- 1
Неонатальный скрининг методом ТМС
По данным Всемирной организации здравоохранения, около 2,5% детей рождаются с пороками и нарушениями различной степени тяжести и при этом ориентировочно каждый пятый случай, то есть один на 200 новорождённых, обусловлен генетическими нарушениями, среди которых преобладают хромосомные аномалии и моногенные заболевания.
Таким образом, совершенствование мер ранней диагностики и профилактики наследственных заболеваний и в первую очередь расширение неонатального скрининга является одной из самых приоритетных задач.
Одной из актуальных задач в области НБО является совершенствование неонатального скрининга. Во многих странах Европы и США массовый скрининг новорожденных включает обследование на несколько десятков НБО методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС). В Российской Федерации неонатальный скрининг начали проводить с 1993 года, тогда это было всего два заболевания. С 2006-го и по настоящее время скрининг проводится на пять генетических нарушений, что позволяет выявлять около тысячи детей ежегодно, благодаря чему возникает основа для проведения своевременной ранней профилактики и терапии.
Если говорить о международном опыте в этой области, то в более половины стран Европы, во всех штатах США на сегодняшний день уже проводится расширенный неонатальный скрининг с помощью тандемной масс-спектрометрии. В частности, в Штатах в зависимости от конкретной территории новорождённые обследуются на наличие от 5 до 50 заболеваний.
Таким образом, в настоящий момент есть все необходимые предпосылки и необходимо нынешний текущий вариант скрининга расширить от пяти заболеваний до 36 в основном за счёт внедрения тандемной масс-спектрометрии.
Адреногенетальный синдром Фенилкетонурия Муковисцидоз Врожденный гипотериоз Галактоземия 2017 год расширение неонатального скрининга с 5 до 11 нозологий (Москва) Адреногенетальный синдром Фенилкетонурия Муковисцидоз Врожденный гипотериоз Галактоземия Тирозенемия тип 1 Глутаровая ацидурия тип 1 Лейциноз Недостаточность биотинидазы Недостаточность среднецепочной ацил-КоА дегидрогеназы ЖК Метилмалоновая/пропионовая ацидурия 2021 год расширение неонатального скрининга с 5 до 36 ИФА ⇨ Адреногенетальный синдром Врожденный гипотериоз Муковисцидоз Флуориметрический
анализ ⇨Недостаточность биотинидазы Галактоземия 29 заболеваний
методом ТМС ⇨Тирозенемия тип 1 Глутаровая ацидурия тип 1 Лейциноз (Болезнь с запахом
кленового сиропа мочи)Фенилкетонурия Недостаточность среднецепочной
ацил-КоА дегидрогеназы ЖКМетилмалоновая/пропионовая
ацидурия... ЛБН
(Липидозы и мукополисахаридозы)Молекулярно-
генетический
метод ⇨СМА Первичные имунодефициты
Совместимость с коммерчески доступными наборами от Chromsystems (Германия), PerkinElmer (Финляндия) для определения аминокислот, ацилкарнитинов, сукцинилацетона. Наборы имеют РУ.
NeoBox: готовое решение для поддержки и управления данными в скрининге новорожденных.
- 2
Подтверждающие методы с помощью метода ТМС
Выявленные после проведения ТМС отклонения в концентрации метаболитов, соответствующие определенному заболеванию, в подавляющем большинстве случаев требуют проведения довольно разнообразных дополнительных тестов подтверждающей диагностики. Для диагностики органических ацидурий и аминоацидопатий прежде всего это газовая хроматография, масс-спектрометрия и высокоэффективная жидкостная хроматография. Для подтверждения нарушений митохондриального β-окисления требуется проведение ДНК-диагностики.
