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