Неонатальный скрининг в геномную эру: расширение возможностей тандемной масс-спектрометрии
Эльдаров Ч.М., Чаговец В.В., Новоселова А.В., Токарева А.О., Франкевич В.Е.
Неонатальный скрининг (НС) является основой профилактической педиатрии и направлен на раннее выявление тяжелых наследственных заболеваний с целью своевременного вмешательства.
Данный обзор подробно рассматривает историческое развитие, современные методы, глобальные различия и перспективные направления развития НС. Практика НС возникла в 1960-х гг., получила дальнейшее развитие в 1970–1980-х и претерпела качественное улучшение в 1990-х гг. с внедрением тандемной масс-спектрометрии, позволяющей производить одновременный анализ нескольких метаболитов. Эта технология закрепилась как мировой «золотой стандарт». Современные методы диагностики включают одновременное обнаружение десятков метаболитов и их соотношений для более чем 50 патологий, в том числе с мультиплексными подходами, комбинирующими несколько методов. Используется комплексная система ранжирования метаболитов, а также стратегии дополнительного тестирования второго уровня с использованием жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ЖХ-МС/МС) или генетических методов для повышения специфичности.
С развитием технологий секвенирования растет их роль в качестве методов первого и второго уровня, включая полногеномные и полноэкзомные исследования. Расширяется применение омиксных технологий для создания метаболических «отпечатков» и обнаружения биомаркеров, в том числе новых. Искусственный интеллект и машинное обучение демонстрируют значительный потенциал в снижении числа ложноположительных результатов и повышении качества интерпретации данных.
Заключение: Остаются нерешенными этические аспекты геномного скрининга, психологическое воздействие ложноположительных результатов, а также необходимость устранения глобального неравенства в доступе к базовым и расширенным услугам НС.
Вклад авторов: Эльдаров Ч.М., Чаговец В.В., Новоселова А.В., Токарева А.О., Франкевич В.Е. – участие в концептуализации, написании оригинального текста, рецензировании и редакции текста. Все авторы прочитали и дали согласие на публикацию материала.
Конфликт интересов: Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.
Финансирование: Исследование выполнено в рамках государственного задания Министерства здравоохранения Российской Федерации (регистрационный номер 125050605833-4).
Для цитирования: Эльдаров Ч.М., Чаговец В.В., Новоселова А.В., Токарева А.О., Франкевич В.Е. Неонатальный скрининг в геномную эру: расширение возможностей тандемной масс-спектрометрии.
Акушерство и гинекология. 2025; 12: 45-52
https://dx.doi.org/10.18565/aig.2025.287
Ключевые слова
Список литературы
- Aktuğlu Zeybek A.Ç. Newborn screening: from the past to the future. Turk. Arch. Pediatr. 2022; 57(5): 473-5. https://dx.doi.org/10.5152/TurkArchPediatr.2022.16082022
- Bhattacharya K., Wotton T., Wiley V. The evolution of blood-spot newborn screening. Transl. Pediatr. 2014; 3(2): 63-70. https://dx.doi.org/10.3978/j.issn.2224-4336.2014.03.08
- Ding S., Han L. Newborn screening for genetic disorders: current status and prospects for the future. Pediatr Investig. 2022; 6(4): 291-8. https://dx.doi.org/10.1002/ped4.12343
- Almannai M., Marom R., Reid Sutton V. Newborn screening: A review of history, recent advancements, and future perspectives in the era of next generation sequencing. Curr. Opin. Pediatr. 2016; 28(6): 694-9. https://dx.doi.org/10.1097/MOP.0000000000000414
- Guthrie R., Susi A. A simple phenylalanine method for detecting phenylketonuria in large populations of newborn infants. Pediatrics. 1963; 32: 338-43.
- Guthrie R. The origin of newborn screening. Screening. 1992; 1: 5-15. https://dx.doi.org/10.1016/0925-6164(92)90025-z
- Beutler E., Baluda M., Donnell G.N. A new method for the detection of galactoxemia and its carrier state. J. Lab. Clin. Med. 1964; 64: 694-705
- Efron M.L., Young D., Moser H. W., MacCready R.A. A simple chromatographic screening test for the detection of disorders of amino acid metabolism. A technic using whole blood or urine collected on filter paper. N. Engl. J. Med. 1964; 270: 1378-83. https://dx.doi.org/10.1056/NEJM196406252702602
- Naylor E.W., Guthrie R. Newborn screening for maple syrup urine disease (branched-chain ketoaciduria). Pediatrics. 1978; 61(2): 262-6.
