Developing efficient and robust catalysts to replace Pt group metals for the oxygen reduction reaction (ORR) is conducive to achieving highly efficient energy conversion. Here, we develop a general ion exchange strategy to construct highly efficient ORR catalysts consisting of various atomically dispersed metal atoms anchored on N-doped porous carbon (M-SAs/NC) to investigate the atomic structure-catalytic activity relationship. The structure characterization results demonstrated that the achieved atomic structure varied due to the presence of different metal centers. Mn-SAs/NC consists of MnN3O1 centers, in which the Mn single atoms are stabilized by 3 N and 1 O. In contrast, the center metals in Fe-/Co-/Cu single-atom catalysts are coordinated by merely N atoms. Mn-SAs/NC delivers superior performance for the ORR with a half-wave potential (E1/2) of 0.91 V vs. RHE in 0.1 M KOH solution, outperforming that of the commercial Pt/C catalyst and the control Fe-/Co-/Cu single-atom catalysts. Furthermore, Mn-SAs/NC also shows excellent methanol tolerance and stability up to 5000 cycles. Density functional theory (DFT) calculations reveal that Mn single atom catalysts with MnN3O1 centers contributed to the superior ORR performance with lower energy barriers and optimized adsorption capacity of intermediates. These findings provide insights into the design and development of specific coordinated structures of atomically dispersed catalysts to facilitate the practical applications of energy conversion.

白血病是一种造血干细胞异常增殖与发育的进行性恶性疾病,其治疗的选择性十分有限,而微小残留病(MRD)已成为白血病复发的直接原因,也是患者生存的重要预后因素,因此MRD的检测有利于对白血病患者进行疾病状态评估、疗效判定、指导治疗及预测复发.临床广泛使用流式细胞术对MRD进行检测,但其检测能力较低,而新兴技术的快速发展则有望改善白血病患者的MRD检测,如质谱分析及第二代测序技术可以同时检测多个基因,对MRD的检测均具有较高的敏感性.本文对质谱分析及第二代测序技术检测白血病MRD的相关优点与局限性进行综述.

目的 探讨串联质谱法在新生儿原发性肉碱吸收障碍(CUD)中的应用.方法 使用串联质谱分析技术检测2015-2017年在该院进行新生儿游离肉碱及酰基肉碱标本10.9万份,并对二次召回游离肉碱(C0)依然降低的患儿肉碱转运蛋白基因进一步测序确诊.结果 串联法初筛发现了124例疑似原发肉碱吸收障碍的患儿,通过测序确诊3例原发肉碱吸收障碍的患儿均检测到SLC22A5基因突变,1例纯合突变,2例杂合突变.患儿血游离肉碱水平均低于参考值,且不同种类的酰基肉碱水平均有下降.结论 串联质谱分析技术对新生儿原发性肉碱吸收障碍的诊断有重要的提示意义,联合基因测序技术对新生儿遗传代谢病的早期诊断、治疗及预后意义重大.

目的 分析T细胞CD4+/CD8+比值及CD4、CD8编码基因单核苷酸多态性(single nucleotide polymorphisms,SNP)与系统性红斑狼疮(systemic lupus erythematosus,SLE)的关联.方法 检测119例SLE患者及117例健康人T细胞亚群水平及CD4、CD8A、CD8B基因14个标签SNP位点基因型,比较组间T细胞亚群及各基因型、等位基因的分布差异,计算比值比(OR)及其95％可信区间(CI).结果 SLE组CD4+T细胞低于对照组(P>0.05),CD8+T细胞高于对照组(P<0.01),CD4+/CD8+比值低于对照组(P<0.01).携带CD4 rs1055141C>T/CT基因型(OR:2.280,95％CI:1.261～4.123,P<0.01)及T等位基因(OR:2.210,95％CI:1.293～3.778,P<0.01)、CD8B rs13400210C>T/TT基因型(OR:8.661,95％CI:1.066～70.378,P<0.05)及T等位基因(OR:8.389,95％CI:1.041～67.613,P<0.05)、CD8B rs4832054A>G/AG基因型(OR:2.046,95％CI:1.055～3.967,P<0.05)的个体更易患SLE.结论 低T细胞CD4+/CD8+比值是SLE诊断的稳定指标.CD4 rs1055141C>T、CD8B rs13400210C>T和CD8B rs4832054A>G与SLE发病有关联,rs1055141 CT、rs13400210 TT、rs4832054 AG基因型和rs1055141、rs13400210 T等位基因是SLE发病的危险因子.

Cornelia de Lange综合征 (Cornelia de Lange syndrome, CdLS;OMIM #122470, #300590, #610759)是一种罕见的累及多器官系统的遗传性疾病, 1933年由荷兰儿科医生Cornelia de Lange首次系统报道,之后以他的名字命名此病.目前其发病率各国报道不一致(1/10000 ～ 1/50000),常呈散发,男女发病率基本相同.

