Тандемная масс-спектрометрия - один из современных методов анализа соединений, который широко используется для различных как научных, так и практических целей. Этот метод позволяет проводить анализ нескольких сотен соединений в микроколичествах биологического материала. В мировой практике здравоохранения этот метод используют для проведения массового скрининга новорожденных на наследственные болезни обмена веществ (НБО). В пятне высушенной крови возможно определение аминокислот (в том числе и фенилаланина) и ацилкарнитинов. Количественное определение этих веществ позволяет исключать несколько десятков наследственных заболеваний, относящихся к различным классам НБО (нарушения метаболизма аминокислот, органических кислот и дефектов митохондриального b-окисления жирных кислот). Ранее для диагностики этих нарушений требовалось большое количество биологического материала, проведение нескольких исследований (аминокислотный анализ, хроматомасс-спектрометрия, определение спектра ацилкарнитинов), что требовало значительного времени и материальных затрат. ТМС позволяет количественно определить все эти соединения в течение одного анализа! Наследственные нарушения метаболизма аминокислот, органических кислот и дефектов митохондриального бета-окисления жирных кислот насчитывают около 100 нозологических форм, большинство из которых манифестирует в неонатальном периоде. Их частота составляет более 1:5000 живых новорожденных. Многие врачи ошибочно считают, что заболевания этой группы встречаются так редко, что исключать их нужно только в последнюю очередь, и очень часто правильный диагноз устанавливается уже на поздних сроках или заболевание вообще не диагностируется.
При проведении анализа определяется 52 показателя (аминокислоты и ацилкарниины)
В эпоху Нового времени с расцветом естественно-научной мысли особое внимание стало уделяться «животному электричеству». Пытливые умы были взбудоражены опытами Луиджи Гальвани, который заставил сокращаться лапку лягушки. Позже, с появлением «вольтова столба», всякий, считающий себя современным человеком и естествоиспытателем, проводил подобные эксперименты. Физические свойства мышечной ткани исследовались с помощью тока, и апофеозом «подобия Творцу» считался опыт, при котором импульс постоянного тока заставлял сокращаться мышцы трупа.
С развитием электротехники и появлением опытов Фарадея появилось новое оборудование, которое позволяло получать магнитные поля с помощью тока, и наоборот. Так, постепенно родилась идея использования не непосредственно электрического тока, а магнитного поля для воздействия на участки коры головного мозга. Ведь магнитное поле рождает электрический ток, а уже он вызывает различные процессы в организме. Именно с этой идеи родился метод, получивший название транскраниальная магнитотерапия. Что это такое, и как определяет его наука?
Определение
ТКМС, или транскраниальная магнитная стимуляция – это способ, применяющийся в научной и клинической практике, который позволяет без боли и наведения электрического тока на расстоянии стимулировать кору головного мозга магнитным полем, получая различные ответы на воздействие коротких импульсов магнитного поля. Этот метод применяется как для диагностики, так и для лечения некоторых видов заболеваний.
Суть методики и механизм действия
Прибор для электромагнитной стимуляции мозга основан на принципе возбуждения электромагнитной индукции. Известно свойство тока, проходя через катушку индуктивности, рождать магнитное поле. Если подобрать характеристики тока и катушки так, чтобы магнитное поле было сильным, а вихревые токи минимальными, то перед нами и будет аппарат ТКМС. Основная последовательность событий может быть такой:
Блок прибора генерирует импульсы высокоамплитудных токов, разряжая конденсатор, когда происходит замыкание высоковольтного сигнала. Конденсатор отличает большая сила тока и высокое напряжение – эти технические характеристики очень важны для получения сильных полей.
Эти токи направляются в ручной зонд, на котором расположен генератор магнитного поля – индуктор.
Зонд перемещается очень близко от кожи головы, поэтому порождаемое магнитное поле мощностью до 4 Тесла передается на кору головного мозга.
