質(zhì)譜分析在遺傳代謝性疾病臨床檢驗(yàn)診斷中的應(yīng)用

張春花

質(zhì)譜分析在遺傳代謝性疾病臨床檢驗(yàn)診斷中的應(yīng)用

張春花

(日本國際松本生命科學(xué)研究所，日本 金澤 921-8105)

摘要：質(zhì)譜分析技術(shù)已被公認(rèn)為是代謝性疾病化學(xué)診斷的有用手段。氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用法可以對130余種代謝疾病進(jìn)行篩查和化學(xué)診斷，串聯(lián)質(zhì)譜法可同時篩查30余種脂肪酸代謝異常疾患和部分氨基酸代謝異常，因而被世界各國廣泛用于新生兒先天性代謝疾病的篩查。應(yīng)用質(zhì)譜分析技術(shù)分析診斷遺傳代謝疾病的實(shí)驗(yàn)室逐年遞增，但其實(shí)驗(yàn)操作較為繁雜。臨床實(shí)驗(yàn)室國際標(biāo)準(zhǔn)化管理是保證質(zhì)譜分析技術(shù)為臨床檢驗(yàn)服務(wù)的前提。網(wǎng)絡(luò)化實(shí)驗(yàn)室體系可以簡化實(shí)驗(yàn)室的操作，保證良好的實(shí)驗(yàn)室管理。

關(guān)鍵詞：質(zhì)譜；代謝性疾病；氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用；串聯(lián)質(zhì)譜

Application of mass spectrometry for the clinical diagnosis of inborn error of metabolismZHANGChunhua

.(MatsumotoInternationalInstituteofLifeScience，Kanazawa912-8105，Japan)

Abstract:For the clinical diagnosis of inborn error of metabolism, the technique of mass spectrometry is considered to be an important tool. Gas chromatography/mass spectrometry can be used in the screening and diagnosis of more than 130 inborn errors of metabolism. Tandem mass spectrometery can screen about 30 fatty acid disorders and amino acid disorders, so it is applied into neonatal screening around the world. The number of laboratories using mass spectrometry for the diagnosis of inborn error of metabolism is increasing, but the organization of mass spectrometry analysis is very difficult. Internationalization management is the precondition for the quality control of inborn error of metabolism determination in clinic. The on-line mass spectrometry network system can overcome difficult procedure and keep high quality for laboratory management.

Key words:Mass spectrometry； Inborn error of metabolism； Gas chromatography/mass spectrometry； Tandem mass spectrometry

自1902年英國Garrod教授發(fā)現(xiàn)尿黑酸尿癥以來，先天性代謝性疾病逐漸被認(rèn)知。目前，全世界已發(fā)現(xiàn)了500余種先天性代謝疾病。這些疾病的整體發(fā)病人數(shù)雖多，但是每一種疾病的發(fā)病率相對較低，其臨床表現(xiàn)缺乏特異性，導(dǎo)致臨床診斷依賴于特殊實(shí)驗(yàn)室的檢查數(shù)據(jù)。根據(jù)這類疾病的發(fā)病機(jī)制(由于體內(nèi)生化代謝中的酶催化反應(yīng)受損導(dǎo)致體內(nèi)代謝紊亂，從而繼發(fā)臨床癥狀)的特點(diǎn)，其相應(yīng)的特殊檢驗(yàn)方法需要盡可能的滿足同時監(jiān)測全面的代謝產(chǎn)物的紊亂狀態(tài)，從而推測出代謝紊亂誘發(fā)的反應(yīng)阻滯環(huán)節(jié)，得出反應(yīng)異常酶的靶向定位。但長期以來，一般醫(yī)院的實(shí)驗(yàn)室無法實(shí)現(xiàn)對上述代謝紊亂的監(jiān)測，先天性代謝疾病的診斷也長期處于檢驗(yàn)手段不完善的狀態(tài)之下。20世紀(jì)60年代初期開始的層析加質(zhì)譜分析技術(shù)的代謝組學(xué)研究和醫(yī)學(xué)應(yīng)用恰好對上述代謝病的檢測需求作了補(bǔ)充。隨著近年來對疾病譜研究的深入和分析儀器設(shè)備技術(shù)的更新，質(zhì)譜分析在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域中的應(yīng)用不斷得到擴(kuò)展。在此對行代謝性疾病質(zhì)譜分析的醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室的實(shí)際配置應(yīng)用和管理方面進(jìn)行闡述。

