Роль масс-спектрометрии в истории скрининга новорождённых

Статья написана Дональдом Масон от 24 сентября 2018г.

От теста Гутри к уникальной совместной технологии

Скрининг новорождённых для определения наследственных метаболических отклонений датируется началом 1960-х, когда доктор Роберт Гутри в Буффало, Нью-Йорк, изобрел первый тест-скрининг для фенилкетунории (или PKU), метаболической болезни, при которой организм пациентов не способен метаболизировать аминокислотный фенилаланин. Так называемый «Тест Гутри» был простым, недорогим и способным определять целые популяции возбудителей у новорождённых еще до наступления смертоносной болезни.

Эти характеристики «Теста Гутри» стали отличительными чертами для тестов, что применяются в скрининге новорождённых (NBS). Частично именно из-за этих требований тандемная масс-спектрометрия успешно используется в сфере скрининга новорождённых с середины 1990-х.

Компания Waters сыграла свою роль в истории масс-спектрометрии – основе скрининга новорождённых. В конце в 1994-го года доктор Майк Моррис начал работу с доктором Дэвидом Миллингтоном и доктором Дональдом Чейс в университете Дюка, где последний уже проводил эксперименты по измерению аминокислот и ацилкарнитинов методом масс-спектрометрии с быстрым атомным бомбардированием (FAB).

Доктор Миллингтон был потрясен клиническими отчетами (доктора Чарльза «Чарли» Роэ) о спасении детей от смерти благодаря революционному терапевтическому вмешательству. Это было его применение масс-спектрометрии в анализе ацилкарнитина, что позже привело к появлению первого теста в данной области, проведенного с помощью масс-спектрометрии. Таким тестом был анализ сухих пятен крови для скрининга новорождённых на наследственные нарушения синтеза жирных аминокислот и расширенной ветки катаболизма аминокислот. (Между прочим, доктор Миллингтон начинал свою карьеру на фирме «Микромас» Лтд, британской компании, что занималась масс-спектрометрами, и которую впоследствии купила корпорация Waters в 1997 году).

В 2002 году доктор Чейс был награжден премией Американской ассоциацией клинической химии (AACC) Sigi Ziering за выдающейся вклад в измерения ацилкарнитина у младенцев с необъяснимой причиной смерти. Его работу опубликовали в журнале Clinical Chemistry. Доктор Миллингтон получил огромное количество премий за исследования, включая премию Роберта Гутри от Международного сообщества скрининга новорождённых в 2006 году, а также премию за выдающийся начальный вклад MSACL в клиническую масс-спектрометрию в 2015 году.

Прорыв в сфере скрининга новорождённых, включая единую группу из 34 наследственных отклонений, стал настолько успешным в США, что Центр контроля и профилактики заболеваний назвал это один из 10 наибольших достижений в области здоровья общества в первом десятилетии XXI в. Таких достижений в скрининге новорождённых можно было бы достичь только с применением масс-спектрометрии, потому что эта методика обеспечивает сравнительно простой, быстрый и недорогой метод определения такой большой панели врожденных метаболических нарушений с помощью одного анализа.

Аналитические аспекты скрининга во врождённых метаболических отклонениях для новорождённых нуждаются в специальном программном обеспечении для уменьшения объема данных. Это требование, впервые предложенное доктором Моррисом, и подтолкнуло VG Biotech к созданию программного обеспечения NeoLynx Application Manager. Данный модуль программного обеспечения был разработан при тесном сотрудничестве с тогдашними лидерами в этой сфере, такими как Университет Дюка (Дурхам, Северная Каролина), Неоген (Питтсбург, Пенсильвания), Институт здоровъя ребенка (Лондон, Великобритания) и Специализированный госпиталь короля Файзала (Рияд, Саудовская Аравия). В 2001 году NeoLynx получил разрешение выйти на рынок от управления по контролю за продуктами и лекарственными средствами США – еще одна структура в длинном списке, что впервые попробовала клиническую диагностику методом масс-спектрометрии от Waters.

Применение масс-спектрометрии в скрининге новорождённых быстро распространялось. Первая программа скрининга новорождённых, что включала вышеуказанную технику, пришла в Вестмид, Сидней, Австралия, в 1997 году. После этого скрининг новорождённых с помощью мас-спектрометрии быстро распространился в США в Новой Англии (Бостон) и Северной Каролине (Ралей) в 1998 году. Все эти лаборатории использовали тандемную квадрупольную технологию масс-спектрометрии от Waters.

Сегодня на масс-спектрометрии базируется скрининг новорождённых. В большинстве развитых стран идентифицируется более 30 врожденных метаболических отклонений, и наш опыт быстро распространяется в страны Азии.

Это быстро стало стандартом измерений для важнейшей функции сохранения здоровья общества.

В 2004 году штат Калифорния готовился к расширению программы скрининга новорождённых: включения масс-спектрометрии. Учитывая географические размеры штата и величину рождаемости, было принято решение об оснащении приборами несколько лабораторий по всему штату. С целью сохранения последовательности результатов скрининга на нескольких сайтах, штат решил внедрить подход, который базируется на стартовых наборах, и решил работать с PerkinElmer, единственной компанией, что имела на то время в США на рынке наборы для скрининга новорождённых.

Это было лишь толчком. Общественная лаборатория по охране здоровья – лидеры в Калифорнии – отдали преимущество масс-спектрометрам от компании Waters. Они призывали две компании к сотрудничеству, чтобы данное решение вышло на рынок. Таким образом, после 12+ лет между компаниями Waters и PerkinElmer началось глобальное сотрудничество.

Понадобилось более 12 лет, чтобы сотни масс-спектрометрических систем от Waters были установлены в лабораториях NBS по всему миру. Скрининг новорождённых положительно повлиял на сотни малышей. Корпорация Waters даже приуменьшает ту роль, которую сыграла в этой инициативе, что позитивно повлияла на столько юных жизней!