应用上新丨基于MALDI-TOF MS的血红蛋白病表型筛查系统

2021-08-03 05:51:51, 小融融智生物科技（青岛）有限公司

简介

血红蛋白病（Hemoglobinopathy）是由于血红蛋白分子结构或表达异常所引起的遗传性血液病，包括异常血红蛋白病和地中海贫血。常造成患者血红蛋白携氧功能异常和红细胞破坏，引起溶血性贫血、组织缺氧等。该类疾病分布广泛，全球有超过1亿人携带血红蛋白病的致病基因^[1]。在我国，该病流行于重庆、广西、广东、海南等省份，给社会和家庭造成严重的经济负担，已成为重要的公共卫生问题^[2]。

目前，通过新生儿筛查、产前筛查及遗传咨询，早期发现和及时预防是对该病进行防控的主要措施。然而，血红蛋白病仍缺乏系统、高效的筛查手段 ^[3]。目前，临床上通过结合血常规、电泳和基因检测进行血红蛋白病的诊断。血常规的特异性不足，不能直接用于疾病的分型。血红蛋白电泳的分辨率低、流程复杂、成本高等因素，限制了其规模化应用^[4]。基因检测可用于血红蛋白病的分型和确诊，但作为筛查手段，还存在价格高、操作复杂、数据分析难度大等问题 ^[5]。因此，迫切需要系统高效且简便经济的血红蛋白病筛查技术。

以常见的血红蛋白病地中海贫血为例，比较几种检测方法：

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱（MALDI-TOF MS）将软电离技术和飞行时间质量分析结合，尤其适用于生物大分子（蛋白、多肽和脂质等）的分析检测。本应用介绍了基于 MALDI-TOF MS（QuanTOF）技术，进行血红蛋白组分分析，进而建立血红蛋白病的表型筛查系统。血红蛋白分子在激光照射和基质的辅助下，四聚体解聚成珠蛋白链单体并带电，离子化的珠蛋白链因分子量差异导致飞行时间不同而被分离检测。区别于其他血红蛋白检测技术，MALDI检测的是珠蛋白链分子。通过QuanHGB血红蛋白软件分析珠蛋白链的分子量和相对含量，实现血红蛋白病的筛查。

15种异常血红蛋白的检测结果比对

◆

分析流程

样本收集：全血样本 2uL

全自动前处理：自动进行样本稀释、混匀、点样等操作

质谱检测：加载靶板后，自动完成检测，~30s/ 样本

结果输出：QuanHGB血红蛋白软件完成结果判读，标示异常样本

结论

MALDI-TOF质谱技术通过对血红蛋白组分的定性和定量分析，实现血红蛋白病（地中海贫血、异常血红蛋白病）的筛查，具有检测效率高、成本低、样本用量少、灵敏度高等特点，适用于血红蛋白病的大规模人群筛查。

结果

基于MALDI-TOF MS的血红蛋白病表型筛查系统，可实现对 β- 地中海贫血（图 1）和近100种异常血红蛋白的检测（图 2, 3）

（点击图片可放大查看）

图1. β-地中海贫血的判读结果

图2. 异常血红蛋白（α-珠蛋白变异）的判读结果

图3. 异常血红蛋白（β-珠蛋白变异）的判读结果

参考文献

[1] Modell B, Darlison M. Global epidemiology of haemoglobin disorders and derived service indicators[J]. Bulletin of the World Health Organization, 2008, 86(6):480-487.

[2] 王燕燕, 李晓辉，徐酉华. 地中海贫血诊治进展与我国现状[J]. 中国实用儿科杂志， 2013, 28(6): 473-476.

[3] Risoluti R, Materazzi S, Sorrentino F, et al. Update on thalassemia diagnosis: new insights and methods[J]. Talanta, 2018, 183:216- 222.

[4] Srivorakun H, Fucharoen G, Changtrakul Y, et al. Thalassemia and hemoglobinopathies in Southeast Asian newborns: diagnostic assessment using capillary electrophoresis system[J]. Clinical Biochemistry, 2011, 44(5-6):406-411.

[5] Shang X, Peng Z, Ye Y, et al. Rapid Targeted Next-Generation Sequencing Platform for Molecular Screening and Clinical Genotyping in Subjects with Hemoglobinopathies[J]. EBioMedicine, 2017, 23:150-159.

如需查看本篇应用纪要原文，请点击文末阅读原文。

▼ 更多精彩 ▼

融智生物当选为青岛市仪器仪表行业协会副会长单位

重交流，促发展| 周晓光博士获聘为中国物理学会质谱分会学术委员

广东省新冠病毒基因变异监测与检测新技术研讨会圆满落幕

微信图片_20190611150027_副本.png

关于我们

融智生物，由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6000万元。公司在美国波士顿、北京、青岛、深圳和杭州等地布局了研发、生产、应用开发、销售、服务等分中心，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质谱系统、核酸质谱系统、糖化血红蛋白定量质谱系统、成像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5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。