一、質(zhì)譜技術(shù)在醫(yī)學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域中的發(fā)展歷史

最近10余年以來，質(zhì)譜分析在醫(yī)學(xué)臨床診斷和研究方面變得非常普遍。提及質(zhì)譜分析，會聯(lián)想到“氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用”、“串聯(lián)質(zhì)譜”、“遺傳代謝病”、“新生兒篩查”、“維生素D”、“兒茶酚胺”、“藥物濃度監(jiān)測”等一系列關(guān)聯(lián)詞，甚至在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域中，液相串聯(lián)質(zhì)譜被視為新時代檢驗(yàn)的核心技術(shù)。臨床醫(yī)生在多種臨床疑難或遺傳性疾病診斷方面出現(xiàn)了一種過度依賴于質(zhì)譜分析的傾向。事實(shí)上，質(zhì)譜分析技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)領(lǐng)域中的應(yīng)用已有將近40年的歷史。

1966年，TANAKA博士[1]采用氣相色譜質(zhì)譜聯(lián)用(gas chromatography/mass spectrometry，GC/MS)技術(shù)對患者的尿液和血液進(jìn)行分析，初次發(fā)現(xiàn)了異戊酸血癥。這個發(fā)現(xiàn)提示了質(zhì)譜分析技術(shù)可以用于醫(yī)學(xué)臨床診斷。20世紀(jì)70年代初期，國際上開始采用GC/MS對先天性代謝疾病的診斷進(jìn)行研究。1973年日本著名遺傳代謝病學(xué)者M(jìn)ATSUMOTO等[2]首先創(chuàng)建了有機(jī)酸血癥的GC/MS分析法，作為有機(jī)酸血癥的獨(dú)特的診斷方法為100余種先天代謝病的臨床診斷提供了有力的參考依據(jù)。1993年，作者參與MATSUMOTO等的研究小組對原有機(jī)酸血癥的GC/MS分析法做了改良，提出了尿素酶前處理法的新的遺傳代謝病化學(xué)診斷體系。新的體系不僅能診斷有機(jī)酸血癥，同時還可以檢出氨基酸血癥、糖代謝病、脂肪酸、核酸代謝疾病，擴(kuò)大了GC/MS技術(shù)在先天性代謝疾病診斷方面的應(yīng)用范圍[3-5]。目前，在日本松本生命科學(xué)研究所(Matsumoto International Institute of Life Science，MILS)，經(jīng)過MATSUMOTO等學(xué)者40余年的研究，現(xiàn)已能通過尿液分析對130余種先天代謝病進(jìn)行篩查[6-9]，為兒童遺傳代謝病的診斷和治療提供了重要的參考依據(jù)，同時為遺傳代謝病的分子診斷學(xué)研究提供了絕佳的導(dǎo)航效應(yīng)，促進(jìn)了世界性的遺傳代謝病研究。同期美國物理學(xué)家MILINGTON等[10]應(yīng)用串聯(lián)質(zhì)譜(tandem mass spectrometry，MS/MS)法，通過檢測干燥濾紙血斑中的脂酰肉堿診斷20余種脂肪酸代謝異常疾病。之后RASHED等[11]和CHACE等[12]對該技術(shù)進(jìn)行了改良，在分析干燥濾紙血斑中的脂酰肉堿的同時聯(lián)合氨基酸分析可同時篩查脂肪酸代謝異常和部分氨基酸代謝異常。這個方法的建立推動了全球性的新生兒篩查。通過近20年的基礎(chǔ)研究，MS/MS法新生兒篩查幾乎普及到了全世界。近10年以來，聯(lián)合GC/MS、MS/MS、電泳層析色譜質(zhì)譜聯(lián)用(capillary electrophoresis/mass spectrometry，CE/MS)、飛行時間質(zhì)譜(time-of-flight mass spectrometry，TOF-MS)技術(shù)對體液和組織進(jìn)行分析，綜合所有檢測信息對生物體的代謝組學(xué)及蛋白組學(xué)進(jìn)行研究的手段更得到了醫(yī)學(xué)和藥學(xué)界學(xué)者的矚目，特別是在未知病態(tài)的病因病理學(xué)解析、診斷生物指標(biāo)的探索、經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)的數(shù)字化量化解析、藥物治療效果的評估等方面，質(zhì)譜分析的代謝組學(xué)以及蛋白組學(xué)研究可列為最前沿的研究技術(shù)[13-14]。

