MALDI-TOF MS出手 我学者首次鉴定出新型血红蛋白变异体!

2020-08-14 19:13:07, 小融 融智生物科技(青岛)有限公司


血红蛋白(Hb)变异,是一组由珠蛋白基因突变引起的常见遗传性变异,其特征是血红蛋白分子结构发生变化。迄今为止,已鉴定出1300多个变异体,其中超过150个不稳定的Hb变异体被记录为引起不同严重程度的溶血性贫血的原因。对Hb变异体进一步的研究,可用于新生儿筛查、产前筛查等。此外,许多研究表明Hb变异可能会对糖化血红蛋白(HbA1c)的测量产生干扰,因此,临床相关Hb变异体的鉴定和表征对于做出正确诊断至关重要。目前,高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳(CE)是HbA1c测量和Hb分析的一线方法。

近日,北京大学深圳医院检验科纪玲博士团队使用融智生物科技(青岛)有限公司的QuanTOF发现了一种新的Hb变种,即Hb辽宁,这是国内首次由MALDI-TOF MS鉴定出来的新型血红蛋白变异体。相关研究结果已经发表在ClinChem Lab Med 2019上,论文题为“Detection of a novel hemoglobin variant Hb Liaoning by matrix assisted laser desorption/ionization-time of flight mass spectrometry”(https://doi.org/10.1515/cclm-2019-0300)。

先证者是来自中国辽宁省的一名36岁汉族男子,被送往北京大学深圳医院进行例行健康检查。首先使用毛细管电泳(CE)分析仪测量HbA1c水平,该分析仪没有产生HbA1c值,非典型电生理图显示无明显异常峰值。电泳软件将配置文件识别为“非典型”,主要是由于存在额外的峰值。因此,研究人员假设Hb变异可能会干扰HbA1c分析。随后,使用高效液相色谱法(HPLC)、硼酸亲和力高效液相色谱法、免疫分析法和MALDI-TOF分析仪分别进一步定量HbA1c。其中,MALDI-TOF分析仪为融智生物科技(青岛)有限公司的新一代宽谱定量飞行时间质谱QuanTOF。

融智生物新一代宽谱定量飞行时间质谱平台QuanTOF

HbA1c测试结果分别为:5.2%(33mmol/mol,高效液相色谱法),5.1%(32mmol/mol,硼酸亲和力高效液相色谱法),4.9%(30mmol/ mol,免疫分析法)和4.9%(30mmol/mol,QuanTOF)。与从硼酸亲和力高效液相色谱法获得的结果比较,观察到高效液相色谱法(2.0%),免疫分析法(-3.9%)和QuanTOF(-3.9%)的可接受偏差(国家糖化血红蛋白标准化计划[NGSP]标准,偏差在±5.0%内)。高效液相色谱法的色谱图未显示变异体。然而,QuanTOF的质谱图显示出异常的Hb链(m/z=15,169.4),相对强度占总αHb的26.0%(图1B)。在谱图中还发现了正常的Hb链,包括αHb亚基(m/z=15,127.9),βHb亚基(m/z= 15,868.0)和糖化-βHb(m/z=16,030.0)(图1A,B)。

对照血红蛋白和Hb辽宁的MALDI-TOF质谱。(A)来自正常成人的对照血红蛋白和(B)来自先证者的Hb辽宁。分开的两个峰质量相差41.5Da,清楚地表明存在变异体α链(m/z=15,169.4)。箭头表示存在正常α链(m/z=15,127.9),正常β链(m/z=15,868.0)和糖化-βHb(m/z=16,030.0)。

使用毛细管电泳(CE)和离子交换高效液相色谱进行随后的Hb分析。令人惊讶的是,没有出现异常峰或非典型色谱图的迹象。研究人员随后进行Sanger测序以确认Hb变异体的存在以及性质。测序数据显示α2基因中存在新的杂合突变[α15(A13)(GGT> GTT),Gly> Val,HBA2:c.47 G> T],导致甘氨酸的编码转换(分子量:75.1 Da)在密码子15处的缬氨酸(分子量:117.1Da)。如图1B所示,从甘氨酸到缬氨酸(42.0Da)的取代诱导的相对分子量的变化也可以从αHb亚基和变异体Hb亚基(41.5Da)之间的m/z变化中找到。由于以前没有报道该变种,研究人员根据患者所在的地区将其命名为Hb辽宁。

