Screening neonatal ampliado: una realidad alcanzada

Carmen Delgado PecellínHospital Universitario Virgen del Rocio

(Sevilla)

Cribado neonatal : Conjunto de actuaciones encaminadas a

la detección sistemática de enfermedades congénitas del

metabolismo en edad neonatal

POBLACION NORMAL

INDIVIDUOS ALTO RIESGO

PREVENCIÓN SECUNDARIA

INTRODUCCIÓN

Enfermedades metabólicas hereditarias (EMH) : Alteraciones bioquímicas

de origen genético causadas por un defecto específi co en la estructura

y función de una proteína.

INTRODUCCIÓN

Se han identificado más de 500 EMH diferentes

Son enfermedades raras < 5 cada 10.000

Online Mendelian Inheritance in Man (OMIM):http://www3.ncbi.nlm.nih.gov:80/omim

Los programas de Cribado Neonatal son programas de actuación dentro del campo de la Salud Pública y se encuentran bien implantados en los países desarrollados.

1968: I Programa Cribado Neonatal (Profesor Mayor-Zaragoza y Profesora M. Ugarte)

1978: Plan Nacional de Subnormalidad integrado dentro del Real Patronato de Educación y atención a Deficientes

1982: Programas de Detección Precoz de Alteraciones pasan a depender de C.C. Autónomas

2006: Consejo Interterritorial de Sanidad: Análisis de la situación de actividades de cribado neonatal y realiza propuestas de mejoras y optimización

INTRODUCCIÓN

CENTROS DE CRIBADO NEONATAL DE ESPA ÑA

17 COMUNIDADES

19 CENTROS C.N.

INTRODUCCIÓN

ENFERMEDAD COBERTURA R.N. ESPAÑA (%)

COMUNIDADES AUTÓNOMAS

Hipotiroidismo congénito

99,7 Todas

Hiperfenilalaninemia/Fenilcetonuria

99,7 Todas

Hiperplasia suprarrenal congénita

24,11 4

Fibrosis quística 30,77 5

Anemia falciforme/ otras hemoglobinopatías

21,67 3

Galactosemia, déficit biotinidasa

13,8 1

MS/MS 36,75 636,75 6

Programas de cribado establecidos en diferentes paí ses

Los programas de cribado neonatal necesitan una rev isión interna que debe orientarse hacia la equidad , eficiencia y salud pública .

EVOLUCIÓN DEL CRIBADO NEONATAL

Un test → una enfermedad

Un test → múltiples enfermedades PLATAFORMASMULTIPLEX

Conjunto de tecnologías que permiten identificar gran númeroanalitos a partir de un único proceso analítico

CRIBADO DE MULTIPES ENFERMEDADES DE FORMA SIMULTANEA

ESPECTROMETRÍA DE MASAS EN T ÁNDEM

- Técnica mide relación m/z de los componentes de una muestralos cuales se encuentran en fase gaseosa y han adquirido unacarga (+ o -)

VENTAJAS ESPECTROMETR ÍA MS/MS

INCONVENIENTES ESPECTROMETRÍA MS/MS

Inconvenientes

Ventajas

ANALITOS DETERMINADOS EN MS/MS

AMINOÁCIDOS

ACIL CARNTI NAS

ANALITOS MS/MS

DETERMINACIÓN DE AMINOÁCIDOS

Modo de “Perdida de neutros” (Neutral Loss Scan – NLS )

Q1Q2

Celda de colisión Q3

Scan Scan

m/z - 102

DETERMINACIÓN DE AMINOÁCIDOS

Fragmentación en celda de colisión (NLS)

DETERMINACIÓN DE AMINOÁCIDOS

Modo de “Multiple Reaction Monitoring” (MRM)

Precursor ion mass fixed

Product ion fixed producing a trace of intensity for this ion.

Fragmentationin the gas cell

(CAD)