二、質(zhì)譜分析在遺傳代謝病檢查中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著儀器廠商不斷改進(jìn)技術(shù)，質(zhì)譜儀的操作已相對簡單，但在作為常規(guī)臨床檢驗(yàn)儀器應(yīng)用方面與目前檢驗(yàn)科正在使用的自動生化分析儀等大型自動化儀器相比還存在著諸多操作、維護(hù)及穩(wěn)定性方面的問題。因此，很多質(zhì)譜分析儀器尚未取得醫(yī)療分析儀器的認(rèn)證。大部分的質(zhì)譜儀都由專業(yè)人員進(jìn)行操作和管理，其用途也多用于研究和特定項(xiàng)目檢測。目前，在實(shí)際臨床應(yīng)用中相對比較成熟的遺傳代謝性疾病質(zhì)譜檢測技術(shù)主要為MS/MS和GC/MS。

1. MS/MS技術(shù)MS/MS技術(shù)是利用液相層析原理加上雙重質(zhì)譜分析實(shí)現(xiàn)快速分析含有同樣官能基結(jié)構(gòu)的同類化合物的目的。目前，MS/MS技術(shù)主要用于檢測血清或?yàn)V紙血斑中的?；鈮A成分及氨基酸成分，對20多種遺傳代謝病進(jìn)行篩查。該方法的優(yōu)點(diǎn)是標(biāo)本處理簡單、檢測所需時間短(每份標(biāo)本只需2 min)、可通過一定參數(shù)的變動判斷結(jié)果，可快速推測篩查對象疾病的可疑性；缺點(diǎn)是其結(jié)果易受多種因素影響，容易產(chǎn)生假陽性，且其結(jié)果大部分需借助尿液GC/MS分析等其他分析手段來確認(rèn)。

2. GC/MS技術(shù)GC/MS技術(shù)的原理是利用氣相層析加質(zhì)譜技術(shù)對可氣化的物質(zhì)進(jìn)行定性和定量檢測、分析樣本采集時的代謝產(chǎn)物組學(xué)。GC/MS技術(shù)目前主要用于分析尿液中100～300種代謝成分，對30～130多種異常代謝病診斷線索的有無進(jìn)行篩查。GC/MS技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是作為代謝性疾病診斷的輔助手段進(jìn)入醫(yī)學(xué)臨床應(yīng)用歷史較長，其技術(shù)得到了長時間驗(yàn)證和改良，同時在世界性的遺傳代謝性疾病的研究和病例數(shù)據(jù)積累方面有較為堅(jiān)實(shí)的參照基礎(chǔ)，并可通過代謝產(chǎn)物的分析組合提升對新的遺傳代謝疾病的認(rèn)知；其缺點(diǎn)是標(biāo)本的氣化衍生前處理過程相對繁瑣，標(biāo)本前處理的方法和人為操作會影響結(jié)果，檢測時間較長(每份標(biāo)本需20～60 min)，結(jié)果判斷需要數(shù)據(jù)解讀人員掌握全部代謝成分的質(zhì)譜特征，理解正常代謝譜的分布狀態(tài)和可變動范圍，識別代謝紊亂的代謝異常環(huán)節(jié)和位點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上做出代謝分析的結(jié)果判斷和異常提示。該分析結(jié)果一部分非常接近于臨床診斷，一部分需要借助臨床其他檢查和分子生物學(xué)檢測確認(rèn)診斷，還有一部分是對臨床疾病的異常代謝組學(xué)的解釋。因此，對該結(jié)果的使用和理解需結(jié)合遺傳代謝性疾病專家的意見、臨床患者資料及用藥資料綜合進(jìn)行[15]。

