Khối phổ trong chẩn đoán lâm sàng

Bài viết bởi Bác sĩ Phạm Anh Tuấn - Viện nghiên cứu Tế bào gốc và Công nghệ gen Vinmec

Khối phổ (Mass Spectrometry-MS) là một kỹ thuật để đo tỉ lệ khối/điện tích của các ion (mass to charge-m/z). Từ kết quả về khối lượng và cấu trúc đó, chúng ta có thể biết về chức năng sinh học của phân tử được phân tích. Khối phổ 2 lần (Tandem Mass Spectrometry-MS/MS) còn chỉ ra các thành phần hoá học ở nồng độ thấp thậm chí rất thấp trong hỗn hợp phân tích.

Hiện tại, các phương pháp chẩn đoán dựa trên nền tảng khối phổ được đưa vào thường quy lâm sàng vẫn ít hơn so với những hệ thống phân tích truyền thống, hóa sinh miễn dịch. Song việc sử dụng khối phổ trong chẩn đoán lâm sàng ngày càng tăng trong những năm gần đây. Các ứng dụng lâm sàng của khối phổ gồm: sàng lọc và phân tích target, trong đó sàng lọc nhằm phát hiện các chỉ thị sinh học cho bệnh, độc chất và dược phẩm. Bên cạnh đó, tính chính xác, độ nhạy và độ đảm bảo của các kết quả là đặc trưng cho các phân tích định lượng đích.

Sàng lọc sơ sinh các khiếm khuyết trao đổi chất bẩm sinh (newborn screening of inborn errors of metabolism, NBS-IEM) được xác định như là một hệ thống hoàn thiện bao gồm đào tạo; sàng lọc; theo dõi, kiểm tra và xác nhận các kết quả bất thường; chẩn đoán; điều trị; đánh giá hiệu quả. OMIN có dữ liệu của 6000 bệnh di truyền ở người, những người bị những rối loạn di truyền phải điều trị để giảm bớt những triệu chứng hoặc bảo vệ trước những tác động của bệnh tật. Sàng lọc sơ sinh phù hợp cho cá thể, gia đình và toàn xã hội, miễn là sàng lọc được bắt đầu sớm. Và MS/MS đã trở thành kỹ thuật quan trọng và phổ biến trong sàng lọc sơ sinh các khiếm khuyết trao đổi chất bẩm sinh ở nhiều nước tiên tiến trên thế giới (bảng 1):

Ưu điểm của MS/MS có thể lấy ví dụ là từ một phân tích từ các vết máu khô (dried blood spots) hơn 40 chất có thể được định lượng chính xác, điều này cho bác sĩ một profile của bệnh nhân hoàn chỉnh hơn trong thời gian ngắn, đồng thời chi phí hoá chất thấp cũng là một ưu thế. Nhiều rối loạn mà không thể điều trị hoàn toàn đã được đưa vào trong các panel sàng lọc sơ sinh được xác định bằng MS/MS. So với những phương pháp khác, MS/MS hiệu quả mạnh trong phân tích sàng lọc những bệnh có tần suất cao (như bệnh suy giảm chuỗi vừa acyl CoA dehydrogenase-MCAD). Tuy nhiên sàng lọc bệnh trở nên khó khi có những chỉ thị sinh học giống nhau cho nhiều hơn 1 bệnh (như C5-hydroxyacylcarnitine-C5OH, là chỉ thị cho cả bệnh thiếu hụt enzyme tổng hợp holocarboxylase và bệnh thiếu hụt enzyme 3-methylcrotonyl-CoA carboxylase.

MS còn được ứng dụng để phân tích và phát hiện các chỉ thị sinh học mới cho các bệnh tự miễn, bệnh tim mạch và hội chứng suy giảm hô hấp cấp trầm trọng (SARS) hay các rối loạn nội tiết ở phụ nữ và trẻ em.

Chúng ta đều biết, thiếu hụt vitamin D sẽ dẫn đến những rối loạn về xương cũng như các bệnh khác. Có các phương pháp khác nhau để xác định nồng độ vitamin D trong huyết thanh, thông thường bằng việc định lượng 25-hydroxyvitamin và kết quả chất này luôn bị tăng cao ở các lab lâm sàng. Cho tới gần đây, thông số tăng này mới được đánh giá bằng phương pháp miễn dịch nhưng nó lại không phân biệt được 25-hydroxyvitamin D2 và D3. Thông qua kỹ thuật sắc ký lỏng kết hợp khối phổ 2 lần (Liquid Chromatography-LC-MS/MS), hiện tại, có thể dễ dàng phân biệt được 2 chất này, do đó chẩn đoán trở nên hiệu quả hơn với độ nhạy cao.

Tài liệu tham khảo

• Vogesera M., Zhang V., Understanding the strategic landscape surrounding the implementation of mass spectrometry in the clinical laboratory: A SWOT analysis, 2018; 9: 1-6
• Kushnir MM, Rockwood AL, Bergquist J: Liquid chromatography-tandem mass spectrometry applications in endocrinology. Mass Spectrom Rev, 2010; 29: 480–502
• Oyben T: Expanded newborn screening and confirmatory follow-up test- ing for inborn errors of metabolism detected by tandem mass spectrome- try. Clin Chem Lab Med, 2013; 51: 157–76
• McKusick-Nathans Institute of Genetic Medicine; Johns Hopkins University. Online Mendelian Inheritance in Man OMIM; 2011. Available from: URL: http://omim.org/
• Rousseau F, Giguère Y, Berthier MT et al: In: Prasain JK (ed.), Tandem Mass Spectrometry Applications and Principle. 30, InTech, 2012; 722–50
• Pollitt RJ: Newborn blood spot screening: New opportunities, old problems. J Inherit Metab Dis, 2009; 32: 395–99
• Chace DH, Kalas TA, Naylor EW: Use of tandem mass spectrometry for mul- tianalyte screening of dried blood specimens from newborns. Clin Chem, 2003; 49: 1797–817
• Wallace AM, Gibson S, de la Hunty A et al: Measurement of 25-hydroxyvi- tamin D in the clinical laboratory: Current procedures, performance char- acteristics and limitations. Steroids, 2011; 75: 477–88
• Herman J, Shushan B: Clinical applications. In: Prasain JK (ed.), Tandem mass spectrometry applications and principle. 29, InTech, 2012; 673–721