Rzadkie wady metabolizmu




W odróżnieniu od genetycznych chorób o względnie częstym występowaniu, takich jak fenyloketonuria, wrodzona niedoczynność tarczycy czy mukowiscydoza których częstość występowania waha sie od 1 : 3 500 do 1 : 8 000, rzadkie wady metaboliczne obejmują choroby i wady których częstość waha sie od 1 : 15 000 (MCAD) do 1 : 200 000 (kwasica metylomalonowa). Z uwagi na bardzo wysoki koszt wykrycia jednego chorego do roku 1997 nie prowadzono populacyjnych badań przesiewowych w kierunku wykrywania tych chorób.

W klasycznych testach wykrywających fenyloketonurię, hipotyreozę czy mukowiscydozę w trakcie analizy jednej próbki oznacza sie tylko jeden parametr. Tandemowa spektrometria mas pozwala na oznaczenie w jednej analizie nawet sto różnych parametrów. Dzięki temu możliwe staje się badanie w kierunku grupy wad na podstawie analizy z jednej próbki krwi na bibule. Gdyby więc potraktować te rzadkie choroby metaboliczne jako całość to ich częstość sumaryczna jest znaczna i można ją szacować w przedziale od 1 : 4 000 do 1 : 7 000, tj. porównywalna z fenyloketonurią czy hipotyreozą.

Tandemowa spektrometria mas w wykrywaniu rzadkich wad metabolizmu




komora jonizacyjnaTandemowa spektrometria mas (MS/MS) w drugiej połowie lat 90-tych uzyskała wielkie zainteresowanie w analityce ze względu na unikalne cechy, takie jak wysoka czułość, dokładność i selektywność. TMS umożliwia oznaczanie ilościowe związków mało i średniocząsteczkowych w złożonych mieszaninach bez konieczności uprzedniej ich separacji (np. na kolumnach chromatograficznych HPLC). Ma to szczególne znaczenie przy oznaczaniu mikromolowych ilości substancji we krwi, moczu lub innych płynach ustrojowych. Czułość aparatu przewyższa stężenia substancji w surowicy krwi.

W badaniach przesiewowych noworodków technika ta umożliwia oznaczanie profilu estrów karnityny i wybranych aminokwasów, które są nieprawidłowe w ponad 20 wrodzonych chorobach metabolicznych.

Analiza aminokwasów we krwi, takich jak fenyloalanina, leucyna, metionina, tyrozyna, homocysteina stosowana jest do diagnostyki tyrozynemii, choroby syropu klonowego czy diagnostyki hiperfenyloalaninemii.

Tandemowa spektrometria mas jako jedyna technika umożliwia oznaczanie estrów karnityny w celu wykrycia MCAD (deficytu dehydrogenazy CoA średniołańcuchowych kwasów tłuszczowych) dość częstej wady utleniania kwasów tłuszczowych (ok. 1: 10.000), która może prowadzić nawet do zgonu dziecka, a w Polsce jest praktycznie nie diagnozowana.

Na podstawie analizy efektywności MS/MS w badaniu przesiewowym fenyloketonurii, wprowadzono badanie MS/MS do rutynowych badań przesiewowych fenyloketonurii jako drugi stopień przesiewu. Metodą MS/MS określane jest jednocześnie stężenie fenyloalaniny i tyrozyna w próbkach krwi, w których stwierdzono podwyższony poziom fenyloalaniny metodą kolorymetryczną, w pierwszym badaniu przesiewowym. Oznaczanie równoczesne fenyloalaniny i tyrozyny zwiększa wielokrotnie selektywność (wartość predykcyjną testu przesiewowego) i umożliwia ponad 10-krotnie zmniejszenie liczby noworodków, od których jest pobierana druga próbka krwi na bibułę.

Podstawy tandemowej spektrometrii mas




Działanie spektrometrów masowych oparte jest na trzech podstawowych krokach:

  1. jonizacja cząsteczek badanej mieszaniny (np. ekstrakt z krwi na bibule)
  2. selekcja powstałych jonów
  3. detekcja jonów

W przypadku tandemowej spektrometrii mas możliwe są dodatkowe etapy polegające na rozbijaniu i ponownej selekcji jonów powstałych w kroku 2.

  1. jonizacja cząsteczek badanej mieszaniny
  2. selekcja powstałych jonów (jony macierzyste)
  3. rozbijanie jonów
  4. selekcja jonów powstałych z rozbicia (jony potomne)
  5. detekcja jonów

Selekcja i detekcja jonów polega na określeniu masy powstałych jonów (a właściwie na pomiarze stosunku masy jonu do jego ładunku elektrycznego) - dodatkowo detekcja pozwala na określenie liczby jonów które dotarły do detektora.

Wynikiem rozbijania jonów macierzystych jest powstanie tzw. widma fragmentacyjnego (widmo MS/MS) charakterystycznego dla jonu macierzystego. Fragmentacja tego samego jonu macierzystego w takich samych warunkach daje identyczne widmo MS/MS.

Skierowanie na badanie




Badanie metodą tandemowej spektrometrii mas wykonywane jest po przesłaniu do laboratorium próbki krwi na bibule (takiej samej jak w badaniach przesiewowych noworodków) oraz wypełnionego skierowania na badanie. Skierowanie może być pobrane tutaj Skierowanie MS/MS.

Opracowanie: Zakład Badań Przesiewowych
Instytut Matki i Dziecka