串联质谱技术在新生儿筛查上的应用精品PPT课件
串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用
串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用新生儿代谢疾病是指新生儿在出生后因代谢功能障碍所引起的疾病，这类疾病在出生后很快就能够发现，但是和其它疾病相比，对新生儿的健康和生存威胁是极大的。
对新生儿代谢疾病进行早期诊断和治疗是至关重要的。
而串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用，正是为了满足这一需求而发展起来的。
串联质谱技术是一种高效、高灵敏度的科学分析技术，它可以用来同时检测多种代谢产物，而且在检测过程中需要的标本量并不多，因此很适合用来进行新生儿代谢疾病的筛查和诊断。
相比传统的代谢物检测方法，串联质谱技术有以下几个优势：一是其能够同时检测多种代谢产物，这意味着可以通过一次检测就能够得到更为全面的检测结果，比起传统的逐一检测方法更加高效和节省时间；二是串联质谱技术的灵敏度非常高，可以检测到非常低浓度的代谢产物，这对于一些罕见代谢疾病的诊断非常关键；三是串联质谱技术的特异性非常好，能够准确地区分不同的代谢产物，这对于确诊和鉴别诊断来说非常重要。
在新生儿代谢疾病的筛查和诊断中，串联质谱技术可以用来检测各种各样的代谓物，如氨基酸、有机酸、脂肪酸、肾上腺皮质激素等。
通过检测这些代谓物，可以及时地发现新生儿代谢疾病，比如先天性甲状腺功能减退症、嗜铬细胞瘤、甲状腺功能异常、半乳糖酸尿症等。
这些疾病如果在出生后得不到及时的诊断和治疗，很有可能会对新生儿的生存和健康带来严重的危害。
串联质谱技术在新生儿代谢疾病的筛查和诊断中具有很大的潜力。
目前已经有越来越多的研究表明，串联质谱技术在新生儿代谢疾病的筛查和诊断中有着非常好的应用前景，可以为新生儿的健康和生存提供更好的保障。
串联质谱技术在新生儿代谢疾病的筛查和诊断中也面临着一些挑战和困难。
串联质谱技术的设备和技术相对比较昂贵，并且需要有专业的技术人员进行操作和解读，这对于一些资源匮乏的地区来说可能会存在一定的困难；串联质谱技术的标本前处理和检测方法相对比较复杂，需要进行精密的操作和严格的控制，这也增加了使用串联质谱技术进行筛查和诊断的难度；在一些特定的情况下，串联质谱技术可能会出现误检和误诊的问题，这就需要有严格的质控和对照实验来保证检测结果的准确性。
新生儿筛查最终版PPT课件
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先天性甲状腺机能减低症(ＣＨ)
是一种由于先天性甲状腺功能障碍、不能产生 足够的甲状腺素而引起的生长发育迟缓和智力 落后的疾病。
我国此病的发生率为 1：3000-4000。
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此病在新生儿期往往无明显表现，仅有黄 疸延迟、便秘、脐疝等非特异性的症状， 不易引起家长和医生的注意。
随着年龄的增长，逐渐出现眼距增宽及舌 外伸等表现，智能和体格发育均落后于同 龄正常孩子的水平早期，筛最查终可以成避为免矮后遗小症畸！形的 痴呆儿。
发病率：各国不同1/6000—1/25000
美国 1/14000，日本 1/60000
我国1/16500
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苯丙氨酸
组织蛋白 食物蛋白
苯丙氨酸羟化酶 BH4
酪氨酸
多巴
苯 乙
苯丙酮酸
胺
对羟苯丙酮酸
多巴醌
多巴胺
正
尿黑酸
苯
苯
羟
黑
乙
乳
苯
色
酸
酸
乙
素
酸
CO2+H2O 、T3、T4
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去甲肾上腺素
肾上腺素
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发病机制：
