Анализ спектра аминокислот и ацилкарнитинов, тандемная масс-спектрометрия, метод сухой капли крови (Analysis of amino acids and acylcarnitines, dried blood spots (MS/MS))

Синонимы: Анализ крови для определения аминокислот и ацилкарнитинов.

Determination of amino acids and acylcarnitines in dried blood spots (DBS); Amino Acids and Acylcarnitines from Dried Blood, LC-MS/MS.

Краткое описание исследования «Анализ спектра аминокислот и ацилкарнитинов, тандемная масс-спектрометрия, метод сухой капли крови»

Что такое нарушения метаболизма?

Наследственные нарушения метаболизма, иначе – обмена веществ – это около 500 различных заболеваний, которые обусловлены нарушением работы особых биохимических катализаторов – ферментов. Ферменты обеспечивают процессы расщепления аминокислот, органических и жирных кислот и других биомолекул. По данным литературы^[1], наследственными нарушениями метаболизма страдает один из 3000 новорожденных.

Особое место среди этих заболеваний занимают болезни, которые начинаются в раннем детском возрасте. Они часто сочетаются с тяжелой неонатальной патологией и/или протекают под маской таких состояний, как сепсис, перинатальное поражение нервной системы, внутриутробная инфекция. Позднее выявление заболеваний этой группы может привести к тяжелой инвалидности или даже летальному исходу. Установлено, что 5%^[2] всех случаев синдрома внезапной смерти младенцев – следствие наследственных нарушений метаболизма. Однако некоторые из этих заболеваний эффективно лечатся при своевременной диагностике. Одним из современных методов диагностики нарушений метаболизма является тандемная масс-спектрометрия (ТМС). Этот метод позволяет определить в небольшом количестве биологического материала (капле высушенной крови) около 40 различных соединений, что позволяет с определенной вероятностью заподозрить наследственное заболевание.

Что такое скрининг?

Скрининг (от англ. screening – просеивание) – это массовое обследование пациентов для выявления различных заболеваний, ранняя диагностика которых позволяет предотвратить развитие тяжелых осложнений и инвалидности. В России в программу расширенного неонатального скрининга включены 36 заболеваний, имеющих достаточно эффективное лечение: врожденный гипотиреоз, адреногенитальный синдром, муковисцидоз, спинальная мышечная атрофия (СМА), первичные иммунодефициты (ПИД), наследственные болезни обмена веществ (НБО).

Обращаем ваше внимание на то, что из этого перечня в состав исследования НБО1 входит только скрининг на фенилкетонурию и наследственные болезни обмена (полный перечень выявляемых наследственных болезней обмена веществ см. ниже).

Аминоацидопатии

Аминоацидопатии развиваются вследствие недостатка специфических ферментов, необходимых для метаболизма аминокислот. Это приводит к аномально высокому уровню в крови и моче аминокислот и их производных, которые оказывают токсическое действие на клетки и ткани организма. Основные симптомы: задержка развития, судороги, коматозные состояния, рвота, диарея, необычный запах мочи, нарушения зрения и слуха. Лечение заключается в назначении специальной диеты и витаминов. Эффективность терапии зависит от того, насколько рано и точно установлен диагноз. К сожалению, некоторые заболевания из этой группы не поддаются лечению.

Органические ацидурии/ацидемии

Органические ацидурии/ацидемии являются результатом нарушения химического расщепления аминокислот вследствие недостаточной активности ферментов. Их клинические проявления схожи с проявлениями аминоацидопатий. Лечение заключается в назначении специальной диеты и/или витаминов. К сожалению, некоторые заболевания из этой группы не поддаются лечению.

Дефекты ß-окисления жирных кислот

ß-окисление жирных кислот – многоступенчатый процесс их расщепления, в результате которого образуется энергия, необходимая для жизнедеятельности клетки. Каждая реакиция процесса окисления проходит под действием специфических ферментов. При отсутствии одного из них процесс нарушается. Симптомы: сонливость, кома, рвота, низкий уровень глюкозы в крови, поражения печени, сердца, мышц. Лечение заключается в назначении низкожировой диеты с частым и дробным кормлением, других специализированных диетических продуктов, левокарнитина.

