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维生素D检测新姿势:LC-MS/MS了解一下?

创作时间:
2025-01-22 00:47:25
作者:
@小白创作中心

维生素D检测新姿势:LC-MS/MS了解一下?

维生素D对人体健康至关重要,而25-羟基维生素D检测则是评估维生素D水平的有效手段。其中,LC-MS/MS作为一种高精度的检测方法,因其高灵敏度和特异性备受推崇。通过这种先进的检测方法,不仅可以精确测量维生素D的总浓度,还能分别测定25-羟基维生素D2和25-羟基维生素D3的具体数值,为个性化健康管理提供了有力支持。快来了解这项前沿技术吧!

01

维生素D检测的重要性

维生素D是人体必需的一种具有多种功能的脂溶性维生素,除发挥调节钙磷代谢、维持骨健康的功能外,还参与组织细胞的分化、增值和免疫调节。维生素D缺乏已经成为全球性的公共健康问题。

内源性维生素D由自身合成,约占90%,是人体皮肤微血管中的7-脱氢胆固醇经阳光中的紫外线照射后产生没有活性的维生素D3,即胆骨化醇。外源性维生素D来源于菇类与植物性食物(VD2),即麦角钙化醇。上述VD与血浆中维生素D结合蛋白结合,并转运到肝脏,两者经羟基化成为维生素D,即25-羟基维生素D。25(OH)D在循环中较稳定,是评价维生素 D 水平的最佳指标。

通常血清25(OH)D水平≥ 20 μg/L提示维生素D充足,25(OH)D< 12 μg/L表示维生素D缺乏,25(OH)D水平处于12~20 μg/L表示维生素D不足,25(OH)D > 224 μg/L提示维生素D中毒。

VD缺乏不仅能引起体内钙磷代谢障碍,而且也能引起佝偻病和软骨病以及骨质疏松性骨折。VD与2型糖尿病发生率增加有关,VD缺乏是T2DM患病的潜在危险因素,且VD水平与胰岛素敏感性及胰岛β细胞功能独立相关。血清VD浓度较高者,空腹及2h血糖均较低。

VD缺乏与心血管疾病的发生有关系,在一般人群中,低VD水平与冠状动脉疾病、心肌梗死、心力衰竭、卒中、心血管病死率、全因病死率相关,是心血管疾病的独立危险因素。

VD通过下调一些促炎性细胞因子的合成,如肿瘤坏死因子-α、IL-1β、IL-6、IL-8、IL-23、干扰素-γ等影响机体固有免疫;并可通过活化T细胞及促进T细胞转化维持自身免疫耐受,通过刺激细胞因子生成进而促进B细胞分泌抗体、抑制抗原递呈的作用等,从而激活免疫反应影响自身免疫疾病的发展。

VD在预防肿瘤方面可能发挥重大的作用,25(OH)D3可促进细胞分化并抑制肿瘤细胞增殖,且具有抗炎、促凋亡、抑制血管生成的作用,低血清 25(OH)D与结直肠癌、乳腺癌、胰腺癌和前列腺癌关系密切。

VD的检测适用于广大人群,应作为常规体检项目,为广大人群服务,让更多的人能够检测自己体内的VD含量,及时补充,减少病痛折磨。

02

LC-MS/MS技术的优势

液相色谱串联质谱法(LC-MS/MS)具有分析速度快、灵敏度高、准确度高、特异性强、多指标同时分析等优势,且仅需微量的样本,最大程度上规避了传统检测方法的诸多问题与不足,其根据分子量进行区分检测,可以一次性分别检测出25-羟基维生素D2和25-羟基维生素D3的浓度。

液相色谱串联质谱技术(LC-MS/MS)是利用色谱的分离技术和质谱的特异性检测技术,确定物质组成及含量的重要技术。作为临床检验领域的新兴技术,具有测定特异性强、灵敏度高,可同时测定多种化合物,并且可弥补目前常规生化免疫方法无法测定的项目,在国外已有较为成熟的应用,其主要组成包括两大块,一部分是液相色谱系统,另一部分是质谱系统。

色谱分离技术是根据待测物中各物质在固定相和流动相间分配系数的差别,对混合物进行分离的物理化学方法。按流动相和固定相的物理状态,色谱系统可分为气相色谱法、液相色谱法和超临界流体色谱法。目前临床检验领域与质谱联合最为常用的是液相色谱系统。液相色谱系统以液体为流动相,根据其对压力承受能力的不同又分为高压液相色谱以及超高压液相色谱。液相色谱仪主要分为高压输液系统、进样系统、分离系统、检测系统和数据处理系统。色谱柱是分离系统的核心部件,也是实现待测物分离的最主要部分,进行色谱分离要考虑色谱柱的填料类型、柱内径、柱长度,这些是影响色谱分离效果的主要成分。此外,液相色谱系统的检测器可以是紫外吸收检测器,也可以是荧光检测器、电化学检测器等。而在LC-MS/MS系统中不包含上述检测器,LC-MS/MS系统的检测器在质谱系统部分。

