Xác nhận phương pháp xét nghiệm sàng lọc rối loạn chuyển hóa bẩm sinh bằng kit NEOBASE 2 trên hệ thống khối phổ Xevo TQD

1. Công ty cổ phần dịch vụ phân tích Di truyền Gentis
2. Trường Đại học Y tế Công cộng

Tóm tắt:

     Xác nhận phương pháp là yêu cầu công việc cần thiết trước khi đưa một phương pháp xét nghiệm mới vào sử dụng. Quy trình xét nghiệm sàng lọc rối loạn chuyển hoá bẩm sinh bằng phương pháp sắc ký khối phổ (MSMS) được xác nhận dựa trên vật liệu nội kiểm trên NeoBase 2 Non-derivatized MSMS kit của hãng Perkin Elmer, tiến hành thực nghiệm đánh giá khoảng tuyến tính, độ chụm và độ chính xác xét nghiệm trên máy phân tích XEVO TQD của Water. Kết quả thu được trên các chỉ số thoả mãn tiêu chuẩn theo hướng dẫn CLSI - NBS04 2017 với: hệ số tương quan (r) ≥ 0,99 biểu thị độ tuyến tính tốt, CV độ chụm ngắn hạn ≤ 25%, CV độ chụm dài hạn ≤ 35%, độ thu hồi đạt 40-140%. Kết quả nghiên cứu cho thấy khoảng tuyến tính có R² từ 0,9947 – 0,9998, độ chụm ngắn hạn dao động từ 2,83 - 10,12%, độ chụm dài hạn dao động từ 5,56 - 17,02%, độ thu hồi đạt 70,77 – 101,48% của các chất chuyển hóa được xác nhận phù hợp theo công bố của nhà sản xuất.

Xét nghiệm rối loạn chuyển hóa bẩm sinh bằng phương pháp MSMS là chính xác và tin cậy trong điều kiện thực tế của trung tâm xét nghiệm - Công ty cổ phần dịch vụ phân tích di truyền Gentis, được sử dụng trong thực hành lâm sàng để sàng lọc một số bệnh rối loạn chuyển hoá bẩm sinh.

Từ khóa: NBS04, Xevo TQD, Neobase2

 I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Rối loạn chuyển hóa bẩm sinh là bệnh liên quan đến các yếu tố di truyền hiếm gặp ở trẻ, được gây ra bởi sự thiếu hụt các receptor, enzym, các protein vận chuyển, hoặc các yếu tố đồng vận trong quá trình chuyển hóa acid amin, acid béo và acid hữu cơ. Điều này dẫn tới sự thay đổi bất thường trong các chu trình tổng hợp hoặc thoái hóa của các chất trong cơ thể. Từ đó tạo thành các sản phẩm bất thường gây ngộ độc cho tế bào, gây suy giảm chức năng của các cơ quan.¹ Bệnh rối loạn chuyển hóa thường không được phát hiện do thiếu các triệu chứng rõ ràng trong giai đoạn đầu phát triển của trẻ sơ sinh. Do đó, khi các triệu chứng lâm sàng xuất hiện thường là quá muộn, dẫn đến rối loạn chức năng thần kinh từ nhẹ đến nặng, chậm phát triển tâm thần, thậm chí là gây tử vong cho trẻ.² Vì vậy, sàng lọc sơ sinh các bệnh rối loạn chuyển hóa  là cần thiết cho việc chẩn đoán sớm, điều trị kịp thời, nâng cao chất lượng cuộc sống cho bệnh nhân, đồng thời giảm bớt gánh nặng cho gia đình. Với những tiến bộ trong công nghệ sắc ký khối phổ, phương pháp khối phổ kép (MSMS) ra đời mang đến giá cả phải chăng hơn, độ nhạy và độ đặc hiệu cao hơn. Bộ kit Neobase 2 chạy trên hệ thống XEVO TQD dựa trên phương pháp MSMS sử dụng bệnh phẩm là máu gót chân được thấm trên giấy khô giúp sàng lọc nhiều loại bệnh rối loạn chuyển hoá với thời gian phân tích nhanh, kết quả cho có độ chính xác, tin cậy.³