Полный перечень выявляемых наследственных болезней обмена веществ:

1. Болезнь с запахом кленового сиропа мочи (лейциноз)
2. Цитрулинемия тип 1, неонатальная цитрулинемия
3. Аргининосукциновая ацидурия (АСА)/ недостаточность аргининосукцинат лиазы лиазы
4. Недостаточность орнитин транскарбамилазы
5. Недостаточность карбамилфосфат синтазы
6. Недостаточность N-ацетилглютамат синтазы
7. Некетотическая гиперглицинемия
8. Тирозинемия тип 1
9. Тирозинемия тип 2
10. Гомоцистинурия/недостаточность цистатионин бета-синтетазы
11. Фенилкетонурия
12. Аргининемия/недостаточность аргиназы
13. Пропионовая ацидемия (недостаточность пропионил КоА карбоксилазы)
14. Метилмалоновая ацидемия
15. Изовалериановая ацидемия (недостаточность изовалерил КоА дегидрогеназы)
16. Недостаточность 2-метилбутирил КоА дегидрогеназы
17. Недостаточность изобутирил КоА дегидрогеназы
18. Глутаровая ацидемия тип 1 (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип 1)
19. Недостаточность 3-метилкротонил КоА карбоксилазы
20. Множественная карбоксилазная недостаточность
21. Недостаточность биотинидазы
22. Малоновая ацидемия (недостаточность малонил КоА декарбоксилазы)
23. Недостаточность митохондриальной ацетоацетил КоА тиолазы
24. Недостаточность 2-метил-3-гидроксибутирил КоА дегидрогеназы
25. Недостаточность 3-гидрокси-3-метилглутарил КоА лиазы
26. Недостаточность 3-метилглутаконил КоА гидратазы
27. Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА дегидрогеназы
28. Недостаточность очень длинноцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы
29. Недостаточность короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы
30. Недостаточность длинноцепочечной 3-гидроксиацил-КоА дегидрогеназы (дефект трифункционального белка)
31. Глутаровая ацидемия тип II (недостаточность глутарил КоА дегидрогеназы тип II), множественная недостаточность ацил-КоА дегидрогеназ
32. Нарушение транспорта карнитина
33. Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип I
34. Недостаточность карнитин палмитоил трансферазы тип II
35. Недостаточность карнитин/ацилкарнитин транслоказы
36. Недостаточность 2,4-диеноил КоА редуктазы
37. Недостаточность среднецепочечной 3-кетоацил-КоА тиолазы
38. Недостаточность средне-/короткоцепочечной ацил-КоА дегидрогеназы

С какой целью выполняют исследование

Тест проводят в целях диагностики наследственных болезней обмена веществ.

Материал для исследования

Капиллярная кровь, собранная на специальную карточку-фильтр № 903.

