Measurement of Homovaninilic Acid and Vanilylmandelic Acid in Random Urine Sample with the Method HPLC-MS as a New Effective Method in Diagnostics of Neuroblastoma in Children
Authors: Пролесковская И.В. , Баслык К.С. , Ермилова Т.В. , Липай Н.В. 
Published: March 2022

Введение. По данным литературы, около 10% пациентов детского возраста с онкологическими заболеваниями страдает нейробластомой – злокачественной опухолью нервной системы, смертность от которой достигает 15% в структуре детской смертности от онкозаболеваний. Нейробластические опухоли характеризуются нарушением метаболизма катехоламинов – дофамина, норадреналина и адреналина, в связи с чем определение экскреции с мочой продуктов их разрушения – гомованилиновой и ванилилминдальной кислот (ГВК и ВМК) может быть использовано в диагностических и прогностических целях.Цель. Разработать и внедрить метод определения ГВК и ВМК в разовой порции мочи с использованием технологии высокоэффективной жидкостной хроматографии-масс-спектрометрии (ВЭЖХ-МС), провести его валидацию, определить применимость в клинической практике для диагностики нейробластомы и оценки возможной связи с прогнозом заболевания.Материалы и методы. В исследовании проведены измерения 36 образов мочи первичных и рецидивных пациентов детского возраста до начала терапии, 34 образцов мочи пациентов, находящихся на этапах терапии, 12 образцов – от пациентов в стадии ремиссии и 29 образцов мочи здоровых детей в возрасте от 3 до 15 лет. Исследование выполняли на жидкостном хроматографе 1290 Infinity II LC System (Agilent Technologies), масс-спектрометрический анализ выполняли с использованием масс-спектрометра Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MC (Agilent Technologies). Определение концентрации креатинина проводили на биохимическом анализаторе Architect с8000 (Abbott).Результаты. Получены удовлетворительные результаты по следующим параметрам: эффект переноса (0,011%), сходимость (4,0% для определения ГВК и 1,51% – для ВМК), воспроизводимость (11,89% для определения ГВК и 7,76% – для ВМК). Линейность метода подтвержденадля ГВК и ВМК в пределах концентраций 0,0–50 мг/л. Диагностическая чувствительность теста определения ГВК составила 91,67%, диагностическая специфичность – 82,76%. Для реализуемого разработанным методом теста определения ВМК диагностическая чувствительность составила 83,33%, диагностическая специфичность – 89,66%. В случае если концентрация хотя бы одного из веществ превышает установленные показатели нормы, диагностическая чувствительность теста повышается до 94,44% при незначительном уменьшении специфичности – до 79,31%. Для пациентов с MYC-N положительными опухолями характерны более низкие уровни экскреции ГВК и ВМК, что ассоциируется с плохим прогнозом заболевания (р<0,05). Нами не выявлено связи инициальных уровней ГВК и ВМК в моче с продолжительностью бессобытийной выживаемости у пациентов с нейробластомой. Показатель уровня ВМК оказался достоверно более чувствительным к активности опухоли.Заключение. Разработан высокочувствительный, эффективный метод определения количественного содержания ГВК и ВМК в разовой порции мочи, позволяющий получать надежные результаты клинико-лабораторного исследования пациентов детского возраста.

Introduction. According to the literature, about 10% of pediatric patients with oncological diseases suffer from neuroblastoma, a malignant tumor of the nervous system, the mortality rate from which reaches 15% in the structure of infant mortality from cancer. Neuroblastic tumors are characterized by impaired metabolism of catecholamines – dopamine, norepinephrine and adrenaline, and therefore the determination of the urinary excretion of the products of their destruction – homovaninilic and vanilylmandelic acids (HVA and VMA) can be used for diagnostic and prognostic purposes.Purpose. To develop and implement a method for determining HVA and VMA in a single portion of urine using high performance liquid chromatography-mass spectrometry (HPLC-MS), validate it, determine its applicability in clinical practice for diagnosing neuroblastoma and assessing possible connection with the prognosis of the disease.Materials and methods. There were studied 36 urine samples of primary and recurrent pediatric patients before the start of therapy; 34 urine samples from patients that undergo therapy, 12 samples from patients in remission, and 29 urine samples from healthy children aged from 3 to 15 years. The study was performed on 1290 Infinity II LC System liquid chromatograph (Agilent Technologies), mass spectrometric analysis was performed using Agilent 6460 Triple Quadrupole LC/MC mass spectrometer (Agilent Technologies). The determination of the concentration of creatinine was carried out on Architect c8000 biochemical analyzer (Abbott).Results. Satisfactory results were obtained for the following parameters: transfer effect (0.011%), convergence (4.0% for determining HVA and 1.51% for VMA), reproducibility (11.89% for HVA and 7.76% for VMA). The linearity of the method was confirmed for HVA and VMA within the concentration range of 0.0–50 mg/l. The diagnostic sensitivity of the HVA test was 91.67%, and the diagnostic specificity was 82.76%. For the VMA determination test carried out by the developed method, the diagnostic sensitivity was 83.33%, and the diagnostic specificity was 89.66%. If the concentration of at least one of the substances exceeds the established indicators of the norm, the diagnostic sensitivity of the test increases to 94.44% with a slight decrease of specificity – to 79.31%. Patients with MYC-N positive tumors are characterized by lower levels of HVA and VMA excretion, which is associated with a poor disease prognosis (p<0.05). We did not find a relationship between the initial levels of HVA and VMA in urine and the duration of event-free survival in patients with neuroblastoma. The index of the VMA level turned out to be significantly more sensitive to tumor activity.Conclusion. A highly sensitive, effective method has been developed for determination of the quantitative content of HVA and VMA in a single portion of urine, which makes it possible to obtain reliable results of clinical and laboratory studies of pediatric patients.