西湖大学施洪钧实验室成功开发了一种新的准确检测B族维生素的方法

来源：西湖大学2022-05-09 11:57

科学不是为了研究而研究，但最终目的是造福人类。

临床医生的困惑

叶酸应该补充多少？

b族维生素是人体不可缺少的水溶性营养元素。这种维生素的缺乏与先天缺陷、反复流产、妊娠、先兆子痫等有关。其中，叶酸是B族维生素之一。相关科学研究表明，孕前补充叶酸可降低神经管缺陷、先天性心脏病等出生缺陷的风险。因此，叶酸补充作为出生缺陷的重要方法，已被各国专业机构写入。

在日常生活中，叶酸广泛存在于动植物食物中，尤其是绿叶蔬菜中。但天然叶酸极不稳定，人体并不能真正从食物中获得多少叶酸，人体也不能自行合成叶酸，只能靠摄入和补充。根据大样本数据，目前推荐女性孕前摄入量为0.4-0.8mg/天。

但是这个价值观适用于所有人吗？不同的遗传因素，不同的饮食习惯，不同的生活方式，都会影响每个人体内的叶酸水平。服用相同剂量的叶酸是否会导致部分人过量，部分人补充不足？

叶酸的快速检测也是临床上的一个难题。

叶酸的临床检测主要分为血清检测和红细胞检测。血清检测技术虽已成熟，但主要反映的是近期叶酸的摄入情况，易受饮食影响，波动较大。

与血清叶酸相比，红细胞叶酸反映了体内叶酸的长期储存水平，是公认的较好的叶酸指标。但与游离血清叶酸不同，细胞内叶酸需要经过细胞纯化裂解、多聚谷氨酸水解、抗氧化保护等多个步骤，技术难度较大。

此前，微生物法被临床营养学家公认为检测红细胞叶酸的金标准。而微生物法的主要缺点是检测时间长，无菌操作要求高，不利于临床应用。

此外，B2、B3、B6等B族维生素的缺乏也可能影响叶酸的代谢效率。为了全面评价叶酸的水平及其代谢功能，需要同时检测人体内这些B族维生素的含量。

石的发现

利用质荷比快速搜索叶酸

石洪钧

西湖大学心脏发育与再生实验室的史偶然接手了这个项目。

师的研究方向是先天性心脏病的发病机制。曾在澳大利亚Victor Chang心脏病学研究所发育与生物系从事博士后研究，并在澳大利亚新南威尔士大学圣文森特医学院担任兼职讲师。

因为对先天性心脏病的研究，史和很多妇产医院的医生交流，发现很多医生对补充叶酸很困惑。叶酸、烟酸等b族维生素与先天性心脏病的诞生有着千丝万缕的联系。

理论上，我们应该能找到更好的方法。史决心设计实验来解决医生们目前的问题。

每个小分子都有特定的质荷比。如果你知道特定的质量和电荷比，你就能知道它是什么物质，石说。研究团队创新性地将质谱技术应用于分离红细胞中叶酸的检测。B族维生素在人体内有不同的存在形式，质谱仪器可以清晰的分辨出不同形式B族维生素的质荷比，从而准确的测出体内含量。

不同的B族维生素辅酶具有不同的结构和理化性质。如何实现提取方法的兼容是最大的问题。最后，他们成功开发了一种新的稳定的从红细胞中提取B族维生素的方法，可以在30分钟内同时提取和检测红细胞中的B2、B3(烟酸)、B6和叶酸。

目前，我们已经完成了数万个样本的完整的CFT叶酸功能检测

通过样本分析，研究团队发现，中国孕妇的平均叶酸水平与强制添加叶酸前的美国相当(约650 nmol/L)，但与他们目前的水平(1150 nmol/L)相差甚远。石表示：2017年发布的《国民营养规划》提出，育龄妇女叶酸缺乏率要降低到5%以下。但根据我们的检测结果，现在中国有10%~30%的孕妇存在叶酸缺乏，而且叶酸缺乏率从南到北再到西逐渐增加。

根据史团队开发的红细胞叶酸质谱检测技术，统计了我国育龄妇女叶酸水平的分布状况。

对于准备怀孕的准妈妈来说，现在只需要在医院抽一管血就可以得到一份最可靠的叶酸水平检测报告，医生也可以据此提供个性化的用药指导。

科学家的类比

先天性心脏病基因检测

目前，以叶酸检测技术为先锋的西湖维泰(杭州)科技有限公司已在西湖区落地。接下来，B族维生素中的烟酸也被史列入了检测和开发范围。在过去的研究中，他们发现烟酸缺乏还会导致多器官出生缺陷，包括先天性心脏病。

目前我们的实验还在小鼠模型上，还需要和更多的医院合作，进一步验证之前的猜想。

史的最终目标是围绕出生缺陷、肿瘤、心脑疾病、遗传代谢性疾病等复杂疾病，发展一系列创新的分子诊断技术。用于个体化诊断、精准用药指导等临床服务，如先天性心脏病基因检测。

史红军实验室的鼠心

先天性心脏病的发病率高达百分之一，即每100个新生儿中就有一个患有先天性心脏病。这种疾病的原因非常复杂。目前我们只知道其中的20%左右，剩下的80%还是一个未解之谜。

2018年以来，石团队发现多组基因同时突变可导致先天性心脏病，为先天性心脏病的多基因病因提供了前所未有的证据。如果这些发现能够应用于临床，可以为出生缺陷的预防和早期分子诊断提供有效手段。

红军非常感谢最初提出困惑的临床医生。科学不是为了研究而研究，但最终目的是造福人类。

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