Примечание: * – анализ проводится в ФГБНУ «Медико-генетический научный центр» (Москва) № Заболевание Сокращен-
ное названиеДиагностика
КровьПодтверждающая диагностика Основной
метаболит,
мкмоль/лДополнительные метаболиты (мкмоль/л)
и соотношенияМоча Ген Аминоацидопатии 1 Фенилкетонурия ФКУ, PKU Phe↑ Phe/Tyr↑ Газовая хроматография с масс-спектроме- трической детекцией (ГХМС): 4-гидрокси- фениллактат↑, 4-гидроксифенилпируват↑ PAH* 2 Тирозинемия
1-го типаTYR1 SA↑ Tyr↑ МС/МС: SA↑ FAH* 3 Болезнь с запахом кленового сиропа мочи Лейциноз, MSUD Leu/Ile↑ Val↑, Leu/Phe↑, Leu/Ala↑ ГХМС: 2-гидроксиизовалериановая↑, 2-гидроксиизокапрановая↑, 2-гидрокси-3-метилвалериановая↑ кислоты BCKDHA* BCKDHB* 4 Некетотическая гиперглицинемия NKH Gly↑ Повышение соотношения уровня глицина в цереброспинальной жидкости к плазме крови GLDC* GCST* GCSH 5 Недостаточность цистатионин-β-синтетазы HCY Met↑ Met/Phe↑ Качественный тест на наличие гомоцистина, гомоцистеина с нитропруссидом натрия* CBS* 6 Гомоцистинурия / недостаточность метилентетра-
гидрофолатре-
дуктазыHCY Met↓ Met/Phe↓ Качественный тест на наличие гомоцистина, гомоцистеина с нитропруссидом натрия* MTHFR* Заболевания, связанные с нарушением цикла мочевины (Кребса–Гензелейта) 7 Недостаточность кар- бамилфосфат-синтазы CPS I Cit↓ Не наблюдается патологической экскреции органических кислот с мочой* CPS1* 8 Недостаточность орнитин транскарбамилазы OTC Cit↓ ГХМС: оротовая кислота↑, урацил↑ OTC* 9 Аргининянтарная ацидурия / недостаточность
аргининосукци- нат лиазыАСА Cit↑, Arg↑ ГХМС: оротовая кислота↑ аргининоянтарная кислота↑ ASL* 10 Недостаточность N-ацетилглютамат- синтазы NAGS Cit↓ (не во всех случаях) Ala↑ Не наблюдается патологической экскреции органических кислот с мочой NAGS* 11 Недостаточность аргиназы ARG Arg↑ ГХМС: оротовая кислота↑ ARG1* ARG2 12 Цитруллинемия
1-го типаCTLN1 Cit↑ Cit/Arg↑ ГХМС: оротовая кислота↑, урацил↑ ASS* Органическая ацидурия 13 Изовалериановая ацидемия/недостаточность
изовалерил- КоА-дегидрогеназыIVA С5↑ С0↓, С5/С2↑, С5/С0↑, С5/ С3↑ ГХМС: 3-гидроксиизовалериановая кислота↑ и изовалерилглицин↑ IVD* 14 Пропионовая
ацидемия /
недостаточность пропионил- КоА-карбоксилазыРА С3↑ С0↓, С3/С2↑, С3/С0↑ ГХМС: 3-гидроксипропионовая кислота↑, метилцитрат↑, пропионилглицин↑ PCCA* PCCB* 15 Метилмалоновая ацидемия ММА С3↑ С4DС↑, С3/ С2↑, С0↓, С3/С0↑ Качественный тест на присутствие метил- малоновой кислоты*. ГХ МС: метилмалоно- вая↑, 3-гидроксипропионовая↑ кислоты MUT* MMAA* MMAB* MMACHC* MMADHC* 16 Недостаточность биотинидазы BTD С5ОН↑ ГХМС: 3-гидроксиизовалериановая кис- лота↑, 3-гидрокси-пропионовая кислота↑, тиглилглицин↑, метилцитрат↑, молочная (лактат) кислота↑, 3-метилкротонилглицин↑ BTD* 17 Глутаровая ацидемия 1-го типа/недостаточ- ность глутарил- КоА-дегидрогеназы 1-го типа GA1 С5DC↑ C5DC/C16↑ ГХМС: глутаровая↑, 3-ОН-глутаровая↑ кислоты GCDH* Нарушения митохондриального ОЖК 18 Недостаточность короткоцепочечной ацил-КоА-дегидроге- назы жирных