Современные индукторы имеют принудительное охлаждение, поскольку они все равно сильно нагреваются вследствие вихревых токов. Касаться тела пациента ими нельзя – можно получить ожог.
Четыре тесла – это очень внушительная величина. Достаточно сказать, что это превышает мощность высокопольного МРТ-томографа, которые дают по 3 Тл на большом кольце электромагнитов. Эта величина сравнима с данными больших дипольных магнитов Большого адронного коллайдера.
Стимуляция может проводиться в разных режимах – однофазном, двухфазном и так далее. Можно выбрать тип катушки индуктора, которые позволяют дать различно сфокусированное магнитное поле на различную глубину мозга.
В коре порождаются вторичные процессы – деполяризация мембран нейронов и генерация электрического импульса. Метод ТМС позволяет, перемещая индуктор, добиться стимуляции различных участков коры и получить разный ответ.
Транскраниальная магнитная стимуляция требует расшифровки результатов. Пациенту направляются серии различных импульсов, а результатом является выявление минимального порога моторного ответа, его амплитуда, время задержки (латентность) и прочие физиологические показатели.
Если врач воздействует на кору, то в результате могут сокращаться мышцы туловища согласно «двигательному гомункулусу», то есть в соответствии с корковым представительством мышц моторной зоны. Это и есть МВП, или моторные вызванные потенциалы.
Если при этом на нужную мышцу наложить датчики и провести электронейромиографию, то можно «прозвонить» нервную ткань с учетом характеристики наведенного импульса.
Показания к процедуре
Кроме функции исследования, «искусственный» импульс, созданный нейронами, может оказывать лечебное действие при мышечных заболеваниях. У детей с ДЦП процедура ТКМС стимулирует развитие мышц, оказывает положительный эффект при спастичности. Транскраниальная магнитная стимуляция применяется для диагностики и лечения следующих заболеваний:
- рассеянного склероза и других демиелинизирующих заболеваний;
- церебрального атеросклероза, диффузных сосудистых поражений головного мозга;
- последствий ранений и травм головного и спинного мозга;
- радикулопатий, миелопатий, поражения черепно-мозговых нервов (паралич Белла);
- болезни Паркинсона и вторичного паркинсонизма;
- различных деменций (Альцгеймера).
Кроме этого, метод транскраниальной магнитной стимуляции может помочь при диагностике речевых нарушений, при проблемах, связанных с нейрогенным мочевым пузырем, при ангиоцефалгиях (мигрени) и при эпилепсии.
Накоплен солидный опыт (в основном зарубежный), когда эта методика применяется при депрессии, аффективных состояниях и неврозах. Помогает ТКМС и при обсессивно-компульсивных состояниях (навязчивом неврозе). Ее курсовое применение способствует ликвидации психотической симптоматики при обострениях шизофрении, а также при различных галлюцинациях.
Но такой метод, который использует сильные магнитные поля, не может не иметь противопоказаний.
Противопоказания
Несмотря на то, что ТКМС – неинвазивная методика, ее эффектором являются сильные магнитные поля. Нужно помнить, что, в отличие от МРТ, где человеческое тело целиком подвергается воздействию мощного магнитного поля, транскраниальная магнитотерапия генерирует его на расстоянии в несколько сантиметров. Есть ряд серьезных и даже абсолютных противопоказаний к ее проведению, например, ферромагнитные материалы внутри черепа (имплантаты), или слуховые аппараты. Кардиостимулятор также является противопоказанием, но теоретическим, поскольку лишь случайно может оказаться в зоне действия магнитного поля.
В настоящее время появились приборы для глубокой стимуляции мозга, например, при болезни Паркинсона. В данном случае проведение процедуры также противопоказано.
К клиническим противопоказаниям относятся:
- очаговые образования центральной нервной системы, которые могут вызвать эпиприпадок;
- назначение средств, которые могут повысить возбудимость коры головного мозга (и получить синхронный разряд);
- черепно-мозговая травма с длительной потерей сознания;
- анамнестически – припадок или эпилепсия, эпиактивность на энцефалограмме;
- повышенное внутричерепное давление.