质谱检测技术是一种测量带电粒子质荷比的分析技术。质谱仪主要包括离子源、质量分析器、检测器和真空系统,根据不同的电离形式离子源又分为电子电离源、化学电离源、电喷雾电离源、大气压化学电离源、大气压光致电离、快原子轰击电离源、基质辅助激光解析电离源以及电感耦合等离子体。质量分析器是质谱仪组成的核心部件,其作用是将带电离子根据其质荷比大小加以分离,以区分各种离子的质量数和丰度。目前用到的质量分析器有四极杆质量分析器、飞行时间质量分析器、离子阱质量分析器、离子回旋共振质量分析器、静电场轨道质量分析器、电磁扇形质量分析器等。

不同的质谱仪类型均有其应用上的优缺点以及适用的研究领域,在临床实验室常规检测中,最常使用的是基质辅助激光解析电离飞行时间质谱仪(MALDI-TOF)、电喷雾电离源或大气压化学电离源电离的三重四极杆质谱仪或离子阱质谱仪(MS/MS),以及电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)。MALDI-TOF主要用于微生物鉴定以及组学分析中,ICP-MS则主要用于无机元素的测定,MS/MS常与液相色谱系统联合(LC-MS/MS)用于需进行准确定量的项目如激素、氨基酸等定量检测。

LC-MS/MS是当代最重要的定性和定量技术之一,其结合了液相色谱的高分离能力和质谱的高灵敏度和高特异性特点,相比传统的免疫学技术及单纯的色谱技术,在特异性、灵敏度及多组分同时检测上具有明显的优势。LC-MS/MS可应用于复杂基质中多种化合物的分析测定,在遗传代谢病、类固醇激素、营养元素、蛋白质多肽、治疗药物检测方面有不可替代的作用。

03

为什么需要分别检测D2和D3

维生素D为脂溶性类固醇衍生物家族成员中重要的成员是维生素D2和维生素D3。人体维生素D主要来源于人体皮肤中的脱氢胆固醇通过阳光中的紫外线照射转化而来的维生素D3;另一种来源是植物性食物摄入的维生素D2,如蘑菇、野生海鱼、花生、豆类等。两者通过肝脏代谢后会形成25羟D2和D3,其中D3是血液中维生素D的主要存在形式。

维生素D2和维生素D3结构相似,代谢产物相似。维生素D3的主要活性代谢产物是1,25-二羟维生素D3(骨化三醇),维生素D2的主要活性代谢产物为1,25-二羟维生素D2(骨化二醇)。多项研究表明,骨化三醇或骨化二醇在促进小肠吸收钙和调节骨钙代谢方面的作用没有差异。

维生素D2和维生素D3活性和疗效存在差异,分开检测可精准评估疗效。总的维生素D达到正常指标不等于维生素D3达到正常指标,维生素D2的效力比D3低,且维生素D2的半衰期比维生素D3要短。维生素D2含量过高会降低维生素D3在体内含量。维生素D2含量过高而维生素D3含量过低不利于总维生素D水平的长期维持。因此分别检测维生素D2和维生素D3并对二者活性和功能单独进行评价,是正确评估维生素D水平和维生素D补充疗法疗效的必然选择。

04

临床应用和意义

LC-MS/MS技术因其特异性、灵敏性、高通量等因素在内分泌领域正发挥着越来越重要的作用。LC-MS/MS可用于脂溶性维生素A、D、E以及水溶性维生素 B1、B2、B6、B9、B12等的测定。且其在25羟基维生素D(25-hydroxyvitamin D,25-OH-D)的测定中比免疫方法优势巨大,免疫方法测定25-OH-D常会受到3-epi差向异构体以及类似物的干扰,且不能够区分测定25-OH-D2和25-OH-D3这两种在体内都可能存在的维生素D形式,而LC-MS/MS方法由于其特异性高,可区分测定 25-OH-D2和 25-OH-D3,不受3-epi异构体影响等优点被广泛应用于临床检测。此外,LC-MS/MS可用于含量极低的维生素D活性产物1,25 二羟维生素 D(1,25-dihydroxyvitamin D,1,25-(OH)2-D)的检测,也可以用于对维生素D其他代谢物如24,25二羟维生素D(24,25-dihydroxy vitamin D,24,25-(OH)2-D)的检测。检测 24,25-(OH)2-D及其与25-OH-D的比例可用于筛查因CYP24A1突变导致的特发性高钙血症。北京协和医院检验科在2018年建立并发表了LC-MS/MS检测24,25-(OH)2-D的方法。LC-MS/MS技术可以同时准确定量数十种氨基酸和脂肪酸,为此类项目相关的临床研究提供了可靠的方法。

目前,LC-MS/MS技术在维生素D检测中的具体应用,说明其在个性化健康管理中的价值。提供实际案例或数据支持。

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