Sanger测序的结果。Sanger测序揭示了一种新的突变[α15(A13)(GGT>GTT), Gly>Val, HBA2:c.47 G>T]。

为了确定患者与Hb辽宁相关的血液学特征,对其进行血液学数据测量显示,得到的血液学指标并没有发现贫血迹象,这表明患者非病理性Hb变异。

Hb变异是溶血性贫血的原因之一,同时也是HbA1c测量中的分析干扰。在本研究的案例中,Hb辽宁没有显示出明显的临床表现。然而,该变异体在使用CE法的HbA1c测量中引起干扰。在以前的研究中,通常使用硼酸盐亲和HPLC方法作为比较方法,因为它无论Hb种类如何都测量总糖化血红蛋白,因而被认为不受大多数Hb变异体的影响。结果中提到的可接受的偏差表明Hb辽宁对高效液相色谱和QuanTOF的HbA1c测量没有显著影响。

高效液相色谱法(HPLC)和毛细管电泳(CE)是HbA1c测量和Hb分析的一线方法。仅有有限的研究显示了MALDI-TOF MS在HbA1c测量中的应用。在目前的研究中,阳离子交换HPLC和电泳方法在检测Hb辽宁时面临挑战,因为电荷差异不明显且超出检测限。而MALDI-TOF MS能够通过m/z差异区分Hb辽宁。当然了,MALDI-TOF MS可能无法区分所有类型的Hb变异体,尤其是当m/z差异很小且超出仪器分辨率时。最后同样重要的是,鉴定Hb变异和识别HbA1c检测中的干扰是至关重要的,尤其是在Hb变异的高患病率区域。

往期精彩回顾

融智生物与您相约第九届微生物检测与控制技术交流会什么?法医竟然也要“以貌取人”!AAA级!融智生物获评最高企业信用等级

关于我们

融智生物,由两院院士领衔、资深质谱研发专家创立,是专业致力于生命科学分析仪器设备、耗材及解决方案的研发、生产、销售、服务的国家级高新技术企业,注册资本5000万元。公司在美国波士顿、北京、青岛、南京和杭州等地布局了研发、生产、应用开发、销售、服务等分中心,建有院士工作站,与中国农业大学、中国科学院等多家科研机构建立了联合实验室,并承担了多项国家和地方科技创新研发项目。

作为一家拥有自主知识产权的研发型高科技企业,公司成立以来累计研发投入超过5000万元,目前已拥有“宽谱定量飞行时间质谱(新一代基质辅助激光解吸飞行时间质谱)”及“微流控芯片核酸快速分析”两大技术平台,其中“宽谱定量飞行时间质谱平台”被两院院士组成的鉴定委员会鉴定为“整体性能达到国际先进水平”。

基于两大核心技术平台,融智生物开发了微生物快速鉴定质谱系统、核酸质谱系统、蛋白定量分析质谱系统、质谱成像系统、食品溯源质谱系统以及食源性致病菌快速检测系统、呼吸道病原体检测系统、禽流感病毒检测系统、转基因测试系统等系列产品,应用涵盖临床医疗、检验检疫、食品安全、疾控等领域。公司已获CFDA一类医疗器械产品备案凭证15项,二类医疗器械产品注册证1项,医疗器械生产许可证1项,一类医疗器械生产备案凭证2项。

扎根国内,放眼国际,成为具有国际竞争力的生物科技企业是融智生物的经营目标,融智生物将持之以恒地为高端生命科学仪器的国产化、国人医疗健康水平的提高做出贡献。


  • 客服电话: 400-6699-117 转 1000
  • 京ICP备07018254号
  • 电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证110310号
  • 京公网安备1101085018
  • 客服电话: 400-6699-117 转 1000
  • 京ICP备07018254号
  • 电信与信息服务业务经营许可证:京ICP证110310号
  • 京公网安备1101085018

Copyright ©2007-2024 ANTPEDIA, All Rights Reserved