三、遺傳代謝病質(zhì)譜分析的實(shí)驗(yàn)室管理

雖然質(zhì)譜技術(shù)在遺傳代謝病研究和診斷方面已經(jīng)有很久的歷史，但目前尚無完善的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)化管理流程。大部分實(shí)驗(yàn)室依靠常年的經(jīng)驗(yàn)來實(shí)現(xiàn)送檢標(biāo)本的檢測分析和結(jié)果判斷，并提供該實(shí)驗(yàn)室的檢測報(bào)告。因此常常會出現(xiàn)代謝病患者雖然采用質(zhì)譜分析進(jìn)行代謝病篩查，但未能明確診斷，進(jìn)而導(dǎo)致醫(yī)療糾紛的案例。這也是該技術(shù)和該項(xiàng)目發(fā)展成熟期不可避免的弊端。中國的遺傳代謝病質(zhì)譜分析在20世紀(jì)90年代末期開始開展，2003年以后在北京、上海、廣州、武漢等地逐漸開設(shè)了GC/MS和液相色譜-質(zhì)譜/質(zhì)譜聯(lián)用(liquid chromatography-mass spectrometry/mass spectrometry，LC-MS/MS)分析實(shí)驗(yàn)室。截至到2013年，已經(jīng)注冊的質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)室已達(dá)40余家。各實(shí)驗(yàn)室使用的儀器設(shè)備不同，標(biāo)本的前處理方法有差異，數(shù)據(jù)分析有依賴軟件操作和技術(shù)人員人工判讀兩種方式。因此出現(xiàn)了同一患者持有不同的質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)室的檢測報(bào)告到處求醫(yī)會診的現(xiàn)象。由于各實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果各不相同，患者及家屬困惑，臨床醫(yī)生也困惑。最近作者常常收到不同實(shí)驗(yàn)室發(fā)來的患者檢查結(jié)果的郵件，希望對其檢查結(jié)果給出綜合意見。在處理和應(yīng)對這些咨詢郵件的同時我們強(qiáng)烈感覺到需要糾正和理順代謝病質(zhì)譜分析的無標(biāo)準(zhǔn)化操作的現(xiàn)狀。建議質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)室參照以下標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范遺傳代謝病的篩查。

1. 標(biāo)本采集、保存和轉(zhuǎn)運(yùn)用于代謝病分析的常規(guī)標(biāo)本有血液和尿液2種。為了保證有效、準(zhǔn)確的檢測結(jié)果，標(biāo)本的采集方法、采集時間、保存條件及標(biāo)本傳遞過程中的注意事項(xiàng)非常重要。質(zhì)譜分析主要對標(biāo)本采集時的代謝成分的存在狀態(tài)(質(zhì)和量)進(jìn)行檢測，因此標(biāo)本采集時間的選擇一定要嚴(yán)格遵照檢驗(yàn)單的要求。固化標(biāo)本采集時的代謝成分狀態(tài)、中止已采標(biāo)本內(nèi)各種酶反應(yīng)和異構(gòu)體轉(zhuǎn)化的最佳方式是迅速冷凍，因此代謝病篩查標(biāo)本多采用-20℃保存。標(biāo)本轉(zhuǎn)運(yùn)過程中需注意標(biāo)本間的污染、環(huán)境污染及冷凍溫度控制，同時保持獨(dú)立標(biāo)本放置空間，避免該標(biāo)本對外的病原學(xué)感染。實(shí)驗(yàn)室接收標(biāo)本時要嚴(yán)格按上述條件確認(rèn)標(biāo)本保存狀態(tài)是否合格。

