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我科学家研发B族维生素精准检测方法 叶酸怎么补?测一测就知道

作者:记者晋浩天 通讯员张弛 发布时间:2022-05-19 09:07:44 来源:光明日报 字体:   |    |  

  一直以来,孕前女性该补多少叶酸,如何做到叶酸的快速精准检测,临床医学都很难给出一个精确的答案。

  如今,西湖大学生命科学学院独立实验室负责人施红军成功研发出红细胞B族维生素精准质谱检测技术,在国际上首次实现了红细胞B族维生素综合代谢能力的精准质谱检测。运用这种新型检测技术,医生能够准确了解备孕女性体内的叶酸水平,进而实现精准用药。

临床医生的困惑

叶酸究竟该补多少

  施红军介绍,B族维生素是人体不可或缺的水溶性营养元素,这种维生素的缺乏与出生缺陷、反复流产、妊娠期高血压、子痫前期等相关,其中,叶酸是B族维生素的一种。相关科学研究表明,怀孕前增补叶酸能降低神经管缺陷、先天性心脏病等出生缺陷的风险。因此,增补叶酸作为预防出生缺陷的重要方法被各国专业组织写入指南。

  日常生活中,叶酸广泛存在于动植物类食品中,尤其在绿叶蔬菜中含量较多。但天然叶酸极不稳定,人体真正能从食物中获得的叶酸并不多,并且人体不能自己合成叶酸,只能依赖摄入补充。根据大样本数据统计,目前建议孕前女性的摄入量是0.4-0.8mg/天。

  但这个数值是否适用于所有人?遗传因素不同,饮食习惯不同,生活方式不同,都会影响每个人体内的叶酸水平。摄入相同剂量的叶酸,是否会导致有些人用药过量,而有些人补充不足?

  而叶酸的快速精准检测,同样是临床上的一个“难题”。叶酸临床检测主要分为血清检测和红细胞检测两种。尽管血清检测技术比较成熟,但它主要反映的是近期叶酸摄入量,很容易受到饮食的影响,波动性较大。

  相对血清叶酸,红细胞叶酸反映了体内叶酸长期存储水平,被公认为更好的叶酸指标。但与游离态的血清叶酸不同,细胞内的叶酸需要经过细胞纯化和裂解,叶酸多谷氨酸态的水解,以及抗氧化保护等多个步骤,技术难点较大。

  此前,微生物法被临床营养学界公认为红细胞叶酸检测的金标准,但微生物法的主要缺点是检测耗时长,对无菌操作要求高,不利于推广到临床。

科学家的发现

用“质荷比”快速寻找叶酸

  施红军的研究方向是先天性心脏病致病机理。因此,他在很多妇产医院医生交流过程中发现,不少医生都对“叶酸补充剂量”这个问题有困惑。而叶酸、烟酸之类的B族维生素,又与先心病的产生有千丝万缕的关系。

  “从理论上来说,我们应该可以找到更好的方法”,施红军决心着手设计实验,解决医生们当下的难题。

  “每一个小分子都有一个特定的质荷比,知道了质量和电荷的比重,就可以知道这是什么物质”,施红军说。研究团队创新性地将质谱检测技术运用到分离后的红细胞叶酸检测。“B族维生素在人体内有不同形态,而质谱设备可以清晰地分辨出不同形态的B族维生素的质荷比,从而精准地测量出体内含量。”

  施红军指出,不同B组维生素辅酶小分子结构不同,理化性质也不同,在提取方法上如何做到相容是一个最大的难题。最终,他们成功开发出一种全新的红细胞B族维生素的稳定提取方法,实现在30分钟内将红细胞中B2、B3(烟酸)、B6和叶酸同步提取、同步检测。“目前,我们已完成了来自全国各地的上万例样本的完全叶酸功能检测CFT,检测结果可溯源至WHO全血叶酸国际质控标准95/528,进一步证实了该方法的准确性。”

  通过样本分析,研究团队发现,中国孕妇的叶酸平均水平与美国在强制添加叶酸之前的水平(650nmol/L左右)相当,但与他们目前的水平相去甚远(1150nmol/L)。施红军说:“2017年出台的国民营养计划里写到,要把育龄女性的叶酸缺乏率降到5%以下,但根据我们的检测结果显示,现在10%~30%的中国孕妇叶酸缺乏,并且叶酸缺乏率从南方,到北方,再到西部地区呈现逐渐递增趋势。”

  对正在备孕的准妈妈而言,现在她们只需到医院抽一管血,就可以得到一份最可信赖的叶酸水平的检测报告,医生可以据此提供个性化的用药指导。

科学家的计划

先心病基因检测

  下一步,B族维生素中的烟酸,也被施红军列入了检测开发之列。在他们过去的一项研究中发现,烟酸的缺乏也会导致包括先天性心脏病在内的多器官出生缺陷。“目前我们的实验还停留在小鼠模型上,需要与更多医院合作,进一步验证此前的猜想。”

  施红军的最终目标是围绕出生缺陷、肿瘤、心脑血管疾病、遗传代谢性疾病等复杂疾病,开发一系列创新分子诊断技术,用于个体化诊断和精准用药指导等临床服务,比如先天性心脏病的基因检测。

  先天性心脏病发病率高达1%,也就是说,每100个新生儿中就有一个患有先天性心脏病。而致病原因十分复杂,目前我们只能得知其中20%的病因,剩下的80%仍是一个未解之谜。

  从2018年至今,施红军团队已经发现了几组基因的同时突变会导致先天性心脏病,为先心病的多基因病因学提供了前所未有的证据。“如果这些发现可以应用到临床上,就能为出生缺陷的预防和早期分子诊断提供有效的手段。”

  (本报记者 晋浩天 本报通讯员 张 弛)

 

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