Литература

1. Байдакова Г. В. и др. Диагностика наследственных болезней обмена веществ на основе сочетания методов тандемной масс-спектрометрии и энзимодиагностики //Медицинская генетика. – 2005. – Т. 4. – №. 1. – С. 28-32.
2. Байдакова Г. В., Захарова Е. Ю., Зинченко Р. А. Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА-дегидрогеназы жирных кислот //Медицинская генетика. – 2005. – Т. 4. – №. 4. – С. 31-31.
3. Захарова Е. Ю. и др. Тандемная масс-спектрометрия-новый метод диагностики наследственных нарушений обмена веществ //Медицинская генетика. – 2005. – Т. 4. – №. 4. – С. 147-147.
4. Михайлова С. В. и др. Множественная карбоксилазная недостаточность, обусловленная мутациями в гене биотинидазы //Медицинская генетика. – 2005. – Т. 4. – №. 2. – С. 65-70.
5. Baydakova G., Tsygankova P. G. Diagnosis of mitochondrial beta-oxidation defects in Russia //JOURNAL OF INHERITED METABOLIC DISEASE. – VAN GODEWIJCKSTRAAT 30, 3311 GZ DORDRECHT, NETHERLANDS : SPRINGER, 2008. – Т. 31. – С. 39-39.
6. Chace D. H. et al. Electrospray tandem mass spectrometry for analysis of acylcarnitines in dried postmortem blood specimens collected at autopsy from infants with unexplained cause of death //Clinical chemistry. – 2001. – Т. 47. – №. 7. – С. 1166-1182.
7. Chace D. H. Mass spectrometry in the clinical laboratory //Chemical reviews. – 2001. – Т. 101. – №. 2. – С. 445-478.
8. Chace D. H., Kalas T. A., Naylor E. W. The application of tandem mass spectrometry to neonatal screening for inherited disorders of intermediary metabolism //Annual review of genomics and human genetics. – 2002. – Т. 3. – №. 1. – С. 17-45.
9. Dooley K. C. Tandem mass spectrometry in the clinical chemistry laboratory //Clinical biochemistry. – 2003. – Т. 36. – №. 6. – С. 471-481.
10. Duran M. et al. The identification of acylcarnitines by desorption chemical ionization mass spectrometry //Inherited Disorders of Vitamins and Cofactors: Proceedings of the 22nd Annual Symposium of the SSIEM, Newcastle upon Tyne, September 1984. – Springer Netherlands, 1985. – С. 143-144.
11. Griffiths W. J. et al. Electrospray and tandem mass spectrometry in biochemistry //Biochemical Journal. – 2001. – Т. 355. – №. 3. – С. 545-561.
12. Leonard J. V., Dezateux C. Screening for inherited metabolic disease in newborn infants using tandem mass spectrometry: further assessment of performance and outcome is needed //Bmj. – 2002. – Т. 324. – №. 7328. – С. 4-5.
13. Mikhaylova S. et al. Clinical outcome of glutaric aciduria type I in Russia //JOURNAL OF INHERITED METABOLIC DISEASE. – VAN GODEWIJCKSTRAAT 30, 3311 GZ DORDRECHT, NETHERLANDS : SPRINGER, 2007. – Т. 30. – С. 38-38.
14. Mikhaylova S. V. et al. Combination of tandem mass spectrometry and lysosomal enzymes analysis-effective tool for selective screening for IEM in neurological clinic //J. Inherit. Metab. Dis. – 2004. – Т. 27. – №. 1. – С. 39.
15. Mikhaylova S.V., Baydakova G.V., Zakharova E.Y., Il'ina E.S. «First cases of biotinidase deficiency in Russia» //European Journal of Human Genetics. – V. 13. – Supplement!-May. – 2005. – p. 386.
16. Millington D. S. et al. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism //Journal of inherited metabolic disease. – 1990. – Т. 13. – С. 321-324.
17. Millington D. S. et al. The analysis of diagnostic markers of genetic disorders in human blood and urine using tandem mass spectrometry with liquid secondary ion mass spectrometry //International Journal of Mass Spectrometry and Ion Processes. – 1991. – Т. 111. – С. 211-228.
18. Rashed M. S. et al. Electrospray tandem mass spectrometry in the diagnosis of organic acidemias //Rapid communications in mass spectrometry. – 1994. – Т. 8. – №. 1. – С. 129-133.
19. Rashed M. S. et al. Screening blood spots for inborn errors of metabolism by electrospray tandem mass spectrometry with a microplate batch process and a computer algorithm for automated flagging of abnormal profiles //Clinical Chemistry. – 1997. – Т. 43. – №. 7. – С. 1129-1141.
20. Vreken P. et al. Rapid diagnosis of organic acidemias and fatty-acid oxidation defects by quantitative electrospray tandem-MS acyl-carnitine analysis in plasma //Current Views of Fatty Acid Oxidation and Ketogenesis: From Organelles to Point Mutations. – 2002. – С. 327-337.
21. Vukajlović J. M., Panić-Janković T. Mass Spectrometry in Clinical Laboratories //Mass Spectrometry in Life Sciences and Clinical Laboratory. – 2021.

Подготовка к исследованию и правила взятия крови

Специальной подготовки не требуется.

При обследовании новорожденных взятие пробы крови следует проводить не ранее 4-х суток у доношенных и 7-х суток у недоношенных детей. У новорожденных кровь берут из пяточки, у детей старше трех месяцев и взрослых – из пальца (см. инструкцию).

Хранение и транспортировка

До и после взятия крови набор хранить при комнатной температуре в сухом месте; избегать контакта с системами отопления; избегать попадания прямых солнечных лучей; при транспортировке упаковать набор (наборы) в полиэтиленовый герметично закрывающийся пакет.

Интерпретация результатов исследований содержит информацию для лечащего врача и не является диагнозом. Информацию из этого раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. Точный диагноз ставит врач, используя как результаты данного обследования, так и нужную информацию из других источников: анамнеза, результатов других обследований и т.д.

Единицы измерения: мкмоль/литр.

Референсные значения для определяемых параметров, установленные для применения в рамках скрининга наследственных нарушений метаболизма (детализированная интерпретация результатов) [открыть].

Трактовка результатов исследования «Анализ спектра аминокислот и ацилкарнитинов, тандемная масс-спектрометрия, метод сухой капли крови»

Что делать, если в результате исследования выявлено изменение показателей?

Необходимо понимать, что изменения, выявленные при ТМС, полностью не подтверждают заболевание, а в ряде случаев необходимо пройти дополнительные тесты, (см. список дополнительных тестов и таблицу связей с заболеваниями и рекомендациями доп. тестов), чтобы убедиться в достоверности выявленных нарушений. Рекомендуется консультация врача-генетика и врача-педиатра, чтобы выработать тактику совместных действий.