кислот SCAD C4↑ ГХМС: этилмалоновая кислота↑ ACADS* 19 Недостаточность среднецепочечной ацил-КоА-дегидроге- назы жирных кислот MCAD С8↑, С6↑, С10:1↑ С10↑, С8/С10↑ ГХМС: дикарбоновая ацидемия (адипиновая, субериновая, себациновая, додекан-диоевая кислоты) ACADM* 20 Недостаточность длинноцепочечной 3-гидроксиацил- КоА-дегидрогеназы жирных кислот LCHAD С16ОН↑, С18ОН↑, С18:1ОН↑ С16:1ОН↑, С16ОН/С16↑, (С18ОН+ С18:1ОН+ С16ОН)/C0↑ ГХМС: неспецифичный патологический профиль дикарбоновых и гидроксидикарбоновых кислот C6–C14 HADHA* 21 Недостаточность очень длинноцепочечной
ацил- КоА-дегидрогеназы жирных кислотVLCAD С14:1↑ С16:1↑, С14↑, С18:1↑, C14:1/ C12:1↑, С14:1/ С16↑ ГХМС: неспецифичный патологический профиль дикарбоновых и гидроксидикарбоновых кислот C6–C14 ACADVL* 22 Дефицит митохондри- ального трифункцио- нального белка TFP С16ОН↑ С14–С18↑ Не наблюдается патологической экскреции органических кислот с мочой HADHA* HADHB* 23 Множественный дефицит ацил- КоА-дегидрогеназы (глутаровая ацидурия 2-го типа) GA2 C4↑, С5↑, С6↑, С8↑, С10↑, С12↑, С14↑, С16↑, C18↑ Все соотноше- ния, применяе- мые к основ- ным маркерам ГХМС: этилмалоновая↑, глутаровая↑, субериновая↑ кислоты, изовалерилглицин↑ ETFA* ETFB* ETFDH* 24 Системный первичный дефицит карнитина SPCD С0↓, тотальное снижение ацилкарни- тинов (С0+С2+С3+ С16+ С18:1)/ Cit↑ Не наблюдается патологической экскреции органических кислот с мочой SLC22A5* 25 Недостаточность карнитин- пальмитоилтрансфе- разы 1-го типа CPT1 С0↑, С16↓, С18:1↓, С18↓ C0/(C16+C18)↑ ГХМС: неспецифическая дикарбоксильная ацидурия CPT1A* CPT1B* CPT1C 26 Недостаточность карнитин- пальмитоилтрансфе- разы 2-го типа CPT2 С0↓, С16↑, С18:1↑, С18↑ C0/(C16+C18)↓ ГХМС: неспецифическая дикарбоксильная ацидурия CPT2* 27 Недостаточность карнитин/ацилкарни- тин-транслоказы CACT С0↓, С16↑, С18:1↑, С18↑ C0/(C16+C18)↓ ГХМС: неспецифическая дикарбоксильная ацидурия SLC25A20* Современный подход и автоматизация: биохимическая и молекулярно-генетическая диагностика НБО
Биохимические методы подтверждающей диагностики проводят методами газовой хроматографии – масс-спектрометрии, высокоэффективной жидкостной хроматографии – тандемной масс-спектрометрии. Примером использования ВЭЖХ-МС/МС для дифференциальной диагностики редких форм НБО, для которых существует один наиболее значимый дополнительный маркер:
- тирозинемия тип 1 - метод определения сукцинилацетона в моче;
- дефект цикла мочевины - определения оротовой кислоты в моче;
- глутаровая ацидурия тип 1 разработан метод определения глутаровой кислоты в моче и тд.
- 3
Подтверждающие методы с помощью ДНК-тестирования
Дальнейшее развитие неонатального генетического скрининга в дополнение к масс-спектрометрии, безусловно, связано с геномным анализом, с геномными технологиями. Современные технологии, в частности высокопроизводительное секвенирование (NGS), значительно снизили стоимость исследования, а так же существеннно сократили время его проведения (до 1-2 недель).