2. 標(biāo)本處理方法目前用于代謝病篩查標(biāo)本的處理方法根據(jù)質(zhì)譜儀種類不同分為兩類。第1類是用于LC-MS/MS的血液標(biāo)本，可以分為血清和干燥濾紙血斑兩種。用于血?；鈮A和氨基酸分析的標(biāo)本處理方法如下：采集相當(dāng)于3.2 μL全血的3 mm直徑濾紙血斑或血清，加入含氨基酸和?；鈮A同位素內(nèi)標(biāo)的甲醇，提取血中的氨基酸和酰基肉堿，然后用衍生法或非衍生法處理，最后進(jìn)樣分析。衍生法或非衍生法均可采用商業(yè)化試劑，常用的有美國CIL公司(Cambridge Isotope Laboratories Inc.)的NSK-A and NSK-B同位素內(nèi)標(biāo)和美國PerkinElmer公司的NeoBase 試劑盒，前者需要自備儀器分析使用的流動相溶酶，而后者試劑盒中提供了儀器分析使用的流動相溶酶。衍生法和非衍生法的選擇主要取決于所用質(zhì)譜儀的敏感性。衍生法可以提高微量成分的檢出敏感性。但是對于目前由各大廠商提供的最新型號的質(zhì)譜儀來說，用非衍生法處理的標(biāo)本的檢測靈敏度已經(jīng)達(dá)到衍生法的要求，既可以簡化標(biāo)本前處理流程又可以節(jié)約試劑成本。但對于一些型號比較陳舊的質(zhì)譜儀，必須用衍生法處理標(biāo)本。第2類是用于GC/MS的尿液標(biāo)本，可以分為原尿和干燥濾紙尿兩種。用于尿液中代謝成分譜的標(biāo)本處理方法主要有有機(jī)溶媒提取法和尿素酶處理法。有機(jī)溶酶提取法的主要原理是在酸化條件下用雙乙基醋酸反復(fù)3次提取，獲取尿液中含有羧基的有機(jī)酸成分，然后經(jīng)氣化衍生進(jìn)行質(zhì)譜分析。尿素酶處理法的主要原理是在尿液中加入尿素酶，分解尿中大量存在的尿素，然后對所有含有羧基、氨基、羥基的代謝成分進(jìn)行氣化衍生并進(jìn)行質(zhì)譜分析。有機(jī)溶酶提取法僅能進(jìn)行有機(jī)酸成分分析，其結(jié)果用于有機(jī)酸血癥的診斷。尿素酶處理法不僅可分析有機(jī)酸，還可對氨基酸、糖、核酸類成分進(jìn)行分析，其結(jié)果可用于更廣泛的代謝病的分析診斷。兩種尿液標(biāo)本前處理方法的比較見表1。

3. 質(zhì)譜儀的選擇目前，用于代謝疾病篩查的主要儀器型號及其生產(chǎn)廠商見表2。各儀器廠商都配有一定程度的代謝病篩查分析軟件。LC-MS/MS和GC/MS儀器的選擇主要是圍繞代謝疾病篩查分析的配套軟件和儀器性能維護(hù)服務(wù)。

表1　有機(jī)溶媒提取法和尿素酶處理法的比較

表2　質(zhì)譜儀的選擇

注：數(shù)據(jù)截止至2013年

4. 儀器分析方法的設(shè)定(1)LC-MS/MS：LC-MS/MS的儀器設(shè)定基本比較統(tǒng)一，各實(shí)驗(yàn)室間的差異主要在于測定成分的種類，如氨基酸中難度較大的堿性氨基酸的測定(對各種堿性氨基酸如賴氨酸、鳥氨酸、精氨酸、瓜氨酸、組氨酸等的精確檢測有利于多種氨基酸代謝異常的鑒別診斷)，還有就是對?；鈮A中長鏈?；鈮A的檢出敏感性和穩(wěn)定性問題(含20碳以上的酰基肉堿的準(zhǔn)確檢測有利于長鏈或極長鏈脂肪酸代謝異常疾病的鑒別診斷)；(2)GC/MS：不同的實(shí)驗(yàn)室在GC升溫條件和毛細(xì)層析柱方面均有各自的側(cè)重和差異。不同的層析柱種類和升溫條件會導(dǎo)致部分檢測成分出現(xiàn)差異。質(zhì)譜分析的檢出模式建議采用電子沖擊離子化全掃，這樣會獲得更全面的代謝譜信息。

