Tandem Mass Spectrometry를 이용한 선천성 대사이상질환 선별검사 7년간의 경험 Seven-year experience with inherited metabolic disorders screening by tandem mass spectrometry원문보기
목 적 : 최근 여러 국가에서 빠르게 탠덤매스 신생아 선천성 대사이상질환 선별 프로그램을 채택하고 있으며 많은 질환들이 검출되고 있다. 본 기관에서는 2001년 4월부터 탠덤 매스 선천성 대사이상 질환 신생아 선별 검사를 시작하였다. 연구자들은 한국에서의 탠덤매스 선천성 대사이상질환 검출율 및 탠덤매스 유용성에 대해 평가하고자 하였다. 방 법 : 2001년 4월부터 2007년 12월까지 본원에서는 탠덤매스를 이용하여 신생아 및 고위험군에 대해 선별검사를 시행하였다. 검체로부터 아실카르틴과 아미노산을 추출하여 부탄올로 유도체화시킨 후 탠덤매스에 장착하여 분석하였다. 탠덤매스 선별검사 재검, 소변 유기산 및 혈장 아미노산 검사 등을 포함한 확진 검사는 개별적으로 시행되었다. 결 과 : 총 의뢰건수는 284,933건으로 신생아 251,799건 및 고위험군 33,134건이었다. 소환율은 0.4%(1158건)이었으며, 이들 중 true positive는 117건(0.04%)이었다. 아미노산 대사 이상 질환은 총 78건(25/53), 유기산 대사이상 질환은 총 27건(16/11건) 및 지방산 산화대사이상 질환은 총 12건(5/7건)으로 전체 질환에 대한 검출율은 신생아 1:5,000이었으며 전체군 1:2,000이었다. 결 론 : 탠덤매스 신생아 선별검사는 조기 진단 및 치료가 필요한 많은 선천성 대사이상질환의 검출을 용이하게 해주었다. 그러므로, 반드시 모든 신생아들에 대한 국가지원 탠덤매스 선별검사 확대 적용 및 추적관리 시스템이 구축이 필요할 것으로 판단된다.
목 적 : 최근 여러 국가에서 빠르게 탠덤매스 신생아 선천성 대사이상질환 선별 프로그램을 채택하고 있으며 많은 질환들이 검출되고 있다. 본 기관에서는 2001년 4월부터 탠덤 매스 선천성 대사이상 질환 신생아 선별 검사를 시작하였다. 연구자들은 한국에서의 탠덤매스 선천성 대사이상질환 검출율 및 탠덤매스 유용성에 대해 평가하고자 하였다. 방 법 : 2001년 4월부터 2007년 12월까지 본원에서는 탠덤매스를 이용하여 신생아 및 고위험군에 대해 선별검사를 시행하였다. 검체로부터 아실카르틴과 아미노산을 추출하여 부탄올로 유도체화시킨 후 탠덤매스에 장착하여 분석하였다. 탠덤매스 선별검사 재검, 소변 유기산 및 혈장 아미노산 검사 등을 포함한 확진 검사는 개별적으로 시행되었다. 결 과 : 총 의뢰건수는 284,933건으로 신생아 251,799건 및 고위험군 33,134건이었다. 소환율은 0.4%(1158건)이었으며, 이들 중 true positive는 117건(0.04%)이었다. 아미노산 대사 이상 질환은 총 78건(25/53), 유기산 대사이상 질환은 총 27건(16/11건) 및 지방산 산화대사이상 질환은 총 12건(5/7건)으로 전체 질환에 대한 검출율은 신생아 1:5,000이었으며 전체군 1:2,000이었다. 결 론 : 탠덤매스 신생아 선별검사는 조기 진단 및 치료가 필요한 많은 선천성 대사이상질환의 검출을 용이하게 해주었다. 그러므로, 반드시 모든 신생아들에 대한 국가지원 탠덤매스 선별검사 확대 적용 및 추적관리 시스템이 구축이 필요할 것으로 판단된다.
Purpose : In recent years, many countries have adopted newborn screening programs that use tandem mass spectrometry (MS/MS) to screen and the number of diseases screened has also increased. We began screening for inherited metabolic disorders using MS/MS in April, 2001. Our goal was to determine the...