Как видно из вышеизложенного, основная опасность – получить синхронный полушарный или тотальный очаг возбуждения нейронов коры, или эпилептический припадок.
О побочных эффектах
Наивно было бы думать, что такое серьезное воздействие, как вторичная индукция нейронного потенциала действия сильным магнитным полем, может протекать без всяких побочных эффектов. К числу наболее часто возникающих состояний относят:
- дискомфорт в желудке и тошнота;
- страх при неожиданных сокращениях мышц;
- покраснение кожных покровов;
- временная потеря речи (при стимуляции зоны Брока), часто сопровождается насильственным смехом;
- боли в мышцах головы и лица;
- головокружение и усталость;
- временная потеря слуха.
Также аппарат применяют крайне осторожно при работе с детьми. Стимулируя моторные акты ребенка, трудно ожидать от него полного контроля и расслабления. Есть опасность, что при случайном проведении зонда с катушкой около сердца аппарат может вызвать нарушение ритма сердца. Обычно магнитное поле вызывает экстрасистолию, и помощи не требуется. Но у пациентов с мерцательной аритмией, при тиреотоксикозе это может привести к ухудшению состояния.
У нашего малыша приступы начались в 2,5 месяца, но ничего не предвещало их начало. Беременность и роды прошли хорошо, наследственности никакой нет. Поэтому для нас стало очень важно найти причину эпилепсии нашего малыша, что бы понять, как скорректировать лечение и можно ли нам еще планировать детей.
Прежде всего в срочном порядке, если это только что случилось с вашим ребенком и вы не знаете причину приступов, вам необходимо сдать:
1) Кровь на «ТМС» (Тандемная масс-спектрометрия (спектр ацилкарнитинов, аминокислот)). Имейте в виду, что сдается капиллярная кровь на специальном бланке.
2) Мочу дневную и утреннюю на «Газовую хроматографию образцов мочи (органические ацидурии)»
Если у вашего ребенка что то из списка наследственных болезней обмена, то чем быстрее вы это выясните, тем быстрее сможете начинать специальное лечение и шансов, что ребенок будет нормально развиваться будет больше. Время здесь против вас.
Мы сдавали эти анализы в (в народе, просто «центр на Москваречье, д.1»). Сайт К сожалению, кровь на ТМС там делают около 14 дней. Поэтому для скорости, мы сдали кровь на ТМС еще и в МЦ «Геномед»
. Так у вас есть шанс получить результаты быстрее, ну и сравнить из когда получите оба заключения.
Если приступы у вашего ребенка начались в неонатальном периоде, то есть смысл сдать кровь на «Панель "НБО c началом в неонатальный период" (аминокислоты, ацилкарнитины, органические кислоты мочи, очень длинноцепочечные жирные кислоты, изофокусирование трансферинов)» в Медико-генетическом научном центре (в народе, просто «центр на Москваречье, д.1»).
3) Анализ «Скрининг-тесты на ЛБН
в Медико-генетическом научном центре
(в народе, просто «центр на Москваречье, д.1»). Это определение активности лизосомных ферментов в пятнах высушенной крови:β-D-глюкозидаза, a-D-глюкозидаза, a-L-идуронидаза,сфингомиелиназа, галактоцереброзидаза, а-галактозидаза)»Так же когда мы привезли высушенные капли капиллярной крови для анализа ТМС, мы попросили на этих же каплях крови сделать еще на всякий случай, раз можно одну и ту же кровь использовать для двух анализов. Это мы так же сделали в Медико-генетическом научном центре (в народе, просто «центр на Москваречье, д.1»).
4) Анализ «Активность биотинидазы»
в Медико-генетическом научном центре
(в народе, просто «центр на Москваречье, д.1»). Как нам объяснили, этот параметр есть в перечне анализа «кровь на ТМС», но иногда во время общего анализа показывает норму, а если пересдать на конкретно биотинидазу, то может показать отклонение. Делается 1-2 недели.