5. 數(shù)據(jù)判讀解讀質(zhì)譜分析得到的數(shù)據(jù)非常關(guān)鍵。由于大部分人體代謝產(chǎn)物沒有標(biāo)準(zhǔn)品可供參照，儀器本身配套的通用質(zhì)譜庫也不能滿足全部體液成分的定性分析，所以通過辨認(rèn)質(zhì)譜圖中每個檢出波峰，對所有檢出成分進(jìn)行定性是一個繁瑣和專業(yè)的過程，這相當(dāng)于把非常抽象的物理學(xué)數(shù)據(jù)翻譯成醫(yī)學(xué)專業(yè)用語。這個過程需要由經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn)、具備專業(yè)知識的技術(shù)人員來完成，其判讀結(jié)果是后期疾病診斷的重要參考資料。

6. 結(jié)果分析數(shù)據(jù)判讀得到的結(jié)果反映了人體代謝的代謝譜狀態(tài)。這個狀態(tài)是正常還是異常的判斷歸結(jié)于結(jié)果分析，其分析基準(zhǔn)包括代謝譜的分布是否處于正常狀態(tài)、應(yīng)該檢出的成分指標(biāo)是否在正常范圍內(nèi)、不應(yīng)該檢出的成分是否被檢出、各成分之間的比例平衡是否被打亂、出現(xiàn)代謝不平衡時不平衡出處在哪里，在人體代謝圖譜中位點(diǎn)定位如何等，由此推測出代謝疾病的可能代謝障礙環(huán)節(jié)。結(jié)果分析是代謝紊亂原因探索的關(guān)鍵，直接影響疾病的臨床診斷。因此建議由掌握正常人體代謝、熟知代謝成分的生物化學(xué)意義和代謝圖譜中各種代謝途徑的醫(yī)學(xué)生化學(xué)專業(yè)人員來完成。

7. 報(bào)告制作和發(fā)送根據(jù)數(shù)據(jù)判讀、結(jié)果分析得到的資料做出本次質(zhì)譜分析的檢查報(bào)告。遺傳代謝病在臨床上屬于罕見病、疑難病，臨床醫(yī)生碰到的機(jī)會稀少，對待這類疾病的臨床經(jīng)驗(yàn)淺薄，所以代謝病分析報(bào)告需要提示代謝分析的異常點(diǎn)在哪里、造成異常的原因有哪些、可以提示的遺傳代謝病是哪種、這種代謝病的臨床特點(diǎn)有哪些、如何最終診斷這種代謝疾病、如何治療和追蹤隨訪這種代謝病，由此完善和實(shí)現(xiàn)遺傳代謝病質(zhì)譜分析的實(shí)際意義。因此，遺傳代謝病檢驗(yàn)報(bào)告的制作建議由有遺傳代謝病專業(yè)背景的醫(yī)學(xué)專家來參與完成。

8. 質(zhì)控管理(包括室間質(zhì)評、室內(nèi)質(zhì)控及國內(nèi)、國際質(zhì)控)上述標(biāo)本采集、處理、檢測、結(jié)果分析、報(bào)告形成的一系列過程需要按照嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)化操作流程來實(shí)施。與其他檢驗(yàn)科項(xiàng)目相同，質(zhì)譜分析結(jié)果質(zhì)量的評估最終要?dú)w結(jié)為質(zhì)控管理，但質(zhì)譜分析目前還沒有很標(biāo)準(zhǔn)的質(zhì)控管理程序。各家實(shí)驗(yàn)室均采用自家標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測每次實(shí)驗(yàn)情況，通過對儀器的強(qiáng)檢最大限度的排除儀器設(shè)備帶來的實(shí)驗(yàn)誤差。在室間質(zhì)評方面，中國衛(wèi)生部臨床檢驗(yàn)中心2013年開展了全國新生兒遺傳代謝病串聯(lián)質(zhì)譜篩查-氨基酸(血斑)和?；鈮A(血斑)室間質(zhì)控評價活動。這項(xiàng)室間質(zhì)評活動剛實(shí)施了2年，數(shù)據(jù)還有待于積累和改善。在國際上，美國疾病預(yù)防控制中心(Centers for Disease Control and Prevention，CDC)的室間質(zhì)評管理體系面向全世界，開展的評估活動有相對較長的歷史，積累了很多的經(jīng)驗(yàn)，但采用的質(zhì)控標(biāo)本多為人為制作的標(biāo)本，對實(shí)際患者的檢測評估方面稍有不盡意之處。近10余年來比較權(quán)威的代謝病室間質(zhì)評管理機(jī)構(gòu)為歐洲遺傳代謝病篩查評改和診治研究網(wǎng)絡(luò)(European research network for evaluation and improvement of screening, diagnosis and treatment of inherited disorders of metabolism，ERNDIM)。該機(jī)構(gòu)是由世界權(quán)威代謝病專家組成的監(jiān)督組織，積累了大量代謝病患者的標(biāo)本資料，采用實(shí)際已確診的患者標(biāo)本進(jìn)行質(zhì)控管理評估。目前已有上百家代謝病專業(yè)實(shí)驗(yàn)室參加由其組織的室間質(zhì)評活動。日本MILS已有10年的參加經(jīng)驗(yàn)。ERNDIM的管理體系近年也在不斷完善，其使用的室間質(zhì)評標(biāo)本來源于患者，結(jié)果評估非?？陀^、實(shí)際，值得推薦。在此也建議實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)質(zhì)控也盡可能選用患者標(biāo)本，因?yàn)榛颊邩?biāo)本最客觀，能反映儀器檢測質(zhì)量，保證準(zhǔn)確、高效的檢驗(yàn)服務(wù)。

