И.С. Мамедов, И.В. Золкина, В.С. Сухоруков ФГУ «Московский НИИ педиатрии и детской хирургии» Минздравсоцразвития

Основные типы нарушений обмена веществ, определяемые методом MS/MS Нарушения обмена отдельных аминокислот Нарушения обмена органических кислот Нарушения окисления жирных кислот В качестве основных маркеров заболеваний используются концентрации аминокислот и ацилкарнитинов с различными заместителями

Нарушения обмена отдельных аминокислот и основные маркеры заболеваний Аргининсукцинилацидемия ASAПовышение уровня цитруллина 100 μмоль/л Цитруллинемия (CIT)Повышение уровня цитруллина 100 μмоль/л Гомоцистеинемия (HCY)Повышение уровня метионина 140 μмоль/л Синдром кленового сиропа лейциноз (MSUD) Повышение уровня лейцина- изолейцина 460 μмоль/л Фенилкетонурия (PKU)Повышение уровня фенилаланина 280μмоль/л ТирозинемияПовышение уровня тирозина 500μмоль/л

Нарушения обмена органических кислот и основные маркеры заболеваний. Метилмалоновая ацидемия (MMA)С3 пропионил 8μмоль/л Дефицит бета-кетотиолазы (BKT)C5:1 Тиглил/триметилкротонил 1,0μмоль/л Глутаровая ацидемия 1-го типа (GAI) C5-DC глутарил 0,3μмоль/л 3-гидрокси-3-метилглутаровая ацидемия (HMG) C5-OH гидроксиизовалерил 2,0μмоль/л Изовалериановая ацидемия (IVA)C5 изовалерил 1,62μмоль/л Дефицит 3-метилкротонил-СоА карбоксилазы C5-OH гидроксиизовалерил 2,0μмоль/л Множественный дефицит карбоксилаз (MCD) С3 пропионил 8,0μмоль/л Пропионовая ацидемияС3 пропионил 8,0μмоль/л

Дефект распознавания карнитина (CUD) Свободный карнитин С0 3.0 μмоль/л Дефицит гидроксиацетил-СоА- дегидрогеназы длинных цепей(LCHADD) C16-OH гидроксипальмитоил 0.19 μмоль/л C18-1OH гидроксиолеил 0.5 μмоль/л Дефицит ацетил-СоА- дегидрогеназы средних цепей(MCADD) C8 (октаноил) 1.0 μмоль/л C6 (гексаноил) 1.0 μмоль/л Дефицит трифункционального протеина (TFPD) C16-OH (гидроксипальмитоил) < 0.10 μмоль/л Дефицит ацетил-СоА- дегидрогеназы очень длинных цепей (VLCADD) C14:1 (тетрадеценоил) 1.5 μмоль/л C14 (тетрадеканоил) 0.92 μмоль/л Нарушения обмена жирных кислот

Отбор образцов крови

Кровь собирается на стандартную карточку-фильтр (903 Whatman), который применяют для скрининга новорожденных на ФКУ. Кровь может быть как капиллярная (из пальца, пятки), так и венозная. Необходимо хорошо пропитать выделенную область на фильтре! На карточке-фильтре обязательно должно быть четко указаны ФИО, кем и откуда направлен пациент, дата рождения и телефон лечащего врача. Образец высушивается 2-3 часа на воздухе. Желательно приложить выписку из истории болезни.

Этапы пробоподготовки Экстракция Упаривание Дериватизация

Экстракция определяемых компонентов

Упаривание и дериватизация пробы

Дериватизация аминокислот и ацилкарнитинов R = H или ацил Bu = бутил аминокислота Карнитин или ацилкарнитин

QQQ Agilent

Схема ТМС MS1 MS2 Ячейка соударений Газ аргон Precursor Products

Типы масс-анализаторов N 2 Inlet RF Ion Guide Q1 Q2 Collision Cell Q3 Detector Все ионы из источника поступают в ловушку ионы вещества ионы фона Детектор MS/MS во времени MS/MS в пространстве

Электронная ионизация (EI) Химическая ионизация (CI) ИАД (ЭС,ХИАД,ФИАД) API (ESI, APCI, APPI) Бомбардировка Быстрыми атомами (FAB) МЕТОДЫ ИОНИЗАЦИИ Жесткая ионизация, сильная фрагментация Мягкая ионизация, низкая фрагментация

Преимущества метода тандемной масс-спектрометрии : повышенная диагностическая чувствительность и специфичность; получение структурной информации об изучаемых молекулах; высокая скорость анализа (42 вещества за 3 минуты) высокая селективность анализа в сложных многокомпонентных смесях низкая себестоимость анализа

Масс – спектр образца крови

Пример типичной хроматограммы биологического образца

Параметры метода анализа хроматограмм

Масс-спектр пробы с повышенным содержанием ацилкарнитинов

Масс-спектр пробы с повышенным содержанием аминокислот

Обработка массива результатов анализа при помощи программного обеспечения MassHunter

Индивидуальный отчет, выдаваемый программой жидкостного хромато-масс-спектрометра

Сравнение фенилкетонурии и нормы Normal PKU Leu d 3 -Leu d 4 -Ala Ala Phe Tyr Met d 3 -Met d 5 -Phe d 6 -Tyr Phe Увеличение пика фенилаланина

Сравнение нормы и дефицита среднецепочечного ацилкарнитина MCAD Deficiency m/z % 0 % C3 carnitine C16 carnitine Normal C8 carnitine C10:1 carnitine C6 carnitine

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Применение новых высокотехнологичных методов лабораторной диагностики наследственных болезней метаболизма позволяет облегчить и ускорить трудный путь практического врача к правильному диагнозу.