5) Анализ Панель "Наследственные эпилепсии " в МЦ «Геномед» (стоимость 33 000 руб). Делайте сразу, т.к. делают ее по сути 4-5 календарных месяцев. А время не ждет. Там собраны все поломки в генах, которые могут вызывать эпилепсию. Если же найдут поломку в гене, то есть шанс узнать о том как проходит лечение у детей с такой же поломкой в гене. После анализа обязательно запишитесь на консультацию, лучше к .
По генетике есть центры в Германии и США . Можете списаться с ними.
6) Анализ «Хромосомный микроматречный анализ расширенный » в МЦ «Геномед» (стоимость 30 000 руб). Это на подобие кариотипа, только тщательнее. Ищут поломку в хромосомах, которая может вызывать отклонения в развитии. Делают 14-30 дней.
7) Центр орфанных и других редких заболеваний
у детей при Морозовской больнице
. Мы еще там не были, но планируем к ним сходить со всеми анализами, что бы они нам подсказали, какие еще можно сдать анализы для поиска причины эпилепсии у нашего малыша. Дополним информацию после посещения.
8) Михайлова С.В.-
зав.отделением медицинской генетики при РДКБ Все ваши анализы можно выслать на электронную почту, в теме указать для Михайловой С.В. . Ей передадут ваши анализы и в течение нескольких дней вам пришлют протокол заседания, в котором укажут, какие анализы вам еще можно сделать и к кому рекомендуют обратиться.
9) Захарова Е.Ю
- зав. Лабораторией наследственных болезней обмена при Медико-генетическом научном центре (Москворечье,1). Вы так же можете выслать письмо на эл.адрес (в теме указать для Захаровой Е.Ю.), с описанием течения болезни, с вашими анализами и попросить посоветовать, какие еще анализы можно сдать.
10) Харьковский специализированный медико-генетический центр (ХСМГЦ) под руководством д.м.н. Гречаниной Юлии Борисовны. На форуме «Дети ангелы» есть целая тема про этот институт, в который поездом можно выслать мочу для анализа. Вы присылаете вашу историю болезни, все анализы, заключения на электронную почту, высылаете мочу поездом и вам дают рекомендации специалисты центра.
В течение многих лет скрининг в основном выполняли тестами , специфичными для каждого отдельного заболевания. Например, скрининг ФКУ был основан на микробиологической или химической оценке повышения фенилаланина.
Эта ситуация полностью изменилась за последнее десятилетие с появлением технологии тандемной масс-спектрометрии (ТМС). Анализ тандемной масс-спектрометрией (ТМС) может не только точно и быстро выявить повышенный фенилаланин в пятне крови у новорожденного с меньшим числом ложноположительных ответов по сравнению со старыми методами, но также одновременно позволяет обнаружить несколько десятков других биохимических нарушений.
Некоторые из них уже скринировали индивидуальными тестами . Например, многие государства использовали специфические тесты для выявления повышения метионина, чтобы обнаруживать Тандемный масс-спектрометрия (ТМС) оказалась также надежным методом не-онатального скрининга некоторых заболеваний, соответствующих критериям скрининга, но не имевших ранее надежного теста.
Например, недостаточность MCAD - заболевание окисления жирных кислот, обычно бессимптомное, но обнаруживаемое клинически, когда у пациента повышается катаболизм. Обнаружение недостаточности MCAD при рождении может оказаться жизненно важным, поскольку больные дети имеют очень высокий риск жизнеугрожающей гипогликемии в раннем детстве при катаболических состояниях, вызванных интер-куррентными заболеваниями, например вирусной инфекцией.
Почти четверть детей с недиагностированной недостаточностью MCAD умирают при первом же эпизоде . При правильном лечении метаболическое расстройство может быть купировано. При недостаточности MCAD первичная цель скрининга - предупреждение родителей и врачей о риске метаболической декомпенсации, так как дети между приступами практически здоровы и не нуждаются в ежедневном лечении, кроме исключения длительного голодания.