四、遺傳代謝病質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)室的國際化

遺傳代謝病的實(shí)驗(yàn)室檢測是一個非常復(fù)雜且要求技術(shù)和人員配置非常高端的檢驗(yàn)項(xiàng)目，臨床醫(yī)生對實(shí)驗(yàn)室結(jié)果的依存度高，實(shí)驗(yàn)室檢測中各個環(huán)節(jié)產(chǎn)生差異都將直接影響臨床醫(yī)生的資料參照、臨床診斷、治療及預(yù)后。為了能提供高質(zhì)量的代謝病質(zhì)譜分析檢驗(yàn)結(jié)果，作者最近10年創(chuàng)立了國際代謝病網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室體系，其示意圖見圖1。

圖1國際化代謝病質(zhì)譜分析網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室體系示意圖

國際代謝病網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室體系的核心是對實(shí)驗(yàn)室配置、標(biāo)本處理方法及儀器分析方法進(jìn)行固化，儀器分析后的數(shù)據(jù)集中到數(shù)據(jù)分析中心。數(shù)據(jù)分析中心擁有數(shù)據(jù)解讀、結(jié)果分析、報(bào)告制作和合成的熟練的專業(yè)技術(shù)人員，可以隨時對接收到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并做出最完善的結(jié)果報(bào)告返回給數(shù)據(jù)來源實(shí)驗(yàn)室，最后通過當(dāng)?shù)貙?shí)驗(yàn)室完成末端臨床檢驗(yàn)服務(wù)。計(jì)劃開展代謝病質(zhì)譜分析的醫(yī)療機(jī)構(gòu)可以申請加入該體系，獲得該醫(yī)療機(jī)構(gòu)的代謝病實(shí)驗(yàn)室編號和配有網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室配置的全套實(shí)施辦法、細(xì)則以及實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)操作流程文件，按要求完善實(shí)驗(yàn)室配置和標(biāo)本處理分析后，把分析數(shù)據(jù)通過固定網(wǎng)絡(luò)端口傳送至網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)分析中心。數(shù)據(jù)分析中心會在規(guī)定時間內(nèi)返回分析報(bào)告，然后實(shí)驗(yàn)室將返回的分析報(bào)告轉(zhuǎn)送給臨床醫(yī)生。這個體系的優(yōu)點(diǎn)是質(zhì)譜分析實(shí)驗(yàn)室本身不需要進(jìn)行長期的技術(shù)人員培訓(xùn)，也不需要配備數(shù)據(jù)解讀和結(jié)果分析的專業(yè)技術(shù)人員，但隨時可以獲得國際代謝病質(zhì)譜分析技術(shù)服務(wù)，是新開展遺傳代謝病篩查的實(shí)驗(yàn)室的檢測質(zhì)量快速與國際接軌的絕好的捷徑。經(jīng)過近10年的發(fā)展，國際代謝病網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室體系中已積累了大量世界各國代謝病患者的資料，對各地區(qū)人群代謝病發(fā)病譜的分析也有了很大的資源、資料可循。該體系的數(shù)據(jù)分析中心由來自世界各國的代謝病分析研究專家參與，可提供世界各國的代謝病臨床咨詢服務(wù)。