Q1Q2

Celda de colisión Q3

SIM SIM

DETERMINACIÓN DE AMINOÁCIDOS

PATOLOGÍAS DETECTADAS EN MS/MS

AMINOACIDOS ENFERMEDAD

Fenilalanina Fenilcetonuria/

Hiperfenilalaninemia

Leucina/isoleucina MSUD

Tirosina Tirosinemia I, II y III

Citrulina Citrulinemia/ OTC/

Ac. Arginosucciníca

Metionina Hipermetioninemia/

Homocistinuria

Glicina Hiperglicinemia no cetósica

Arginina Argininemia

PKU

MSUD

DETERMINACIÓN DE ACILCARNITINAS

Modo de “Precursor Ion Scan” (PS)

m 1+

m 2+

m 1+

m 1+

Q1Q2

Celda de colision Q3

Scan SIM

m/z=85

DETERMINACIÓN DE ACILCARNITINAS

ANALITOS DETERMINADOS EN MS/MS

IVA

3MCC

BKT

MHBD

2-MBG

HMG

MMA

PA

IBDH

Acetoacetato Acetil-CoA

3-OH-3-metilglutaril-CoA

MGA

3-metilglutaconil-CoA

3-metilcrotonil-CoA

isovaleril-CoA

α-cetoisocaproato

LEUCINA ISOLEUCINA

2-metilacetoacetil-CoA

2-metil-3-OH-butiril-CoA

Tiglil-CoA

2-metilbutiril-CoA

2-ceto-3metilvalerato

Propionil-CoA

MetilmalonilCoA

VALINA

2-cetoisovalerato

Isobutiril-CoA

Metacrilil-CoA

3-OH-isobutiril-CoA

semialdehido metilmalónico

SuccinilCoA

C5C5

C4C4

C5C5--OHOH

C3C3

ACIDURIAS ORGANICAS

PATOLOGÍAS DETECTADAS EN MS/MS

AC ACIDURIAS ORGÁNICAS

C3 Acidemia Propiónica ( AP)

Ac. Metilmalónica ( AMM) (C4DC)

C4 Déficit de IsobutirilCoA Deshidrogenasa(IBDH)

C5 Acidemia Isovalérica ( IVA)

2 Metil-ButirilCoA Deshidrogenasa ( 2MGB)

C5DC Acidemia Glutárica tipo I ( GA I)

C5-OH Def. 3-Metilcrotonil-CoA Carboxilasa ( 3MCC)

Def 3-Metilglutaconil Hidratasa ( MGA)

Def. 2-Metil-3-OH-Butiril-CoA Deshidrogenasa(MHBD)

Def. 3-OH-3-Metilglutaril-CoA Liasa ( HMG) ����(C6DC)Def. β-Cetotiolasa ( BKT) ���� (C5:1)

Def. múltiple de carboxilasas

Membrana Plasmática

Membrana MitocondrialExterna

Membrana Mitocondrial Interna

Citoplasma

Matriz Mitocondrial

ETF

ETFHEnoil-Coa

3-hidroxiacil-CoA

3-cetoacil-CoA

Acetil-CoA

Ciclo de Krebs

CuerposCetónicos

Enoil-CoA hidratasa

3-hidroxiacil-CoAdeshidrogenasa

3-cetoacil-CoA tiolasa

AS

CT

AGCMAGCC

TC

Carnitina

Carnitina

Acidos grasosde cadena larga

Acil-CoA

Acilcarnitina

�AGCC: Acidos grasos cadena corta� AGCM: Acidos grasos cadena media� TC: Transportador Carnitina� AS: Acetil-CoA sintetasa� CPT 1: Carnitin Palmitoil transferasa I� CPT 2: Carnitin Palmitoil Transferasa II� CT: Carnitin/acilcarnitin translocasa

Acil-CoA deshidrogenasa

ENZIMAS

CPT 1

Acilcarnitinas

Acil-CoA

CPT 2

Carnitina

CT

ACIDOS GRASOS

PATOLOGÍAS DETECTADAS EN MS/MS

AC DEFECTOS TRANSPORTE

ACIDOS GRASOS

↓ C0 Deficiencia captación celular carnitina ( CUD)

↑ C0 Deficiencia carnitina-palmitoil transferasa Ia

(CPT Ia )↓ C16, C18,C18:1, C18:2

↓ C0 Deficiencia carnitina-palmitoil transferasa II

(CPT II )

Def. carnitina-acilcarnitina Translocasa(CACT )

↑ C14, C16, C18,C18:1, C18:2

PATOLOGÍAS DETECTADAS EN MS/MS

ACILCARNITNAS DEFECTOS β- OXIDACIÓN ÁCIDOS GRASOS

↑ C4 Deficiencia Acil-CoA DH cadena corta (SCAD)

↑ C6, C8, C10, C10:1 Deficiencia Acil-CoA DH cadena media (MCAD)

↑ C16OH, C18:1 OH,

C18:2 OH

Deficiencia Hidroxiacil-CoA DH cadena larga ( LCHAD)

Proteína Trifuncional ( TFP)

↑ C14, C14:1, C14:2, C16:1

Deficiencia Acil-CoA DH cadena muy larga ( VLCAD)