Наведите курсор мыши, чтобы увеличить изображения
- 4
Услуги по методической и сервисной поддержке
- Разработка / инсталляция / оптимизация / верификация и валидация методов согласно ИСО 17025 и ИСО 15189;
- Инсталляция/верификация методов по наборам Chromsystems и PerkinElmer;
- Проведение обучения (он-лайн / офф-лайн) по поддержке инсталляционных методов, интерпретация результатов и многое другое;
- Проведение семинаров / вебинаров по специализированным темам с практикующими специалистами;
- Сервисная поддержка (он-лайн / офф-лайн), сервисная удаленная диагностика и многое другое;
- Консультация и методическая поддержка в прохождение внешней оценки по ИСО 17043 (CDC) / внешнего контроля качества продукции (ERNDIM) / межлабораторных сличительных испытаний
По всем вопросам обращаться - Елизавета Потапенко, e-mail: e.morozik@algimed.ru
- 5
Услуги по комплексному оснащению медико-генетической лаборатории
- Масспектрометрическое и хроматографического оборудования компании ABSciex;
- Платформа Sophia Genetics (искусственный интеллект для изучения ДНК пациента);
- Лабораторного оборудования;
- Хроматографические колонки и расходные материалы для хроматографии;
- Растворители / реагенты / аналитические стандарты / наборы Chromsystems и т.д.
По всем вопросам обращаться - Константин Константинов, e-mail: k.konstantinov@algimed.ru
- 6
Презентации по теме
-
Analysis of amino acids, carnitines and steroids in DBS
An efficient and economical approach to newborn screening in research using Eksigent ekspertTM microLC 200 and API 3200TM systems -
Newborn screening flyer - EMEA only
Solution for simultaneous, accurate quantitation of amino acids and acylcarnitines in dried blood -
Клиническая диагностика 3200
Применение тандемной масс-спектрометрии в клинической лабораторной диагностике -
Software Chemoviw IEM, Dr. Jens Dahlman
Inborn Errors of Metabolism Market & Applications Overview -
Software NeoScreen, Dr. Luis Bastiao Silva
NeoScreen: A platform for decision support and sample/patient management in newborn screening (NBS) programs
-
Analysis of amino acids, carnitines and steroids in DBS
- 7
Источники информации
- Mayo Foundation for Medical Education and Research - Raising the Bar on Newborn Screening Test Performance
- Работы сотрудников подразделения "Лаборатория наследственных болезней обмена веществ" - Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова
- Portal do Governo: Ministério da Saúde. SNS – Serviço Nacional de Saúde
- Dried Blood Spots: Applications and Techniques - Wenkui Li, Mike S. Lee
- Материалы семинара по НБО в 2019 году на базе института Отта, С. Петербург
- Аудио материалы семинара по НБО в 2019 году на базе института Отта, С. Петербург
- Статья "Секвенирование следующего поколения (NGS)" - Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова
- Статья "МГНЦ, «СКОПИНФАРМ» и «НОВАРТИС» подписали меморандум о запуске пилотного проекта неонатального скрининга на спинальную мышечную атрофию и первичные иммунодефициты" - Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова
- Article "Newborn Screening Solution from SCIEX Provides Early Detection Indicators of Metabolic Disorders to Help Doctors in Europe Make Babies’ Health More Predictable" - SCIEX Press Releases
- Статьи раздела "Охрана здоровья матери и ребёнка. Ранняя помощь" - Правительство России
- Методические рекомендации "Селективный скрининг на наследственные болезни обмена веществ" - Правительство России
- A Report of a Work Group "Using Tandem Mass Spectrometry for Metabolic Disease Screening Among Newborns" - Department of Health and Human Services
- Newborn Screening Portal - Centers for Disease Control and Prevention
- The Royal Children's Hospital Melbourne - Manual "Newborn bloodspot screening"