Máy sắc ký lỏng khối phổ XEVO TQD của hãng Water là dòng máy đạt IVD, độ tin cậy cao, độ nhạy giám sát phản ứng MRM với tốc độ chuyển đổi cực nhanh và tiết kiệm tối đa chi phí cho phòng xét nghiệm. Kit sàng lọc bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh NeoBase 2 Non-derivatized MSMS kit (Neobase 2) của Perkin Elmer có thể sàng lọc 77 chỉ số rối loạn chuyển hóa bẩm sinh khác nhau. Để có thể đưa bộ kit vào sàng lọc bệnh lý rối loạn chuyển hóa trên máy XEVO TQD, cần phải xác nhận phương pháp trước khi đưa vào sử dụng. Do đó, nghiên cứu này được thực hiện với mục tiêu: “Áp dụng hướng dẫn NBS04 của CLSI trong xác nhận phương pháp định lượng một số acid amin và acylcarnitine trên mẫu máu gót chân thấm khô bằng kit NeoBase 2 trên máy XEVO TQD”.

II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

1. Vật liệu nghiên cứu

Mẫu nội kiểm dạng giấy thấm khô của hãng Perkin Elmer với 2 mức nồng độ khác nhau.

Các mẫu với mức nồng độ L1, L2, L3, L4, L5, L6 có sẵn trong bộ kit.

Bảng 1: Tỷ lệ nồng độ của các mẫu trong bộ kit thử nghiệm

Kit hóa chất NeoBase 2 của Perkin Elmer.

Máy xét nghiệm phân tích khối phổ XEVO TQD của Water.

2. Thời gian, địa điểm nghiên cứu

Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 1/2023 đến tháng 5/2023.

Địa điểm nghiên cứu: Trung tâm xét nghiệm, Công ty cổ phần dịch vụ phân tích Di truyền Gentis.

3. Phương pháp nghiên cứu

Thiết kế nghiên cứu: Nghiên cứu thực nghiệm trong phòng xét nghiệm.

Quy trình thực hiện: Nghiên cứu này sử dụng thực nghiệm đánh giá khoảng tuyến tính, độ chụm, độ thu hồi theo hướng dẫn CLSI NBS04 như sau:

Thực nghiệm đánh giá khoảng tuyến tính

Chuẩn bị mẫu L1, L2, L3, L4, L5, L6 có sẵn trong bộ kit. Tiến hành đo lặp lại mỗi dung dịch 4 lần. Tính giá trị trung bình của mỗi nồng độ. Sử dụng Excel để đánh giá độ tuyến tính của khoảng giá trị, nhận định độ tuyến tính và tương quan giữa nồng độ đo được y với giá trị mong đợi x.

Thực nghiệm đánh giá độ chụm

Độ chụm ngắn hạn: phân tích 20 lần liên tiếp 2 mức nồng độ trong 1 ngày. Tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (SD), hệ số biến thiên (CV). Tiêu chuẩn chấp nhận độ chụm ngắn hạn CV ≤ 25% .

Độ chụm dài hạn: phân tích 20 lần liên tiếp 2 mức nồng độ trong 10 ngày. Tính giá trị trung bình và độ lệch chuẩn (SD), hệ số biến thiên (CV). Tiêu chuẩn chấp nhận độ chụm dài hạn CV ≤ 35%.

Thực nghiệm đánh giá độ chính xác

Độ chính xác được đánh giá bằng độ thu hồi. Tùy thuộc vào chất phân tích, phần trăm thu hồi từ 40-140% là chấp nhận được.

Quy trình tách chiết và định lượng acid amin và acylcarnitine

Mẫu máu thấm khô được tách chiết và định lượng các acid amin và acylcarnitine bằng kit hóa chất NeoBase 2 theo hướng dẫn của nhà sản xuất. Các dung dịch hóa chất, nội chuẩn được để ở nhiệt độ phòng (20°C đến 25°C) ít nhất 30 phút trước khi bắt đầu làm xét nghiệm. Sử dụng máy puncher bấm lỗ mẫu máu khô vào trong giếng của đĩa vi tấm được cung cấp kèm theo kit. Đường kính mẫu khoảng 3.2 mm. Thêm 125 µL thuốc thử hàng ngày (chứa nội chuẩn) vào mỗi giếng có mẫu máu thấm khô. Đậy khay bằng tấm dính và ủ trên máy lắc 30 phút với tốc độ lắc 650 vòng/ phút. Chú ý đảm bảo sau khi xong chuyển ngay sang bước tiếp theo. Chuyển 100µl từ mỗi giếng sang một khay mới - khay được cung cấp kèm theo bộ kit. Phủ khay này với miếng dán mới để tránh sự hóa hơi của dung dịch. Đưa khay đã được đậy tấm dính vào bộ phận bơm mẫu tự động của máy Xevo TQD.