↑ C4, C5, C6, C8, C10

Deficiencia múltiple de AcilCoA DH ( MCD)

MCC

CLASIFICACIÓN DE ANALITOS EN MS/MS

Metabólicos: precursor/producto: PHE/TYRMetabólicos: precursor/producto: PHE/TYR

No metabólicos: alteración metabolismoAP: C3/C2CPTI: C0/C16+C18

No metabólicos: alteración metabolismoAP: C3/C2CPTI: C0/C16+C18

CLASIFICACIÓN DE ANALITOS EN MS/MS

Pruebas realizadas sobre la misma muestra de sangre

impregnada en papel en la que ha salido un resultado

positivo y a las que se le realiza una determinación m ás

específica para la enfermedad sospechada.

PRUEBAS DE SEGUNDO NIVEL

PRUEBAS DE SEGUNDO NIVEL

Pruebas realizadas sobre segundas muestras de sangre impregnada en papel, plasma u orina destinadas a la confirmación o descarte de una enfermedad o enfermedades sospechadas a raíz de un resultado positivo en el cribado neonatal.

PRUEBAS DE CONFIRMACIÓN

RESULTADOS CRIBADO NEONATAL MS/MS

Nº

NIÑ

OS

Total : 131.778 R.N.

RESULTADOS CRIBADO NEONATAL MS/MS

1MCC Mat

ENFERMEDADES NºPacientes

MCAD 6

Acidemia metilmalónica adquirida 1

Metilcrotonilglicinuria 5

Def. Múltiple de AcilCoA DH 1

Metilbutirilglicinuria 1

Hiperfenilalaninemia 7

PKU 4

Homocistinuria 1

SCAD 4

Déficit C0 1

Argininemia 1

Acidemia metilmalónica + homocistinuria 3

MSUD 1

TOTAL 37Incidencia global 1/3561 R.N.

RESULTADOS CRIBADO NEONATAL MS/MS

AMINOACIDOPATIAS

ALTERACION NºCASOS

INCIDENCIA

HPE 7 1:18825

PKU 6 1:21960

ARGININEMIA 1 1:131778

MSUD 1 1:131778

HOMOCISTINURIA 1 1:131778

TOTAL 16 1:8236

DEFECTOS ß-OXIDACION DE ACIDOS GRASOS

ALTERACION Nº CASOS INCIDENCIA

DEFICIT CO 1 1:131778

SCAD 4 1:32944

MCAD 6 1:21960

MDD 1 1:131778

TOTAL 121:10981

RESULTADOS CRIBADO NEONATAL MS/MS

ACIDURIAS ORGÁNICAS

ALTERACION Nº CASOS INCIDENCIA

AMM + HOMOCISTINURIA 3 1:43926

AMM ADQUIRIDA 1 1:131778

METILCROTONILGLICINURIA 5 1:26355

METILBUTIRILGLICINURIA 1 1:131778

TOTAL 10 1:13178

DEFECTOS ß-OXIDACIÓN

ACIDURIAS ORGÁNICAS

AMINOACIDOPATIAS

INCIDENCIA EMH

ESPAÑA PORTUGAL HOLANDA

1:8236 1:5856 1:4980

1:13178 1:13176 1:13532

1:10981 1:6324 1:13244

RESULTADOS CRIBADO NEONATAL MS/MS

Vilarinho L, Rocha H, Sousa C. Four years of expanded newborn screening in Portugar with tandem massSpectrometry. J Inherit Metab Dis. 2010 Feb 23 (on line)

Kasper DC, Ratschman R, Metz TF. The National Austian Screening Program- Eight years experience with mass spectrometry. Past, present, and future goals. Wien Klin Wochensch 2010. Oct 15 (on line)

RESULTADOS

DIFICULTADES CRIBADO NEONATAL MS/MS

‘Normal’ enferma

+2SD

FalsosNegativos

Falsospositivos

N d

e in

divi

duos

> p99 de población normal

< p5 de la población enferma

ESTABLECIMIENTO DE LOS PUNTOS DE CUT-OFF

www.region4genetics.org

FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN RESULTADOS

FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN RESULTADOS

- Enriquecidas con triglicéridos de cadena media → niños de bajo peso ,

proveen nutrientes absorben fácilmente y generan ca lorías.