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Newborn Screening System 新生儿筛查体系
Newborn Screening is a combination of:新生儿
筛查是以下几项的结合：
procedures 程序
laboratory tests 实验室检测
diagnostics 诊断
therapeutic measures 治疗
Tracking and recalling rapidly the babies 对婴儿进行跟踪式及召回式调查
串联质谱技术新生儿遗传代谢病筛查
智力障碍
部分遗传代谢病可能导 致智力发育障碍，影响 患儿的认知和学习能力。
生理功能异常
患儿可能出现呼吸、消 化、心血管等系统的生 理功能异常，影响身体
健康。
死亡风险
部分严重遗传代谢病可 能导致患儿死亡，如甲
基丙二酸血症等。
新生儿遗传代谢病筛查的意义
01
02
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04
早期发现
新生儿遗传代谢病筛查能够在 患儿症状出现前早期发现疾病 ，为后续治疗争取宝贵时间。
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推动遗传代谢病早期筛查
通过串联质谱技术的广泛应用，实现对遗传代谢 病的早期筛查，降低疾病的发生率和危害性。
个性化医疗的普及
串联质谱技术为个性化医疗提供了技术支持，有 助于实现个体化预防、诊断和治疗方案。
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医学教育和培训
串联质谱技术的应用将促进医学教育和培训的发 展，提高医生对遗传代谢病的认识和诊疗水平。
样本处理
将血滤纸片进行脱脂、萃取等处理， 得到可用于串联质谱分析的干血滤纸 片。
串联质谱分析
将干血滤纸片放入串联质谱仪中进行 检测，得到各种代谢产物的谱图和浓 度。
结果解读
根据检测结果，结合临床表型和家族 史，对新生儿进行遗传代谢病的诊断 和风险提示。
04
串联质谱技术筛查的案例分 析
案例一：新生儿苯丙酮尿症筛查
感谢您的观看
THANKS
利用串联质谱技术对药物代谢和药效进行深入研究，为新药研发 和个性化用药提供有力支持。
精准医学
将串联质谱技术与基因测序、影像学等技术相结合，实现精准医学 在疾病预防、诊断、治疗和预后评估中的应用。
食品安全和环境监测
利用串联质谱技术检测食品中的有害物质和环境中的污染物，保障 公众健康和生态安全。
串联质谱与新生儿遗传代谢病筛查
串联质谱检测的脂肪酸代谢疾病
极长链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（VLCAD） 长链羟化酶酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（LCHAD） 中链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（MCAD） 短链酰基辅酶A脱氢酶缺乏症（SCAD） 线粒体三功能蛋白缺乏症（TFP） 肉碱棕榈酰转移酶缺乏症Ⅰ 、Ⅰ型（CPT- Ⅰ、
Ⅱ） 肉碱转运障碍（CTD） 肉碱、酰基肉碱移位酶缺乏症（CACT）
经典型PKU
Phe≥1200μmol/L 苯丙氨酸羟化酶严重缺乏 白人发病率较高，北爱尔兰1：4400，黑
人发病率较低 我国发病率1：11307，北方高于南方
食物蛋白
组织蛋白
苯乙胺
苯丙氨酸羟化酶
苯丙氨酸
酪氨酸
多巴
BH4
BH2
多巴醌 多巴胺
苯乙酸
苯丙酮酸 苯乳酸
黑色素 去甲肾上腺素
肾上腺素
干血滤纸片法血样采集技术 1962年在美国筛查PKU 1975年日本干血滤纸片测定TSH筛查甲
低 迅速在欧美等国家普遍开展
历史
筛查技术的发展，使可筛查的疾病越来 越多
1982年东京第二届国际新生儿筛查大会 提出四种疾病
PKU CH GAL CAH G6PD BD SCD CF
选择筛查疾病的原则
遗传学和分子生物学
