질량분석기를 이용한 유전용혈빈혈관련 적혈구막단백 및 효소의 새로운 정량분석법 개발

Abstract

유전용혈빈혈은 적혈구막단백의 이상이나 적혈구효소의 이상 등이 원인이다. 적혈구막단백에 대한 검사는 고전적인 전기영동법을 이용해 왔으나 재현성이 떨어지며 시간과 노력이 많이 든다. 적혈구효소이상은 분광광도법을 이용하여 측정하였으나, 다중검사가 어렵고 질환원인효소가 다양하여 효율이 떨어진다. 이에 최신의 질량분석 기법을 이용하여 유전용혈빈혈의 원인 중 적혈구막단백의 이상과 적혈구 대사 효소의 이상 진단에서 기존검사법보다 개선된 검사법을 개발하고, 그 성능을 검증하고자 한다. 적혈구막단백 분석은 질량분석기를 이용하여 적혈구막단백 유래 펩티드에서 임상적으로 유의한 적혈구막단백을 찾았다. 기존에 알려진 band3, spectrin alpha, spectrin beta, protein 4.1, protein 4.2, ankyrin에 대해 식별하였다. 정밀도를 평가하고 기존방법과 비교하였고 참고범위를 설정하였다. 적혈구대사효소 분석은 glucose-6-phosphate dehydrogenase (G6PD), pyruvate kinase (PK), pyrimidine 5-nucleotidase (P5N), hexokinase (HK), triosephosphate isomerase (TPI), adenosine deaminase (AD) 등 주요 효소 6가지에 대해 질량분석기를 이용한 검사법 개발을 위해 ion suppression을 평가하고 검체희석배수와 반응시간을 최적화하였다. 새 검사법의 직선성, 정밀도를 확인하였고 참고범위를 설정 및 환자예비검사를 하였다. 질량분석기를 이용한 적혈구막단백 분석에서는 임상적으로 유의한 6가지 막단백을 식별하였으며, 막단백 측정의 변이계수(coefficient of variation, CV)는 1.6-7.5% 범위였다. 새 검사법을 기존 검사법인 SDS-PAGE 법과 비교한 결과 Spectrin alpha와 beta의 합(r=0.8154, P=0.014)과 ankyrin(r=0.8743, P=0.005)은 강한 상관관계를, protein 4.1과 protein 4.2는 유의한 상관성이 없었다. 18명의 환자 중 protein 4.2 9명, band 3 7명, ankyrin 6명, spectrin alpha 2명, specrn beta 4명에서 결핍이 있었다. 질량분석기를 이용한 적혈구효소 검사법의 직선성은 모든 효소가 우수하였다. 정밀도 평가 결과 각 효소 측정값의 CV 범위는 7.5-17.0%였다. 각 효소의 참고범위는 G6PD (1.06-3.31 mg/min/gHb), PK (1.02-2.46 mg/min/gHb), P5N (10.4-56.4 μg/min/gHb), HK (123-488 μg/min/gHb), TPI (409-834 μg/min/gHb), AD (76.9-249.7 μg/min/gHb) 이었다. 16명의 환자 검사 결과 6명에서 G6PD, 4명에서 PK, 각 1명에서 P5N과 HK의 활성도 감소가 관찰되었다. 본 연구를 통해 새롭게 개발된 질량분석을 이용한 적혈구막단백과 적혈구효소에 대한 검사법이 향후 유전용혈빈혈의 진단에 도움이 될 수 있을 것으로 생각한다.