Purpose : In recent years, many countries have adopted newborn screening programs that use tandem mass spectrometry (MS/MS) to screen and the number of diseases screened has also increased. We began screening for inherited metabolic disorders using MS/MS in April, 2001. Our goal was to determine the overall prevalence of metabolic disorders and to assess the effectiveness of newborn screening by MS/MS in Korea. Methods : From April, 2001 to December, 2007, we screened newborns and high risk groups using MS/MS. Acylcarnitines and amino acids were extracted and butylated and were introduced into the inlet of MS/MS. Confirmatory testing including a repeat newborn screening, and urine organic acid and plasma amino acid analysis were performed on a case-by-case basis. Results : The total number of screened subjects 284,933 which comprised 251,799 neonates and 33,134 high risk subjects. The recall rate was 0.4% (1158 tests) and true positive cases were 117 (0.04%). Confirmed metabolic disorders (newborn/high risk group) were as follows; 78 (25/53) amino acid disorders, 27 (16/11) organic acid disorders, and 12 (5/7) fatty acid oxidation disorders. The estimated prevalence of inherited metabolic diseases in newborns was 1:5,000 and that in the total group was 1:2,000. Conclusion : Newborn screening by MS/MS improved the detection of many inherited metabolic disorders. We therefore propose that all newborns be screened by a MS/MS national program and followed-up using a systemic organization strategy.
Purpose : In recent years, many countries have adopted newborn screening programs that use tandem mass spectrometry (MS/MS) to screen and the number of diseases screened has also increased. We began screening for inherited metabolic disorders using MS/MS in April, 2001. Our goal was to determine the overall prevalence of metabolic disorders and to assess the effectiveness of newborn screening by MS/MS in Korea. Methods : From April, 2001 to December, 2007, we screened newborns and high risk groups using MS/MS. Acylcarnitines and amino acids were extracted and butylated and were introduced into the inlet of MS/MS. Confirmatory testing including a repeat newborn screening, and urine organic acid and plasma amino acid analysis were performed on a case-by-case basis. Results : The total number of screened subjects 284,933 which comprised 251,799 neonates and 33,134 high risk subjects. The recall rate was 0.4% (1158 tests) and true positive cases were 117 (0.04%). Confirmed metabolic disorders (newborn/high risk group) were as follows; 78 (25/53) amino acid disorders, 27 (16/11) organic acid disorders, and 12 (5/7) fatty acid oxidation disorders. The estimated prevalence of inherited metabolic diseases in newborns was 1:5,000 and that in the total group was 1:2,000. Conclusion : Newborn screening by MS/MS improved the detection of many inherited metabolic disorders. We therefore propose that all newborns be screened by a MS/MS national program and followed-up using a systemic organization strategy.
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문제 정의
본원에서는 2001년 4월부터 아실카르니틴 및 아미노산을 분석하는 탠덤매스 선천성 대사이상질환 선별검사를 시작하였다. 본 연구에서는 탠덤매스 선천성 대사이상질환 선별검사에 대한 검출율 및 유용성을 평가하고자 2001년 4월부터 2007년 12월까지 자료를 조사하였다.
제안 방법
2001년 4월부터 2007년 12월까지 의뢰된 검체 즉, 일반 신생아군과 고위험군(가족력 또는 과거력이 있는 경우, 다른 의료기관에서 탠덤매스 선천성 대사이상질환 선별검사상 양성 결과를 보인 경우 또는 대사이상질환을 의심할 만한 증상이나 검사 결과 등이 관찰된 경우)에 대해 분석하였다. 의뢰된 검체는 건조된 혈액여지(Schleicher and Schunel, Dassel, Germany)에 채취하여 24시간 동안 실온에서 건조하여 분석할 때까지 폴리프로필렌 봉투에 담아서 보관되어 운송되었다.