- Taranger J., Berglund G., Claesson I., Victorin L. Screening for congenital hypothyroidism in the newborn. Lancet. 1973; 1(7801): 487. https://dx.doi.org/10.1016/s0140-6736(73)91914-4
- Pang S., Hotchkiss J., Drash A.L., Levine L.S., New M.I. Microfilter paper method for 17 alpha-hydroxyprogesterone radioimmunoassay: its application for rapid screening for congenital adrenal hyperplasia. J. Clin. Endocrinol. Metab. 1977; 45(5): 1003-8. https://dx.doi.org/10.1210/jcem-45-5-1003
- Millington D.S., Kodo N., Norwood D.L., Roe C.R. Tandem mass spectrometry: a new method for acylcarnitine profiling with potential for neonatal screening for inborn errors of metabolism. J. Inherit. Metab. Dis. 1990; 13(3): 321-4. https://dx.doi.org/10.1007/BF01799385
- Simonsen H., Jensen U.G., Brandt N.J., Christensen E., Skovby F., Nørgaard-Pedersen B. Design of a pilot study to evaluate tandem mass spectrometry for neonatal screening. Southeast Asian J. Trop. Med. Public Health. 1999; 30 Suppl. 2: 166-9.
- Chace D.H., Kalas T.A., Naylor E.W. Use of tandem mass spectrometry for multianalyte screening of dried blood specimens from newborns. Clin. Chem. 2003; 49(11): 1797-817. https://dx.doi.org/10.1373/clinchem.2003.022178
- Kononets V., Zharmakhanova G., Balmagambetova S., Syrlybayeva L., Berdesheva G., Zhussupova Z. et al. Tandem mass spectrometry in screening for inborn errors of metabolism: comprehensive bibliometric analysis. Front. Pediatr. 2025; 13: 1463294. https://dx.doi.org/10.3389/fped.2025.1463294
- Rinaldo P., Lim J., Tortorelli S., Gavrilov D., Matern D. Newborn screening of metabolic disorders: recent progress and future developments. Nestle Nutr. Work. Ser. Pediatr. Progr. 2008; 62: 81-93. https://dx.doi.org/10.1159/000146253
- Gelb M.H. Newborn screening for lysosomal storage diseases: Methodologies, screen positive rates, normalization of datasets, second-tier tests, and post-analysis tools. Int. J. Neonatal Screen. 2018; 4(3): 23. https://dx.doi.org/10.3390/ijns4030023
- Buckley R.H. The long quest for neonatal screening for severe combined immunodeficiency. J. Allergy Clin. Immunol. 2012; 129(3): 597-604. https://dx.doi.org/10.1016/j.jaci.2011.12.964
- la Marca G., Carling R.S., Moat S.J., Yahyaoui R., Ranieri E., Bonham J.R. et al. Current state and innovations in newborn screening: continuing to do good and avoid harm. Int. J. Neonatal Screen. 2023; 9(1): 15. https://dx.doi.org/10.3390/ijns9010015
- Hanley W.B., Demshar H., Preston M.A., Borczyk A., Schoonheyt W.E., Clarke J.T. et al. Newborn phenylketonuria (PKU) Guthrie (BIA) screening and early hospital discharge. Early Hum. Dev. 1997; 47(1): 87-96. https://dx.doi.org/10.1016/s0378-3782(96)01846-4
- Gerasimova N.S., Samutin A.A., Steklova I.V., Tuuminen T. Phenylketonuria screening in Moscow using a microplate fluorometric method. Screening. 1992; 1(1): 27-35. https://dx.doi.org/10.1016/0925-6164(92)90027-3
- Medical Advisory Secretariat. Neonatal screening of inborn errors of metabolism using tandem mass spectrometry: an evidence-based analysis. Ont. Health Technol. Assess. Ser. 2003; 3(3): 1-36.