Тем не менее использование тандемной масс-спектрометрии (ТМС) для неонатального скрининга остается под вопросом. Помимо обеспечения быстрого тестирования многих нарушений, неонатальный скрининг при которых уже делается или может быть оправдан, тандемная масс-спектрометрия (ТМС) также выявляет новорожденных с врожденными ошибками метаболизма типа метилмалоновой ацидемии, обычно не входящих в программы скрининга из-за их редкости и трудности обеспечения окончательной терапией, предохраняющей от прогрессирующего неврологического ухудшения.
Заболевания, выявляемые при тандемной масс-спектрометрии
I. Аминоацидемии
:
- ФКУ
- Болезнь мочи с запахом кленового сиропа
- Гомоцистинурия
- Цитруллинемия
- Аргининоянтарная ацидурия
- Тирозинемия I типа
II. Органические ацидемии
:
- Пропионовая ацидемия
- Метилмалоновая ацидемия
- Изовалериановая ацидемия
- Изолированная 3-метил-кротонил-глицинемия
- Глутаровая ацидемия (тип I)
- Недостаточность митохондриальной ацетоацетил-коА-тиолазы
- Гидроксиметилглутаровая ацидемия
- Недостаточность множества коА-карбоксилаз
III. Нарушения окисления жирных кислот
:
- Недостаточность SCAD
- Недостаточность гидрокси-SCAD
- Недостаточность MCAD
- Недостаточность VLCAD
- Недостаточность LCAD и недостаточность трифункционального белка
- Глутаровая ацидемия II типа
- Недостаточность карнитин-пальмитоилтрансферазы II
Тандемная масс-спектрометрия (ТМС) также может идентифицировать аномальные метаболиты с неопределенным значением для здоровья. Например, недостаточность SCAD - другое заболевание окисления жирных кислот, чаще всего бессимптомное, хотя некоторые пациенты могут иметь трудности, связанные с эпизодической гипогликемией. Таким образом, прогностическая ценность положительного результата анализа тандемной масс-спектрометрии (ТМС) для симптоматической SCAD, вероятно, будет очень низкой.
Перевешивает ли преимущество обнаружения недостаточности SCAD отрицательное влияние теста, вызывающее неоправданное беспокойство родителей, для большинства новорожденных с положительным результатом теста, так никогда и не проявивших клинических симптомов? Таким образом, не каждое заболевание, обнаруживаемое методом тандемной масс-спектрометрии (ТМС), соответствует критериям для неонатального скрининга.
Именно поэтому некоторые эксперты в системе здравоохранения доказывают, что родителям и врачам нужно сообщать только об отклонениях в метаболитах с доказанной клинической пользой. Другие отстаивают использование всей информации, предоставляемой тандемной масс-спектрометрией (ТМС), и предлагают сообщать родителям и врачам обо всех аномальных метаболитах, независимо от того, насколько хорошо заболевание соответствует стандартным критериям неонатального скрининга. В дальнейшем можно тщательно наблюдать за пациентами с аномалиями неизвестного значения. По всем этим причинам использование тандемной масс-спектрометрии (ТМС) для скрининга новорожденных и остается предметом дискуссии.
Для популяционного скрининга в дородовом периоде обычно используют два теста: хромосомный анализ у женщин старшего возраста и АФП сыворотки крови матери или тройной тест на ДНТ и хромосомные анеуплоидии.
Если беременность подвергается риску из-за ин-вазивной процедуры пренатальной диагностики хромосомной анеуплоидии вследствие возраста матери, также следует предложить дополнительное обследование, например определение уровня АФП в амниотической жидкости, полногеномную сравнительную гибридизацию для поиска опасных субмикроскопических делеций, скрининг мутаций муковисцидоза и других частых заболеваний.