常染色体隐性遗传病 PAH基因突变 父母是致病基因携带者 母亲每次生育有1/4可能为患儿 近亲结婚的子女发病率高 男女发病机会均等 基因在12号染色体上，我国发现的PAH
基因突变40余种，世界范围超过440种。
出生时大多正常，部分可能有喂养困难、呕 吐、易激惹
3～4月后渐出现精神、运动发育落后，发由 黑变黄、皮肤变白、汗液和尿液有鼠尿味
临床表现
串联质谱技术新生儿遗传代谢病筛查
80%属常染色体隐性遗传
单病发生率低，群体患病率高
单基因缺陷所致代谢通路阻,大多为单基因遗传病，少数为线粒体基因遗传病 表现非特异性，有赖遗传学或生化方法确诊，代谢物、酶学和分子检测
常规试验检测：缺乏特异标志物
儿科、血液科、神经科、骨科等不同诊室就诊 早期症状多无特异性，累及部位和病情轻重差异很大，极易造成误诊
串联质谱检测指标
名称
游离肉碱C 乙酰肉碱
缩写
C0 C2
名称
己酰肉碱 己二酰肉碱
缩写
C6 C6DC
名称
肉豆蔻二烯酰肉碱 3-羟基肉豆蔻酰肉碱
缩写
C14:2 C14-OH
丙酰肉碱
丙二酰肉碱 丁酰肉碱 3-羟基丁酰肉碱 异戊酰肉碱
C3
C3DC C4 C4-OH C5
辛酰肉碱
辛烯酰肉碱 辛二烯酰肉碱 葵酰肉碱 葵烯酰肉碱
新生儿期、幼儿或儿童期发病,某些可至成人期开始发病。
临床特征
多在新生儿期、幼儿或儿童期发病。某些可至成人期开始发病。 新生儿期发病：呕吐、喂奶困难、反应力低下、呼吸暂停、急促等 儿童期发病：可表现为全身多器官受累 以神经肌肉系统、呼吸系统、消化系统等症状为主
乏力、智力发育迟缓、肌张力增高或降低、癫痫、黄疸、肝脾肿大、
衍生化法
操作繁琐(3h) 过程难以标准化 对环境和人员有害
非衍生化法
操作步骤简单(40min)
易于标准化 不涉及酸腐、有毒物 扩展性好
需要氮吹设备
发达国家的遗传代谢病筛查已从传统衍生化法逐步转 为非衍生化法（近5年美国12.20%→46.84%）
标本前处理方法比较
12 岛津串联质谱技术在新生儿筛查中的应用
1.2 岛津串联质谱技术在新生儿筛查中的应用摘要： 新生儿疾病筛查是母婴保健技术的重要内容之一。
本文介绍新生儿筛查的测试内容，衍生法和非衍生法样品前处理流程， 液相色谱串联质谱检测原理。
并介绍了岛津液相色谱串 联质谱进行新生儿筛查的检测结果及数据处理流程。
关键词：新生儿筛查 液相色谱串联质谱 遗传代谢疾病筛查新生儿筛查是指在新生儿群体中，用快速、敏感的实验室方法对新生儿的遗传代谢病、 先天性内分泌异常以及某些危害严重的遗传性疾病进行筛查的总称， 其目的是对那些患病的 新生儿在临床症状尚未表现之前或表现轻微时通过筛查，得以早期诊断、早期治疗，防止机 体组织器官发生不可逆的损伤，避免患儿发生智力低下、严重的疾病或死亡。
新生儿筛查一常见的新生儿筛查疾病涉及氨基酸代谢病、有机酸代谢病、内分泌疾病、血红素疾病、 脂肪酸代谢病等几大类。
目前氨基酸代谢病、有机酸代谢病、脂肪酸代谢病等可使用 LC-MS/MS 方法进行检测。
LC-MS/MS 法整体分析过程极为简便并可实现自动化，可在一 次分析中检测多种目标组分，为多种不同类型先天性疾病的诊断提供依据。
在新生儿筛查中 LC-MS/MS 法主要应用于血液中氨基酸、 酰基肉碱两类化合物的检测。
进行新生儿遗传代谢病筛查的血片经过相应的前处理后置于 96 孔板中直接在液相色谱串联 质谱仪中分析得到检测结果。
基于不同的前处理方法，针对氨基酸、酰肉碱的新生儿筛查检Dr 测定方法检测目标 氨基酸 酰基肉碱 测有衍生 LC-MS/MS 法和非衍生 LC-MS/MS 法。
目前使用 LCMSMS 技术主要检测的氨基酸及酰基肉碱，可分别作为氨基酸代谢异常、脂肪酸代谢异常和有机酸代谢异常等疾病的判断指征。
表 1. LCMSMS 的检测目标及对应代谢疾病的列表 对应代谢疾病类型 氨基酸代谢异常 脂肪酸代谢异常 有机酸代谢异常表 2 及表 3 总结了市售常见新生儿筛查用试剂盒或标准品公司提供的常见氨基酸及酰基 肉碱，还可根据实际检测需求添加表 2、表 3 以外其它相关检测项目，例如半胱氨酸等。
串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用