- Pandor A., Eastham J., Chilcott J., Paisley S., Beverley C. Newborn screening using tandem mass spectrometry: a systematic review. Discussion Paper. (Unpublished). White Rose Research Online. 2006. Available at: https://eprints.whiterose.ac.uk/id/eprint/10925/
- Berardo C., Vasco A., Mauri A., Lucchi S., Cappelletti L., Saielli L. et al. Expanded newborn screening in Italy: the first report of Lombardy Region. Int. J. Neonatal Screening. 2025; 11(2): 31. https://dx.doi.org/10.3390/ijns11020031
- Messina M., Meli C., Raudino F., Pittalá A., Arena A., Barone R. et al. Expanded newborn screening using tandem mass spectrometry: seven years of experience in eastern Sicily. Int. J. Neonatal Screen. 2018; 4(2): 12. https://dx.doi.org/10.3390/ijns4020012
- Millington D.S., Stevens R.D. Acylcarnitines: analysis in plasma and whole blood using tandem mass spectrometry. Methods Mol. Biol. 2011; 708: 55-72. https://dx.doi.org/10.1007/978-1-61737-985-7_3
- Schnabel E., Kölker S., Gleich F., Feyh P., Hörster F., Haas D. et al. Combined newborn screening allows comprehensive identification also of attenuated phenotypes for methylmalonic acidurias and homocystinuria. Nutrients. 2023; 15(15): 3355. https://dx.doi.org/10.3390/nu15153355
- Schwarz E., Liu A., Randall H., Haslip C., Keune F., Murray M. et al. Use of steroid profiling by UPLC-MS/MS as a second tier test in newborn screening for congenital adrenal hyperplasia: the Utah experience. Pediatr. Res. 2009; 66(2): 230-5. https://dx.doi.org/10.1203/PDR.0b013e3181aa3777
- Gelb M.H., Basheeruddin K., Burlina A., Chen H.J., Chien Y.H., Dizikes G. et al. Liquid chromatography-tandem mass spectrometry in newborn screening laboratories. Int. J. Neonatal Screen. 2022; 8(4): 62. https://dx.doi.org/10.3390/ijns8040062
- Watson M.S., Lloyd-Puryear M.A., Howell R.R. The progress and future of US newborn screening. Int. J. Neonatal Screen. 2022; 8(3): 41. https://dx.doi.org/10.3390/ijns8030041
- Воронин С.В., Куцев С.И. Неонатальный скрининг на наследственные заболевания в России: вчера, сегодня, завтра. Неонатология: новости, мнения, обучение. 2022; 10(4): 34-9.
- Ефимова Е.Ю., Мухина А.А., Балинова Н.В., Матулевич С.А., Першин Д.Е., Хорева А.Л., Марахонов А.В., Воронин С.В., Зинченко Р.А., Щербина А.Ю., Куцев С.И. Неонатальный скрининг на первичные иммунодефицитные состояния как способ выявления синдромальных форм патологии новорожденных: клинический случай синдрома 22q11.2DS. Вопросы гематологии/онкологии и иммунопатологии в педиатрии. 2022; 21(4): 158-62.
- Воронин С.В., Захарова Е.Ю., Байдакова Г.В., Марахонов А.В., Щагина О.А., Рыжкова О.П., Шилова Н.В., Румянцев А.Г., Щербина А.Ю., Мухина А.А., Новичкова Г.А., Шешко Е.Л., Сахарова В.В., Ляхова Е.А., Ефимова И.Ю., Куцев С.И. Расширенный неонатальный скрининг на наследственные заболевания в России: первые итоги и перспективы. Педиатрия им. Г.Н. Сперанского. 2024; 103(1): 16-29.
- Therrell B.L., Padilla C.D., Borrajo G.J.C., Khneisser I., Schielen P.C.J.I., Knight-Madden J. et al. Current status of newborn bloodspot screening worldwide 2024: a comprehensive review of recent activities (2020–2023). Int. J. Neonatal Screen. 2024; 10(2): 38. https://dx.doi.org/10.3390/ijns10020038
- Borrajo G.J.C. Newborn screening in Latin America: a brief overview of the state of the art. Am. J. Med. Genet. C Semin. Med. Genet. 2021; 187(3): 322-8. https://dx.doi.org/10.1002/ajmg.c.31899
- Bean K., Jones S.A., Chakrapani A., Vijay S., Wu T., Church H. et al. Exploring the cost-effectiveness of newborn screening for metachromatic leukodystrophy (MLD) in the UK. Int. J. Neonatal Screen. 2024; 10(3): 45. https://dx.doi.org/10.3390/ijns10030045
- Kilgore M.B., Platis D., Lim T., Isenberg S., Pickens C.A., Cuthbert C. et al. Development of a universal second-Tier newborn screening LC-MS/MS method for amino acids, lysophosphatidylcholines, and organic acids. Anal. Chem. 2023; 95(6): 3187-94. https://dx.doi.org/10.1021/acs.analchem.2c03098
- Chen L., Dean B., Liang X. A technical overview of supercritical fluid chromatography-mass spectrometry (SFC-MS) and its recent applications in pharmaceutical research and development. Drug Discov. Today Technol. 2021; 40: 69-75. https://dx.doi.org/10.1016/j.ddtec.2021.10.002
- Luo X., Wang R., Fan Y., Gu X., Yu Y. Next-generation sequencing as a second-tier diagnostic test for newborn screening. J. Pediatr. Endocrinol. Metab. 2018; 31(8): 927-31. https://dx.doi.org/10.1515/jpem-2018-0088
- Chan T.C.H., Mak C.M., Yeung M.C.W., Law E.C.Y., Cheung J., Wong T.K. et al. Harnessing next-generation sequencing as a timely and accurate second-tier screening test for newborn screening of inborn errors of metabolism. Int. J. Neonatal Screen. 2024; 10(1): 19. https://dx.doi.org/10.3390/ijns10010019
- Chen T., Fan C., Huang Y., Feng J., Zhang Y., Miao J. et al. Genomic sequencing as a first-tier screening test and outcomes of newborn screening. JAMA Netw. Open. 2023; 6(9): E2331162. https://dx.doi.org/10.1001/jamanetworkopen.2023.31162
- Woerner A.C., Gallagher R.C., Vockley J., Adhikari A.N. The use of whole genome and exome sequencing for newborn screening: challenges and opportunities for population health. Front. Pediatr. 2021; 9: 663752. https://dx.doi.org/10.3389/fped.2021.663752
- Шубина Е., Павлова Н.С., Донников А.Е., Померанцева Е.А., Трофимов Д.Ю. Использование экзомного секвенирования для проведения неонатального скрининга: возможности и ограничения. Неонатология: новости, мнения, обучение. 2022; 10(4): 40-6.