TG DE 6, 8, 10, 12 C

- Nutrición parenteral: ↑ metionina, fenilalanina, valina, leucina/isoleucina y arginina

↓ C0

FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN RESULTADOS

-Ácido valproico : glicina, octanoilcarnitina, ác. DC

- Antibióticos (ampicilina, cefotaxima…): - C5- C 14:1- C 16:1 OH

FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN RESULTADOS

-Existen madres asintomáticas con desórdenes metabólicos

- Déficit primario de carnitina

- Metilcrotonilglicinuria

- Aciduria 3- metilglutacónica

- Aciduria glutárica tipo I

- Acidemia metilmalónica adquirida

FACTORES EXTERNOS QUE AFECTAN RESULTADOS

- Exposición al calor

- Exposición a la humedad

CONCLUSIONES

La aplicación de la MS/MS a los Programas de Cribado Neonatal ha

supuesto un cambio filosofía:

- Valoración de perfiles analitos

- Un test → múltiples enfermedades

- Aplicación pruebas 2º nivel → VPP del cribado

- Cambio criterios de inclusión de enfermedades en

programas de cribado:

29

25

CONCLUSIONES

- Fuerza recomendación: A, B, C, I- Nivel evidencia científica: I, II, III

PATOLOGIAS RECOMENDABLES INTRODUCIREN PROGRAMAS CRIBADO MS/MS

BIIArgininemia

BIICitrulinemia tipo I/II

AIIEnfermedad de la orina con olor jarabe de arce

AIITirosinemia tipo I

AMINOACIDOPATIAS NIVEL

Hiperfenilalaninemia/ Fenilcetonuria AI

Defectos en la biosíntesis cofactor tetrahidrobiopterina

AI

Defectos en la regeneración del cofactor AI

Aciduria arginosuccínica BII

Homocistinuria BII

Tirosinemias II/III BII

DEFECTOS ß-OXIDACION NIVEL

Déficit de Acil-CoA deshidrogenasa de cadena media AI

Deficiencia primaria de carnitina AII

Déficit de L-3-hidroxiacil-CoA de cadena larga AII

Déficit acil-CoA DH cadena muy larga AII

Def. carnitina palmitoil transferasa Ia y II BII

Deficiencia múltiple de acil-CoA DH BII

Deficiencia acil-CoA deshidrogenasa de cadena corta BII

Deficiencia de carnitina/acilcarnitina translocasa BII

PATOLOGIAS RECOMENDABLES INTRODUCIREN PROGRAMAS CRIBADO MS/MS

PATOLOGIAS RECOMENDABLES INTRODUCIREN PROGRAMAS CRIBADO MS/MS

ACIDURIAS ORGANICAS NIVEL

Aciduria glutárica tipo I AI

Acidemia isovalérica AI

Aciduria 3-hidroxi-3 metilglutárica AII

Deficiencia de β-cetotiolasa AII

Acidemias metilmalónica AII

Acidemia propiónica AII

Metilcrotonilglicinuria BII

Deficiencia de 2-metil butiril-CoAdeshidrogenasa

BII

Aciduria 3-metilglutacónica BII

Deficiencia de isobutiril-CoA deshidrogenasa BII

PATOLOGIAS RECOMENDABLES INTRODUCIREN PROGRAMAS CRIBADO MS/MS

Necesidad de consenso de las Autoridades Sanitaria s para establecer las patologías a incluir en el Cri badoNeonatal Ampliado

- Conocimiento prevalencia de muchas enfermedadesse detectaban a partir de las manifestaciones clíni cas.

CONCLUSIONES

� Galactosemia → actividades enzimáticas

� Enfermedades hepatobiliares → ácidos biliares

� Enfermedades lisosomales → actividades enzimáticas

� Defectos de purinas y pirimidinas → metab. interm

� Hiperplasia adrenal congénita → perfil esteroideo

� Hemoglobinopatías → análisis hemoglobinas

� Defectos congénitos de la glicosilación → isoformas transferrina

� Enfermedades peroxisomales → perfil especies lisofosfatidil colina

CONCLUSIONES

- Existen otras EMH potencialmente detectables por MS/MS:

- Establecimiento de nuevos fenotipos asintomáticos de algunasenfermedades.

-- Mejor conocimiento de la historia natural de algunas enfermedadesque permitirá establecer tratamientos más efectivos.

- Unidades clínicas para el diagnóstico, tratamiento yseguimiento de las patologías detectadas.

- Registro nacional de pacientes afectados por estasenfermedades.

CONCLUSIONES

El Cribado Neonatal Ampliado conduce a una mejora evidente en la salud y bienestar

de los niños con EMH y contribuye notablemente a la calidad de atención médica del recién nacido.