串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用【摘要】本文旨在探讨串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用。
首先介绍了新生儿代谢疾病的检测方法，然后详细解释了串联质谱技术的原理和优势。
随后给出了具体的应用案例，揭示了该技术在新生儿代谢疾病检测中的实际效果。
最后展望了未来发展方向，探讨了串联质谱技术在这一领域的潜在前景。
通过本文的研究，将更深入了解串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的重要性和价值，为未来的临床实践提供参考和指导。
【关键词】新生儿、代谢疾病、串联质谱技术、检测方法、优势、应用案例、发展方向、前景1. 引言1.1 背景介绍新生儿代谢疾病是指在新生儿期间由于代谢相关的遗传缺陷或先天性因素导致的一类疾病，这些疾病通常会对患儿的生长发育和健康造成严重影响。
早期的诊断和治疗对于新生儿代谢疾病的幸存和生活质量至关重要。
传统的检测方法往往耗时较长、耗费资源较多，并且可能存在一定的误诊率。
本文将重点探讨串联质谱技术在新生儿代谢疾病检测中的应用，并结合具体案例分析和未来发展方向展望，以期为新生儿代谢疾病的诊断和治疗提供更多的参考和帮助。
2. 正文2.1 新生儿代谢疾病的检测方法新生儿代谢疾病的检测方法有多种，其中包括生化检测、遗传学检测、基因组学检测等。
生化检测是最常用的方法之一，可以通过检测血液中特定代谢产物的浓度来判断是否存在代谢疾病。
通过检测新生儿血液中的苯丙氨酸浓度可以判断出苯丙酮尿症。
遗传学检测则是通过对新生儿DNA的分析来寻找可能存在的遗传变异，从而确定是否患有遗传性代谢疾病。
基因组学检测则是通过对新生儿基因组的全面测序来检测可能存在的致病基因，从而诊断代谢疾病。
除了以上方法，还有一种先进的检测技术——串联质谱技术。
串联质谱技术能够同时检测多种代谢产物，具有高灵敏度和特异性，可以有效地筛查出多种新生儿代谢疾病。
通过串联质谱技术，可以在短时间内快速准确地完成对新生儿代谢疾病的筛查，为早期诊断和治疗提供重要的依据。
串联质谱
串联质谱技术在新生儿疾病筛查中的应用遗传性代谢病( inborn error of metabolism，IEM)是一类涉及氨基酸、有机酸、脂肪酸、尿素循环、碳水化合物、类固醇等多种物质代谢的疾病。
其种类繁多，是儿科临床的疑难杂症。
虽然其单一病种患病率较低，但总体发病率较高，对人口素质、家庭乃至社会的发展构成了极大的威胁。
其诊断主要依赖实验室的特异性检查。
我国每年出生约2200万新生儿，仅高苯丙氨酸血症（包括苯丙酮尿症）这类疾病，每年就新增患儿1600~1800例。
LC-MS/MS 技术的发展使得这类疾病在发病前进行干预成为可能。
即在新生儿出生后体内某些代谢产物出现异常,而尚未出现临床症状或者症状不明显时就早期明确诊断，并进行及时而有效的对症治疗，以避免患儿的重要脏器出现不可逆性损害，进而保障儿童正常的体格发育和智能发育。
这就是新生儿疾病筛查（neonatal screening）。
国际新生儿疾病筛查发展趋势逐步提高到以串联质谱（MS/MS）技术为中心的筛查，如欧美等国目前已经广泛采用LC-MS/MS法对新生儿遗传疾病筛查。
串联质谱即两个质谱仪串联后一次进行二级质谱检测,利用超敏性、高特异性、高选择性和快速检验的串联质谱技术，能在2~3 min内对1个标本进行几十种代谢产物分析，通过对这些产物的分析,可以对40种左右遗传性代谢病(包括氨基酸代谢紊乱、有机酸代谢紊乱和脂肪酸代谢紊乱性疾病)进行筛查和诊断。
2004年12月美国食品药品管理局（FDA）专门制订了“用串联质谱法分析新生儿氨基酸,游离肉毒碱和酰基肉碱筛选检测系统”的指导性文件。
串联质谱技术不仅实现了“一项实验检测一种疾病”向“一项实验检测多种疾病”的转变，提高了检测的效率,同时使筛查过程中常见的假阳性或者假阴性的发生率显著降低,使新生儿疾病筛查在内容和质量上都提高到一个新的水平。