아실카르니틴 프로파일을 얻기 위해 mass-tocharge ratio(m/z) 250-500범위에서 m/z 85를 갖는 precursor 이온 스캔을 사용하였으며 아미노산 분석을 위해서는 neutral loss 102, 119, 56 및 161 스캔과 multiple reaction monitoring(MRM) 기능을 사용하였다. Cut-off를 벗어난 검체에 대해서는 재검을 시행하였으며, 재검 결과상에서도 cut-off를 벗어난 경우 재검체를 요구하였다. 재검체 검사결과 역시 cut-off를 벗어난 경우 확진 검사를 요구하였다.
용해된 시료를 자동검체 분주기에 장착하여 분석하였다. 아실카르니틴 프로파일을 얻기 위해 mass-tocharge ratio(m/z) 250-500범위에서 m/z 85를 갖는 precursor 이온 스캔을 사용하였으며 아미노산 분석을 위해서는 neutral loss 102, 119, 56 및 161 스캔과 multiple reaction monitoring(MRM) 기능을 사용하였다. Cut-off를 벗어난 검체에 대해서는 재검을 시행하였으며, 재검 결과상에서도 cut-off를 벗어난 경우 재검체를 요구하였다.
Boston, MA, USA)을 사용하였다. 용해된 시료를 자동검체 분주기에 장착하여 분석하였다. 아실카르니틴 프로파일을 얻기 위해 mass-tocharge ratio(m/z) 250-500범위에서 m/z 85를 갖는 precursor 이온 스캔을 사용하였으며 아미노산 분석을 위해서는 neutral loss 102, 119, 56 및 161 스캔과 multiple reaction monitoring(MRM) 기능을 사용하였다.
건조된 microplate의 각 well에 100 µL butanolic 염산을 첨가하여 butyl ester 유도체화를 형성시켰다. 유도체화에 사용된 유기용매를 모두 제거하기 위해 질소가스를 사용하여 재건조 후 헥산(hexane)을 이용하여 세척 후 건조시켰다. 분석하기 위해 0.
확진 검사로는 Table 1과 같이 시행하였다. 효소활성도를 포함한 일부 확진 검사의 경우 외부 기관에 의뢰하여 시행하였다. 검사의 정확성 검증을 위해 미국 Centers for Disease Control and Prevention에서 주관하는 신생아 선별검사 품질 보증 프로그램 및 College of American Pathologist에서 주관하는 Biochemical Genetics Survey 프로그램에 매년 참여하여 우수한 평가를 받았다.
대상 데이터
본원에서는 2001년 4월부터 아실카르니틴 및 아미노산을 분석하는 탠덤매스 선천성 대사이상질환 선별검사를 시작하였다. 본 연구에서는 탠덤매스 선천성 대사이상질환 선별검사에 대한 검출율 및 유용성을 평가하고자 2001년 4월부터 2007년 12월까지 자료를 조사하였다.
성능/효과
신생아 나이 분포는 0-3일, 61%, 4-7일, 21%, 8-30일, 6% 이었다. 2001-2007년도 총 의뢰건 284,933건 중, 소환율은 0.4%(1,158건)이었으며, 이들 중 true positive는 117건 (0.04%)으로, 아미노산 대사이상질환은 총 78건, 유기산 대사이상질환은 27건, 지방산 산화 대사이상질환은 12건이 검출되었다. 검출된 아미노산 대사이상질환은 tetrahydrobiopterin 대사 및 페닐알라닌 대사질환 57명(신생아군 13명/고위험군 44명), 시트룰린혈증 9명(6/3), 단풍당뇨증 4명(4/0), 호모시스틴뇨증 3명(0/3), 타이록신혈증 2명(1/1), 고메티오닌혈증 1명(0/1), ornithine transcarbamylase(OTC) 결핍증 1명(0/1) 및 hyperornithinemia, hyperammonemia, hypercitrullinemia(HHH) 증후군 1명(1/0)이였다.
본원의 신생아 집단의 아미노산, 유기산 및 지방산 산화 대사이상질환의 유병률은 아미노산 대사이상질환은 25명(유 병률 1:10,000), 유기산 대사이상질환은 16명(유병률 1:16,000)이었으며 지방산 산화 대사이상질환은 5명으로 유병률은 1:50,000 이었으며 전체적으로 1:5,000 유병률을 보였다. 독일의 Schulze 등10)이 보고한 자료에 의하면 총 검사한 신생아들은 250,000명으로 아미노산 대사이상질환은 28명(유병률 1:9,000), 유기산 대사이상질환은 16명(유병률 1:16,000)이며 지방산 산화 대사이상질환은 12명으로 유병률은 1:21,000이었으며 전체적으로 1:4,000 유병률을 보이는 것으로 보고하였다.