- Adhikari A.N., Gallagher R.C., Wang Y., Currier R.J., Amatuni G., Bassaganyas L. et al. The role of exome sequencing in newborn screening for inborn errors of metabolism. Nat. Med. 2020; 26(9): 1392-7. https://doi.org/10.1038/s41591-020-0966-5
- Ceyhan-Birsoy O., Murry J.B., Machini K., Lebo M.S., Yu T.W., Fayer S. et al. Interpretation of genomic sequencing results in healthy and ill newborns: results from the BabySeq project. Am. J. Hum. Genet. 2019; 104(1): 76-93. https://dx.doi.org/10.1016/j.ajhg.2018.11.016
- Xiao Y., Zhou Y., Zhou K., Cai W. Targeted metabolomics reveals birth screening biomarkers for biliary atresia in dried blood spots. J. Proteome Res. 2022; 21(3): 721-6. https://dx.doi.org/10.1021/acs.jproteome.1c00775
- Courraud J., Ernst M., Laursen S.S., Hougaard D.M., Cohen A.S. Studying autism using untargeted metabolomics in newborn screening samples. J. Mol. Neurosci. 2021; 71(7): 1378-93. https://dx.doi.org/10.1007/s12031-020-01787-2
- Collins C.J., Chang I.J., Jung S., Dayuha R., Whiteaker J.R., Segundo G.R.S. et al. Rapid multiplexed proteomic screening for primary immunodeficiency disorders from dried blood spots. Front. Immunol. 2018; 9: 2756. https://dx.doi.org/10.3389/fimmu.2018.02756
- Zaunseder E., Mütze U., Garbade S.F., Haupt S., Feyh P., Hoffmann G.F. et al. Machine learning methods improve specificity in newborn screening for isovaleric aciduria. Metabolites. 2023; 13(2): 304. https://dx.doi.org/10.3390/metabo13020304
- Zhou M., Deng L., Huang Y., Xiao Y., Wen J., Liu N. et al. Application of the artificial intelligence algorithm model for screening of inborn errors of metabolism. Front. Pediatr. 2022; 10: 855943. https://dx.doi.org/10.3389/fped.2022.855943
Поступила 10.10.2025
Принята в печать 10.12.2025
Об авторах / Для корреспонденции
Эльдаров Чупалав Максудович, с.н.с. лаборатории метаболомики и биоинформатики, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, chup4lav@yandex.ru, https://orcid.org/0000-0003-4027-6469Чаговец Виталий Викторович, к.ф.-м.н., заведующий лабораторией метаболомики и биоинформатики, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, vvchagovets@gmail.com,
https://orcid.org/0000-0002-5120-376X
Новоселова Анастасия Викторовна, н.с. лаборатории метаболомики и биоинформатики, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии, перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, a_novoselova@oparina4.ru
Токарева Алиса Олеговна, к.ф.-м.н., специалист лаборатории клинической протеомики, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4, alisa.tokareva@phystech.edu,
https://orcid.org/0000-0001-5918-9045
Франкевич Владимир Евгеньевич, д.ф.-м.н., заместитель директора института трансляционной медицины, Национальный медицинский исследовательский центр акушерства, гинекологии и перинатологии им. академика В.И. Кулакова Минздрава России, 117997, Россия, Москва, ул. Ак. Опарина, д. 4; в.н.с. лаборатории трансляционной медицины, Сибирский государственный медицинский университет Минздрава России, 634050, Россия, Томск, Московский тракт, д. 2, v_vfrankevich@oparina4.ru, https://orcid.org/0000-0002-9780-4579
Автор, ответственный за переписку: Владимир Евгеньевич Франкевич, v_frankevich@oparina4.ru