串联质谱在临床遗传性代谢病高危患儿选择性筛查方面也发挥着重要作用，上海第二医科大学附属新华医院新生儿筛查中心检测了1000多例全国各地送检的遗传性代谢病高危标本，发现阳性标本达9% ~10%，在22700例新生儿中筛查出阳性病例6例。
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串联质谱技术的优势
特异性：检测分子量，内标定量显著降低假阳 性率
敏感性：明显降低假阴性率
高通量：一次可以检测几十种小分子物质（ 30-50多种疾病），一台仪器每天检测500～600个 样品，每个标本2-3分钟
采血简单，可以寄送
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串联质谱能筛查哪些疾病
• 氨基酸—氨基酸障碍疾病 • 酰基肉碱—有机酸及脂肪酸代谢障碍疾病 • 溶酶体病及脑白质营养不良 • SCID（重症联合免疫缺陷）比较成熟 • 临床应用范围不断扩大
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什么是MALDI-TOF-MS MALDI-TOF-MS
Matrix-Assisted Laser Desorption Ionization Time of Flight Mass Spectrometry
基质辅助 激光 解吸电离 飞行时间 质谱
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这项技术是由是由岛 津制作所的田中耕一 先生和美国科学家约 翰·芬恩一起发明的， 二人也因此项发明赢 得了2002年的诺贝尔 化学奖
使用MALDI电离出的生物大分子是真正“活”着的生物 大分子。
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应用
因MALTI-TOF-MS具有的检测位点多 、覆盖率高 、高通量等特点 ，无锡市妇幼保健医院已经为新 生儿筛查应用此技术做出了试验。医院选择了 2796 例新生儿为研究对象 ， 采集足跟血并 提取 基 因组 D N A ，针对 中国人群特 点 ，进行 4 个 基 因( GJB2 ， C JB3 ， SLC26A 4和 12s rR N A ) 20 个 突变位点 的基 因突变检测 ，先通过PCR扩 增出目的基因片段，然后通过飞行时间质谱检测 ，检 出耳聋基 因突变新生儿 158 例 ， 携带率为 5 ． 65％ 。由此可证明M A LDI—TO F—M S 对非 综合征型耳聋患者的突变 检 出率 较高 。
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虽然该技术具有高效 、快速、判读简易和 准确性高的检测特点，有望成为一种极具 潜力 的耳聋基因诊断和筛查工具 ，但成本 相对较高 ，且不能检测到其他未知突变 ， 所以有所局限，但在其他领域有广泛应用 ，如质量检测方引用文章
• 无锡地 区新生儿耳聋基 因的 M A LD I． TO F．M S筛查分 析 --------中华检验医学杂 志2015年2月
• 半乳糖血症、糖原累积症、 Wilson病及 线粒体脑肌病等等不能筛查
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测定方法
• 目前使用 LCMSMS 技术主要检测的氨基酸及酰基 肉碱，可分别作为氨基酸代谢异常、脂肪酸代谢 异常和有机酸代谢异常等疾病的判断指征
检测目标
对应代谢疾病类型
氨基酸 酰基肉碱
氨基酸代谢异常
脂肪酸代谢异常 有机酸代谢异常
• 基于质谱的D NA 序列测定进展 -------化学 通报2000年2期
• 串联质谱技术在新生儿遗传代谢性疾病筛 查中的应用 --------山东省济南市妇幼保健院 新生儿疾病筛查中心 250001
• 岛津串联质谱技术在新生儿筛查中的应用 ----------0407应用文章医学检验应用文集 21
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量 Study Constantly, And You Will Know Everything. The More
