第二十五期质谱沙龙活动报道
人体LC-MS/MS全谱氨基酸检测技术及医院工作中的应用
解放军第二炮兵总医院药学部李鹏飞 老师
解放军第二炮兵总医院药学部的李鹏飞老师为大家带来了报告“人体LC-MS/MS全谱氨基酸检测技术及医院工作中的应用”。李老师首先举了一位患者氨基酸检测的实例，来阐明他们检测观念的转变——从以检测技术为核心转变为以患者为核心，即从为了追求更好的数据转而为满足患者的需求进行检测。
接下来，李老师介绍了下列几个方面的内容：
一、研究背景与氨基酸检测的意义
人体内包含很多氨基酸，重要的有40余种，我们称之为全谱氨基酸(The Full Spectrum of Amino Acids)。全谱氨基酸在体内是一个动态的平衡。这一平衡打破，是很多疾病的诱因或表现形式。
目前，氨基酸代谢障碍所引起的疾病已超过100多种，称作氨基酸代谢病。氨基酸代谢病即氨基酸病，或称为氨基酸尿症(aminoaciduria)。
李老师从两方面总结了氨基酸与疾病的关系。一方面，如果患者患有某种疾病，某些氨基酸升高，通过检测氨基酸水平就可以表示这种疾病，那么这类氨基酸就可作为该疾病的生物标记物，也可进一步建立疾病诊断的标准;另一方面，如果氨基酸是疾病的诱因，氨基酸的升高或降低导致了疾病的产生，那么可以这几种氨基酸为切入点，进行治疗。
目前，主流的氨基酸检测方法有以下几种：
1) 自动氨基酸分析仪：该方法检测灵敏度低，检测种类有限，但检测成本低、方法固定;
2) HPLC：灵敏度较高，但对于同分异构氨基酸和痕量氨基酸分离效果不是很好;
3) 串联质谱仪(LC-MS/MS)：这是一项比较新的检测技术，具有检测范围宽、精确定量(独立的同位素内标)、速度快(25分钟分析一个样本、可以分析复杂样本(血液、土壤、蛋白水解液)的特点。
二、全谱氨基酸检测与分析系统的开发
李老师介绍，全谱氨基酸的检测和分析借鉴了“同位素标记的蛋白质组定量方法”，选用内标法。具体的原理，可参见：质谱沙龙第十三期报道之——人体内45种氨基酸定量检测和肠内外营养
和第七期报道之——准确的定量和快速筛查方法：用LC/MS/MS做临床氨基酸测定
本次报告报道的氨基酸样品前处理和分析流程如下图所示：
氨基酸样本前处理流程
实验结果表明：
1. 总离子流谱图中有80多个色谱峰，同时定量了40多个氨基酸。通常一个分析时间25min，出峰完全是12min，之后是梯度再平衡。结果表明：分辨率较高，可以实现较好的分离。
2. 内标定量结果表明了定量的原理，从图中可以看到，每个氨基酸均对应于内标，因此谱峰是一对一对出现的，由于只是同位素的差异，而同位素差异对前处理行为、色谱行为和离子化行为没有影响，这样就可以通过质谱行为的差异区分两个峰，通过已知浓度定量未知浓度。本方法中采用的是114标定标准品，115标定样品。
3. 高分离度结果：通过使用很平缓的高取向柱子做一个长梯度，最后做一个循环来做到高分辨。
4. 从工作站自动生成的单个氨基酸图谱报告中看到，对每个氨基酸均可得到一个对应样本谱峰、内标谱峰以及最终的准确的浓度信息。
这部分的最后，李老师总结了引进的串联质谱检测全谱氨基酸方法的优势：1) 高通量，25min即可检测一个样本;2)每个氨基酸都有自己的独立同位素内标，可以精确定量，严格区分同分异构体，灵敏度大pmol级;3)能够同时分析复杂基质中42个氨基酸，为临床、科研、保健品和药品开发提供全面信息。
三、临床应用及课题拓展
本部分李老师讲解了在引进方法的基础上进行的拓展——全谱氨基酸代谢组学分析系统。该系统可以给出比较直观的检测报告，不仅检测结果一目了然，还可以归纳出出一些结论。检测的氨基酸为42种，系统按照生理机能等因素将结果分为以下五大类：必需氨基酸-10种、神经内分泌相关、氨能量代谢相关、硫代谢相关、附加代谢物。
此外，系统还可给出分析报告，包括：
1)单个氨基酸分析，对每个结果异常的检测项都做了详细的解释。包括参考上下限、基本介绍、营养健康评估、营养补充调节建议、营养干预因子、体内详细代谢图谱。
2)多指标/特殊指标分析，氨基酸在体内是一个动态的平衡体系，很多氨基酸是相互关联的，通过对相关氨基酸的数据分析，可以得到更多的信息。
3)适合普通体检的健康分析，从十三个健康系统中选择与某一健康系统相关的氨基酸，对其进行权重加和，以正态分布为参考，考察体检者该健康体系的状态。
4)干预调节，这是软件自动生成的一种干预，系统对代谢紊乱的受检者提供2项干预指导，一是必需氨基酸的补充建议，另一是常见的药物干扰。
5)医师、营养师建议。
最后，李老师对全谱氨基酸检测进行了展望。李老师还将进行“全谱氨基酸检测技术指导肾病干预试验”和“LC-MS/MS全谱氨基酸检测技术指导建立糖尿病风险筛查模型及初步的营养学评价”方面的研究。围绕《全谱氨基酸代谢组学分析系统》开展临床检测，全面深入开展临床服务;寻找新的生物标志物，开展临床验证，建立LC-MS/MS法诊断标准;探索氨基酸检测在军事领域的应用，为军事医学服务;全方位开展对外检测报务。其中，通过氨基酸水平评价亚健康状态和区域性疾病正在申报课题。
报告下载：人体LC-MSMS全谱氨基酸检测技术及医院工作中的应用
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