후속연구
탠덤매스를 이용한 신생아 선별검사는 검체 하나로 2-4분의 분석 시간 내에 30개 이상의 질환에 대한 동시 검출이 가능하므로 매우 효율적인 검사이며, 외국에서는 이미 현재 탬덤검사를 신생아 선별 검사 프로그램으로 적용하고 있다. 국내에서도 조기 진단 및 치료가 필요한 아미노산, 유기산 및 지방산 산화 대사이상질환이 발견되고 있으며 이들 환자들에 대한 사회경제적 비용을 고려할 때 국내에서도 향후 모든 신생아들에 대한 탠덤매스 신생아 선별 검사가 국가지원 사업에 포함되어야 할 것으로 판단된다.
2006년에 Clinical and Laboratory Standards Institute(CLSI)에서 신생아 선별 검사 프로그램을 통한 신생아들에 대한 추적 관리의 질을 향상시키고자 추적 프로세스 지침을 발표하였다9). 현재 국내에서는 탠덤매스 선별검사가 비급여 종목이나, 향후 국가 지원이 이루어지는 경우, 신생아 집단검사에 대한 효율성 및 발견 또는 의심되는 환아에 대한 효율적인 추적 관리를 위해 국내의 신생아 선별 검사 추적 프로세스 시스템 구축이 필요할 것으로 판단된다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
신생아들에 대한 선천성대사이상 질환에 대한 신뢰성 있는 집단 선별검사법이 가능해진 계기는 무엇인가?
1961년 Robert Guthrie가 Bacillus Subtilis 균주를 이용한 bacterial inhibition assay(BIA)로 신생아들의 혈액여지내페닐알라닌 농도를 정량적으로 측정하여 페닐케톤뇨증을 조기에 발견함으로써 신생아들에 대한 선천성대사이상 질환에 대한 신뢰성 있는 집단 선별검사법이 가능해졌다1). 그 후 효소비색법, 효소면역법, 형광면역법 등 다양한 방법으로 일부 선천성대사이상 질환들에 대한 집단선별 검사가 이루어지게 되었다.
탠덤매스의 장점은 무엇인가?
1990년대 초부터 탠덤매스는 신생아 대상으로 선천성 대사이상질환 선별검사에도 적용하게 되었다. 탠덤매스는 기존의 검사방법과 달리 한번의 검사에 30여가지 이상의 대사산물에 대한 농도 분석이 가능하므로 많은 선천성 대사이상질환에 대한 선별검사가 가능하게 되었다4, 5). 탠덤매스를 이용한 신생아 집단 선별검사는 현재 많은 나라에서 국가적 프로그램으로 운영되고 있다6-8).
탠덤매스 선천성 대사이상질환 검출율 및 탠덤매스 유용성에 대해 평가하기 위해 탠덤매스를 이용하여 신생아 및 고위험군에 대해 선별검사를 시행한 결과는 무엇인가?
탠덤매스 선별검사 재검, 소변 유기산 및 혈장 아미노산 검사 등을 포함한 확진 검사는 개별적으로 시행되었다. 결 과 : 총 의뢰건수는 284,933건으로 신생아 251,799건 및 고위험군 33,134건이었다. 소환율은 0.4%(1158건)이었으며, 이들 중 true positive는 117건(0.04%)이었다. 아미노산 대사 이상 질환은 총 78건(25/53), 유기산 대사이상 질환은 총 27건(16/11건) 및 지방산 산화대사이상 질환은 총 12건(5/7건)으로 전체 질환에 대한 검출율은 신생아 1:5,000이었으며 전체군 1:2,000이었다. 결 론 : 탠덤매스 신생아 선별검사는 조기 진단 및 치료가 필요한 많은 선천성 대사이상질환의 검출을 용이하게 해주었다.
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