You Know, The More Powerful You Will Be
谢谢你的到来
学习并没有结束，希望大家继续努力
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液相色谱串联质谱的检测原理
• 新生儿串联质谱筛查使用四极杆质谱，该 类串联质谱由四极杆质量分析器、碰撞室 、四极杆质量分析器组成。待测化合物离 子化后产生相应前体离子，前体离子经碰 撞室发生诱导碰撞解离产生产物离子碎片 ，导入检测器产生强度信号。
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LC-MS/MS检测到的离子流图
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岛津液相串联质谱
• 岛津公司针对新生儿筛查工作专门开发了Neonatal Solution 新生儿筛查软件，配合强大的LabSolutions工作站，为新生 儿筛查工作提供完整的方法建立、数据采集、数据分析及 自动准确度管理工具，可便捷、高效处理、分析、管理大 批量新生儿筛查数据。
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• 经过Neonatal Solution的处理，自动得到各组分 的计算结果，根据预设的限值，自动使用各种颜 色标注超出限值的结果。
Learning Is Not Over. I Hope You Will Continue To Work Hard
串联质谱技术 在新生儿筛查方面的应用
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新生儿筛查的必要性
• 遗传代谢病多是罕见病，种类繁多，约4000种， 常见的500种以上，单一病种发病率低, 总体发病 率1/3000-5000 • 新生儿筛查： 及早治疗可预防疾病的发作，减 轻症状提高患儿生存质量，减少伤残 • 产前诊断： 预防残疾儿童的出生，提高出生人 口素质 • 临床筛查及诊断：明确诊断，减轻症状，挽救生 命，减少医疗纠纷
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利用MALDI-TOF-MS检测婴儿遗传疾病
• 利用飞行时间质谱检测基因是近年来的新技术， 它对某些基因突变型遗传疾病检出率较高，与传 统 常用基因检测方法相比 ，具有检测位点多 、 覆盖率高 、高通量等特点 ，能够满 足临床要求 ，为患儿未来的婚育 、用药及提早干预提供了积 极有效的遗传指导意义。
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• 前处理方法 • 一般 LCMSMS 新生儿筛查血片的前处理方法可根
据是否进行衍生化反应分为衍生化法和非衍生化 法两大类，两种前处理方法在各实验室或检测机 构均有使用，具体操作细节可能有所不同，其大 致流程如下
衍生化法
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原材料采购与初加工部门
2
生产产品的车间
3非衍生化法
衍生化法比较精确，4但步骤繁琐动，力供且应目部标门化合物易 分解；非衍生化法步骤简单，成本低，适合检测大 量样本，但不够精确。
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原
理
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sample plate sample plate
+ +
sample plate
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MALDI与其他的电离方式不同，样本在基质的保护下几 乎不受伤害。 基质在激光的照射下吸收了激光的能量，电离气化，样 本接受了基质电离放出的质子从而带电，这样样本分子 在基质气相的包裹下，进入下一步骤。