认识类固醇激素
类固醇激素是由胆固醇经一系列酶催化代谢产生的一类脂溶性小分子激素,结构上都是环戊烷多氢菲衍生物,又称类甾类激素。根据功能性质,一般将其分为肾上腺皮质激素和性激素两大类。类固醇激素通过内分泌系统调节人体新陈代谢,同时对生长、发育、生殖及维持人体内环境稳定等方面起着重要的调节作用。
类固醇激素在人体内的浓度都很小,一般是ng/ml 到pg/ml的数量级,而且与年龄、性别、生理周期、昼夜变化等都有很大的关系。因此类固醇激素对检测方法的检测限及灵敏度和特异性有极高的要求。
Johannes M.W. et al, The role of liquid chromatography–tandem mass spectrometry in the clinical Laboratory, Journal of Chromatography ,2012.
类固醇激素检测:串联质谱法VS.传统免疫法
传统方法
1. 准确度低:许多激素具有相似的化学结构,因此对方法的选择性(或者特异性)要求高;免疫法测定由于交叉反应影响诊断的准确性。
美国病理学家协会(CAP)向1100家临床实验室分发3种不同浓度的睾酮样本以评估不同免疫学方法,研究结果显示实验室间用相同免疫学方法检测样本1(代表女性和儿童患者)变异系数(CV)为13%-32%,差异达2-6倍;样本2(代表性腺功能减退男性患者)最高检测值与最低检测值相差32 ng/mL。
该情况导致在利用免疫法检测女性、儿童及雄性激素分泌障碍的男性患者样本时,其结果的可信度很低,几乎没有任何临床价值。
2. 灵敏度低(检测限高):儿童、男性、绝经及芳香酶抑制剂治疗的妇女体内雌二醇水平很低;性腺功能减退的男性、女性和儿童体内浓度睾酮水平很低,直接免疫法检测限值无法满足这些样本的准确检测。
3. 低通量:在相关内分泌疾病的筛查工作中,往往需要同时关注相关代谢通路上的多种类固醇激素,以系统的了解人体的激素代谢状态,判断相关通路上的各代谢物或相关酶的活性。而传统免疫检测方法的抗原-抗体结合的工作原理使得免疫方法一般一次分析只能检测一种或一类物质,从而在检测通量上存在较大的局限性。
比如先天性肾上腺皮质增生症(CAH)的诊断,可能需要同时检测17-羟孕酮、11-脱氧皮质醇、雄烯二酮、皮质醇等一系列的激素,才能对CAH代谢障碍的具体类型准确区分。
Soldin SJ , Solidin OP. Steroid hormone analysis by tandem mass spectrometry ,Clin Chem ,2009.
串联质谱法
随着液相色谱串联质谱(LC-MS/MS)技术的发展,其逐渐成为国内外临床研究的热点。内分泌领域涉及有关质谱检测方法的文献每年增加超过100篇,并且已逐渐由科研应用转型供临床内分泌诊疗应用。
1. 早在2003年,Clinical Chemistry就刊登社论指出:与其用免疫学方法评估女性体内的睾酮水平,不如猜测来得更准确、更快捷、且对患者无创伤。传统免疫法检测类固醇激素的临床应用受到质疑。
同一时期有研究对10种免疫学方法与质谱法进行比较,结果发现不仅免疫学方法之间结果差异较大,且睾酮浓度低于10 nmol/L时,免疫学方法与质谱法结果差异有统计学意义。
另外一方面,对于睾酮的测定,LC-MS方法的检测下限可达2.5 ng/ml ,同时保持良好的室内、室间的稳定性(CV值<2%)。
2. 在正常男性血浆中的雌酮和雌二醇浓度分别是<68 pg/ml 和 <43 pg/ml,免疫法检测经常会出现假阳性的结果,但是LC-MS/MS法检测雌酮和雌二醇的检测限可以达到5pg/ml,极大程度的避免了假阳性误差。
2007年的一篇研究,监测了乳腺癌患者使用芳香酶抑制剂治疗后体内雌二醇水平,结果显示质谱法检测限值显著低于免疫学方法,且检测结果的稳定性明显高于免疫学方法。
国际认可
2013年美国内分泌学会在临床内分泌与代谢杂志(Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism)发表声明,宣布2015年开始将只接受由质谱方法检测的研究结果。同时该杂志主编发表社论要求以后投稿的有关性激素的研究论文必须是基于质谱检测的数据,这样才能获得可靠的结果。
方法学对比
激素特点
免疫法
质谱法
某些激素低至pg/ml
低分子量物质检测范围窄
灵敏度高,低值结果稳定
激素结合蛋白
受蛋白结合干扰
预处理去除蛋白
结构相似干扰物
交叉反应
特异性高
系列前体和代谢物
建立新目标化合物的检测方法相对困难
相对开发简单,可实现多物质同时检测
结语
相比于传统的免疫法检测,液相色谱串联质谱分析法具有低检测限和高灵敏度及高特异性的优势,一次进样同时定量检测多种类固醇激素,最大程度上规避了传统检测方法的诸多问题与不足。因此LC-MS/MS是类固醇激素检测最佳选择。
参考文献
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