Quy trình thu thập và xử lý dữ liệu

Các dữ liệu trên máy LC – MS/MS được thu thập qua chế độ multiple reactions monitoring (MRM) và xử lý dữ liệu qua ứng dụng ionlynx được tích hợp trong phần mềm masslynx. Thời gian chạy mẫu là 2 phút và vùng lấy dữ liệu cho tính toán là từ scan thứ 8-18 (10 scan). Dữ liệu thu được được xử lý bằng phần mềm Ionlynx và nồng độ của mỗi chất phân tích được đo bằng công thức: Nồng độ (µmol/l) = diện tích chất phân tích x nồng độ chất nội chuẩn /diện tích chất nội chuẩn.

4. Đạo đức nghiên cứu

Nghiên cứu tuân thủ theo đạo đức nghiên cứu trong Y học. Vật liệu sử dụng là các mẫu QC, không phải là các mẫu bệnh phẩm.

III. KẾT QUẢ

Thực hiện thử nghiệm theo khuyến cáo của CLSI NBS04 và hướng dẫn dẫn của nhà sản xuất thu về kết quả:

Bảng 2: Kết quả thử nghiệm đánh giá khoảng tuyến tính trên chỉ số MET

Hình 1: Đánh giá khoảng tuyến tính của phương pháp

Nhận xét: Phương trình tương quan là y = 0,6951x, (R²) = 0,9994, hệ số tương quan tốt.

Bảng 3. Kết quả đánh giá khoảng tuyến tính

Nhận xét: (R²) ≥ 0,99. Hệ số tương quan tốt.

Bảng 4. Kết quả đánh giá độ chụm ngắn hạn, dài hạn trên máy XEVO TQD

Nhận xét:

-  CV độ tập trung ngắn hạn của cả hai mức nồng độ (QC1, QC2) đều nhỏ hơn 25%.

-  CV độ tập trung dài hạn của cả hai mức nồng độ (QC1, QC2) đều nhỏ hơn 35%.

Bảng 5: Độ thu hồi trên máy XEVO TQD

Độ thu hồi được tính theo công thức:

Độ thu hồi (%) = giá trị trung bình / giá trị đích * 100 (%)

Nhận xét: Độ thu hồi của các xét nghiệm acid amin, acylcarnitine trên hai mức nồng độ QC đều trong khoảng 40-140%.

IV. BÀN LUẬN

Xác nhận phương pháp là việc cần phải thực hiện để đánh giá hiệu năng phương pháp đang sử dụng. Mặc dù nhà sản xuất đã đánh giá phương pháp kỹ lưỡng, tuy nhiên ở từng phòng xét nghiệm có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến độ chính xác và độ chụm thực tế của phương pháp. Kết quả xét nghiệm phải đảm bảo độ tin cậy để phục vụ lâm sàng tốt nhất, vì vậy xác nhận phương pháp nhằm mục đích xác nhận các thông số kỹ thuật nhà sản xuất tuyên bố là phù hợp với điều kiện thực tế của phòng xét nghiệm.⁴ Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm xác nhận phương pháp xét nghiệm rối loạn chuyển hóa bẩm sinh bằng MSMS tại trung tâm xét nghiệm, Công ty cổ phần dịch vụ phân tích di truyền Gentis. Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy hệ số tương quan (r)≥0,99 biểu thị độ tuyến tính tốt. Với sàng lọc sơ sinh bằng MSMS rất khó để có các mẫu thật có nồng độ trải rộng từ mức thấp đến mức cao. Độ tuyến tính được đánh giá bằng cách sử dụng Multilevel DBS ở 6 mức pha loãng có trong kit Neobase-2, tiến hành chạy lặp lại và xây dựng phương trình tương quan giữa giá trị trông đợi và giá trị trung bình thu được. Kết quả được biểu thị ở hình 1 và bảng 3, tương đồng với nghiên cứu của Beomki Lee và cộng sự năm 2023 khi tiến hành nghiên cứu thẩm định phương pháp trên kit Neobase-2.⁵ Theo nghiên cứu này, hệ số tương quan các thông số tiến hành thực nghiệm đều đạt tiêu chuẩn đề ra, khoảng tuyến tính được xác nhận.