五、結(jié)論

本文圍繞遺傳代謝病的質(zhì)譜分析發(fā)展的歷史、目前質(zhì)譜分析在代謝病分析診斷方面的現(xiàn)狀以及遺傳代謝病篩查實(shí)驗(yàn)室的管理辦法做了闡述。同時介紹了高效現(xiàn)代化的代謝病分析實(shí)驗(yàn)室國際網(wǎng)絡(luò)體系的操作模式，希望能對大家在組建和管理代謝病篩查實(shí)驗(yàn)室方面有所借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]TANAKA K，BUDD MA，EFRON ML，et al. Isovaleric acidemia: a new genetic defect of leucine metabolism[J]. Proc Natl Acad Sci USA，1966，56(1)：236-242.

[2]MATSUMOTO I，KUHARA T. Inborn error of amino acid and organic acid metabolism. In mass spectrometry; clinical and biomedical applications[M]. New York：Plenum Press，1992：259-298.

[3]MATSUMOTO I. In GC/MS practical chemical diagnosis[M]. Tokyo：Soft Science，1995：3-14.

[4]ZHANG C，KUHARA T，MATSUMOTO I. Simultaneous determination of sugars and sugar alcohols and its application in the study of diabetes mellitus by GC/MS[J].J Kanazawa Med Univ，1996，21(4)：399-410.

[5]MATSUMOTO I，ZHANG C. Application of mass spectrometry during medical clinical[J]. J Medical Technology，2000，44：27-35.

[6]ZHANG C，XU K，DAVE UP，et al. Inborn errors of metabolism discovered in Asian department of pediatrics and mental retardation research center[J]. J Chromatogr B Biomed Sci Appl，2000，746(1)：41-49.

[7]ZHANG C. Prevention，diagnosis and therapy of inborn errors of metabolism[J]. Chin J Contemp Pediatr, 2005，7(5)：477-480

[8]張美和. 檢驗(yàn)與臨床診斷兒科學(xué)分冊[M].北京：人民軍醫(yī)出版社，2006：45-130.

[9]KUHARA T. Noninvasive human metabolome analysis for differential diagnosis of inborn errors of metabolism[J]. J Chromatogr B Analyt Technol Biomed Life Sci，2007，855(1)：42-50.

[10]MILLINGTON DS，NORWOOD DL，KODO N，et al. Application of fast atom bombardment with tandem mass spectrometry and liquid chromatography/mass spectrometry to the analysis of acylcarnitines in human urine，blood，and tissue[J]. Anal Biochem，1989，180(2)：331-339.

[11]RASHED MS，OZAND PT，BUCKNALL MP，et al. Diagnosis of inborn errors of metabolism from blood spots by acylcarnitines and amino acids profiling using automated electrospray tandem mass spectrometry[J]. Pediatr Res，1995，38(3)：324-331.

[12]CHACE DH，KALAS TA，NAYLOR EW. Use of tandem mass spectrometry for multianalyte screening of dried blood specimens from newborns[J]. Clin Chem，2003，49(11)：1797-1817.

[13]KUSHNIR MM. Mass spectrometric applications for diagnosing metabolic and endocrine diseases[M].Sweden：Acta Universitatis Upsaliensis，2008：13-35.

[14]BAUMGARTNER C，OSL M，NETZER M，et al. Bioinformatic-driven search for metabolic biomarkers in disease[J]. J Clin Bioinforma，2011，1(1)：2.

[15]IGARASHI T，TAKAYANAGI M. Unmissable inherited metabolic disease[M]. Tokyo：Nakayama Shoeten，2010：2-4.

(本文編輯：龔曉霖)

收稿日期：(2014-12-21)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)05-0410-06R446.1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：ADOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.05.002

作者簡介：張春花，女，1963年生，博士，研究員，主要從事遺傳代謝病研究。