國家將新生兒篩查列入國家衛生法，從最早的細菌抑制法到放射免疫分析法、酶免疫吸附實驗等，雖然篩查履蓋率達到或接近100%，但基本都屬于“一種實驗檢測一種疾病”的方法[8]。我國新生兒疾病篩查起步相對較晚（1981年），于1982～1983年首次報道我國新生兒篩查初步成效。新生兒篩查的成效顯示了我國篩查工作具有良好的社會與經濟效益，也推動了我國政府出臺相關法規及管理機構的建立。2001年我國出臺了《中華人民共和國母嬰保健法實施辦法》，其中強調醫療機構需根據相關規定進行新生兒疾病篩查[9]。09年推出《新生兒疾病篩查辦法》，提出各省、自治區及直轄市可結合行政區域醫療資源、疾病發生狀況、民眾需求適當增加篩查病種。盡管其間出現了各種新型篩查技術如氣相色譜質譜(GC/MS)、液相色譜質譜(LC/MS)等,但所有這些技術具有分析周期長、樣品通量較低、假陽性較高等缺點,不能滿足大規模的新生兒篩查。

3 串聯質譜技術的基本原理

MS/MS串聯質譜的基本原理主要是將被測物質分子電離成各種質荷比m/z不同的帶電粒子,然后應用電磁學原理，使這些帶電粒子按照質荷比大小的空間或時間上產生分離排列成的圖譜，通過測定粒子峰的強度，以此獲得確定化合物的分子量、分子式。MS/MS是由2個質譜儀經1個碰撞室串聯而成，而關于新生兒篩查的原理早在上世紀90年代已被Millinton等進行相應的報道[10]。

4 串聯質譜技術的優勢

4.1 與傳統疾病篩查方法相比串聯質譜技術與傳統疾病篩查方法相比的篩查效率更高，而早期準確的篩查遺傳代謝疾病，有利于避免病情對患兒導致的身心損害，促使新生兒在健康成長。通常傳統疾病篩查只能精確到umol/L，而串聯質譜技術的精確度極佳，可精確到nmol/L；同時傳統疾病篩查需采集多個血斑，且不同疾病均需要采集相應血斑，而串聯質譜技術只需采集1個血斑即可診斷，并大大降低疾病檢查的假陽性率，避免誤診、漏診導致的不良后果，降低家長的精神與心理負擔，大幅度縮短復查時間，降低由此產生的經濟費用，減輕家長的經濟負擔。

4.2 有效篩查出遺傳代謝性疾病在新生兒出生缺陷預防體系中，遺傳代謝性疾病篩查屬于一項重要預防措施，通過準確有效的篩查技術，可盡早篩查出患兒所得疾病，從而給予早期干預和治療，避免對患兒造成不可逆的智力損傷與發育損傷[11]。張志強[12]與朱穎杰[13]分別在研究中調查了串聯質譜技術對于新生兒遺傳性代謝病篩查的效果，均得出相似結論，證實應用串聯質譜技術進行新生兒疾病篩查能夠早期發現遺傳代謝病患者，從而降低該地區出生人口缺陷，是一種能夠有效預防遺傳代謝病的途徑。敖楨楨、王靜[14]等人收集了20 000例新生兒足跟血，采用串聯質譜及二代測序技術檢出新生兒遺傳代謝病陽性40例，疑似樣本45例，前者為快速有效的篩查方法，而二代測序則提供了更加明確的分子診斷，為疾病的早期診治提供科學依據。近年來，有學者采用國際協作的新生兒篩查數據平臺Region 4 Stork（R4S）系統聯合切值法分析應用于串聯質譜極長鏈酰基輔酶A脫氫酶缺乏癥（VLCADD）新生兒篩查可顯著提高篩查性能，降低假陽性率[15]。

4.3 提高出生缺陷防控水平目前，串聯質譜技術已經得到國內外廣泛應用。Marquardt統計串聯質譜技術在9萬例新生兒的實際應用中，證實了串聯質譜技術的高效率、高準確性、高靈敏度，對出生缺陷防控、人口素質提升具有重要意義。國內學者，趙得、吳夢圓[16]等人調查發現，青海高原地區新生兒串聯質譜遺傳代謝病篩查陽性率較國內平原地區高；趙永強、孔祥增[17]等人調查高效液相串聯質譜技術在出生缺陷防控中檢測出，氨基酸代謝障礙12例、有機酸代謝障礙10例、脂肪酸氧化代謝障礙18例,為新生兒遺傳代謝病旱發現、早治療提供有力的幫助。吳雄基、柯華壽同時調查了新生兒以及危重兒兩種類型兒童的串聯質譜檢測結果，認為遺傳代謝病在茂名地區有一定的發生幾率，早期開展有利于控制新生兒出生缺陷，提高人口質量。

5 討論

近年來隨著新生兒遺傳代謝病篩查工作的不斷普及、篩查方式不斷改進及覆蓋范圍逐漸擴大，新生兒遺傳代謝病的檢出率日益提高。而串聯質譜技術作為遺傳代謝病篩查診斷的重要方式，大大提高了篩查效率，實現了“一種實驗檢測多種疾病”的轉變，使得許多患兒受益于早期發現而得到及時干預治療。但隨著篩查覆蓋面的不斷擴大，逐漸出現了新的篩查問題，如臨床對于血片采血缺乏有效的監督和管理、仍然使用手工操作處理標本、少數實驗室在日常室內質控工作中仍存在不足等等，未來仍需切實解決實際篩查工作中的問題，對遺傳代謝患兒進行早期診斷與干預，強化出生缺陷預防措施，提升人口出生質量。