Kết quả hệ số biến thiên (CV) bảng 4­­­­ cho thấy độ chụm ngắn hạn và dài hạn của phương pháp đều đạt tiêu chuẩn. Hệ số biến thiên độ chụm ngắn hạn của 2 mức nồng độ dao động từ 2,83 - 10,12%. Hệ số biến thiên độ chụm dài hạn của các xét nghiệm acid amin, acylcarnitine, SUAC dao động từ 5,56 - 17,02%. Tiêu chuẩn chấp nhận về độ chụm của xét nghiệm sàng lọc sơ sinh bằng MSMS đưa ra trong hướng dẫn NBS04 (2017) của CLSI là độ chụm ngắn hạn CV có thể từ 15-25% tùy từng chất phân tích, độ chụm dài hạn CV từ 20-35% thì các kết quả này đều chấp nhận được.⁶ Kết quả này khá tương đồng với nghiên cứu của Yulan Zheng và cộng sự năm 2019 khi xác nhận phương pháp trên máy phân tích TQD của hãng Water. Theo nghiên cứu này, độ chụm ngắn hạn của amino acid dao động từ 1,19-7,68%, trong khi đó độ chụm dài hạn dao động trong khoảng 1,63% đến 5,01%. Độ chụm ngắn hạn của acylcarnitine trong khoảng 1,2-8,43%, độ chụm dài hạn dao động từ 0,19-9,6%.⁷

Vật liệu đánh giá độ chính xác có thể là vật liệu tham chiếu tiêu chuẩn CRM, mẫu ngoại kiểm, mẫu bệnh nhân biết trước nồng độ. Việc lựa chọn vật liệu nghiên cứu phụ thuộc vào chi phí, thời gian, số lượng mẫu thu thập. Do chương trình ngoại kiểm sàng lọc sơ sinh được thực hiện 3 lần/ năm và không có vật liệu tham chiếu, độ chính xác của phương pháp được đánh giá thông qua độ thu hồi của mẫu QC ở 2 mức nồng độ, với đại lượng cần tính toán là độ lệch giữa giá trị trung bình thu được và giá trị mong đợi. Trong nghiên cứu của chúng tôi, kết quả độ thu hồi của tất cả các thông số phân tích đều đạt theo tiêu chuẩn của CLSI NBS04 đưa ra là 40-140%.⁶ Kết quả này khá tương đồng với nghiên cứu của Beomki Lee sử dụng cùng máy và cùng kit hóa chất cho kết quả độ thu hồi của acid amin và acylcarnitine lần lượt là 74,6%-96,2% và 83,3% - 101,1%, SUAC có tỷ lệ thu hồi thấp (61,0%) so với các chất phân tích khác.⁵

V. KẾT LUẬN

Xét nghiệm phân tích các acid amin và acylcarnitine sàng lọc bệnh rối loạn chuyển hóa bẩm sinh sử dụng kit Neobase-2 trên máy Xevo TQD bằng phương pháp MSMS có khoảng tuyến tính, độ chụm và độ chính xác chấp nhận được, đảm bảo độ tin cậy có thể sử dụng cung cấp dịch vụ sàng lọc sơ sinh.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. El-Hattab AW. Inborn errors of metabolism. Clin Perinatol. 2015;42(2):413-439
2. Pourfarzam M, Zadhoush F. Newborn Screening for inherited metabolic disorders; news and views. J Res Med Sci. 2013;18(9):801-808.
3. Banta-Wright SA, Steiner RD. Tandem mass spectrometry in newborn screening: a primer for neonatal and perinatal nurses. J Perinat Neonatal Nurs. 2004;18(1):41-58;
4. Clinical Laboratory Standard Institute. Measurement Procedure Comparison and Bias Estimation Using Patient Samples; Approved Guideline—Third Edition (2013). CLSI document EP09, 33(11)
5. Lee B, Heo WY, Kim JA, et al. Comprehensive Evaluation of the NeoBase 2 Non-derivatized MSMS Assay and Exploration of Analytes With Significantly Different Concentrations Between Term and Preterm Neonates. Ann Lab Med. 2023;43(2):153-166.
6. Clinical Laboratory Standard Institute (2017). Newborn Screening by Tandem Mass Spectrometry; Approved Guideline. CLSI document NBS04, 37(9)
7. Zheng Y, Chen Y, Qiu X, et al. A verification of the application of the non-derivatized mass spectrometry method in newborns screening of metabolic disorders. Medicine (Baltimore). 2019;98(19):e15500.

Bài báo đã được đăng tải trên Tạp chí Y học Việt Nam