目的 研究在体能训练过程中尿液肌红蛋白增高对学员尿液代谢水平的变化影响.方法 随机选取112人序贯进行队列动作训练、40km(6h)和55 km(11h)徒步训练,分别在静息状态、队列动作训练后、6h 40km徒步运动后和11h 55km徒步运动后收集尿液.现场即时测定尿液肌红蛋白水平,并将剩余尿液分装冻存,用于尿液有机酸检测.其中尿液肌红蛋白>1 ng/mL被分为肌红蛋白升高组,尿液肌红蛋白<1 ng/mL被分为正常组.结果 在训练过程中,正常组各指标均较静息状态有显著变化(P<0.05),而肌红蛋白升高组琥珀酸、2-酮戊二酸、苹果酸、顺乌头酸和柠檬酸无显著变化,其余指标均较静息状态差异有统计学意义(P<0.05).与正常组相比,在6h 40km徒步运动后,肌红蛋白升高组丙酮酸、2-酮戊二酸、3-羟基丁酸、2-羟基异戊酸、2-甲-3羟基丁酸水平降低(P<0.05),在11h 55km运动后,2-酮戊二酸和戊烯二酸低于正常组(P<0.05).肌红蛋白升高组在6h 40km和11h 55km运动后乳酸水平增高,棕榈酸水平较低,差异无统计学意义(P>0.05).结论 在运动过程中,肌红蛋白升高组较正常组无氧酵解产生更多乳酸,有氧氧化和脂肪酸代谢较弱.密切监测尿液肌红蛋白及尿液代谢水平的变化有助于揭示机体在运动中的肌肉微损伤情况及变化过程,指导科学训练,减少运动损伤的发生.

目的 为评价SARS-CoV-2感染后机体免疫应答水平,构建一种用于人血清、血浆和全血中的新型冠状病毒SARS-CoV-2中和抗体的定量检测方法.方法 利用双抗原夹心法建立S-RBD中和抗体结合方法,通过荧光免疫层析法进行检测,建立SARS-CoV-2中和抗体定量检测方法,展开性能评估、优化和样本验证.双抗原夹心法试剂能够检测到所有亚型的中和抗体结合时间分辨荧光技术实现高灵敏度检测,此外不受内源性免疫球蛋白和异嗜性抗体影响,特异性高.结果 通过400例健康人群检测定义参考范围0～10U/L;性能试验结果显示最低检测限为6.5U/L,弱阳性和中阳性样品的重复性分别为12.4％(13.1±1.62U/L)和10.5％(57.1±6.02U/L),与常见8种呼吸道病毒抗体无交叉反应.检测结果显示,新冠疫苗接种2周后能检测到中和抗体,14～21d时水平在118.37±20.21U/L;新冠感染轻症患者中和抗体在感染7d后显著升高,1个月内能维持较高水平(均值高于500U/L).结论 本研究开发的荧光免疫层析试剂条灵敏度高,可以即时定量检测机体内中和抗体水平,可用于初步评价疫苗接种保护效果和保护持久性,以及感染后机体的免疫应答效果和持续性.

Background: The purpose of the study was to investigate the levels of amino acids and acylcarnitines in newborns of the Tibet Autonomous Region for the first time and to provide an experimental basis for the diagnosis of genetic metabolic diseases. Methods: We detected concentrations of 43 kinds of amino acids, acylcarnitines and succinylacetone in the dried blood spots of 18482 newborns using liquid chromatography tandem mass spectrometry and diagnose the case by gene sequencing. We compared the indexes between Tibet and our lab, where most data come from an inland area and Han Chinese people. Then we compared amino acid and acylcarnitine levels of seven regions in Tibet and explored their impact factors. Results: We described the levels of amino acids and acylcarnitines in Tibet newborns using 95% confidence intervals. The distribution of amino acid and acylcarnitines were different in Tibet. Conclusion: This study has contributed to filling in the blanks of Tibet newborn screening, which should be considered in the newborn metabolic disease screening in this area.

目的 探究瓜氨酸血症I型患儿基因与外周血代谢物表达特点,提高临床对瓜氨酸血症I型的认识.方法 收集瓜氨酸血症I型患儿病例信息,利用液相串联质谱技术对3例瓜氨酸血症I型患儿进行外周血代谢物的测定,归纳总结瓜氨酸血症I型患儿外周血小分子代谢物表达特点,并且对瓜氨酸血症I型患儿进行高通量二代测序,获取患儿的基因突变类型.结果 3例患儿均出现了血氨和AST的增高,其他有患儿出现升高的生化指标包括AST、TBIL、DBIL以及GGT.且瓜氨酸水平均大幅增加,其他升高的氨基酸与氨基酸比值有蛋氨酸、精氨酸、蛋氨酸/苯丙氨酸以及瓜氨酸/苯丙氨酸,出现降低的包括甘氨酸、脯氨酸以及鸟氨酸/瓜氨酸,但是患儿的肉碱与酰基肉碱均没有异常.3例CTLN1患儿的ASS1基因均发生了变异,都为复合杂合突变,基因突变型分别为c.787G>A/c.1087C>T、c.794G>A/c.421-2A>G以及c.1168G>A/c.552C>A.结论 CTLN1临床表现复杂多样,除了血氨以及瓜氨酸增高等典型症状外,也会出现明显的肝功能障碍以及其他氨基酸紊乱,但是不会发生肉碱以及酰基肉碱的异常.及时对瓜氨酸血症I型患儿进行基因检测有助于明确诊断.

背景:骨组织再生不仅需要生物材料提供的支架结构还要依赖机体的自我修复能力,但是由于年龄或生理病理等原因骨组织再生的能力会受到影响,因此磁场作为骨组织修复的辅助治疗手段受到了关注.目的:介绍磁场的生物学效应,以及磁场用于提高金属植入体、生物陶瓷支架和高分子复合材料骨应答的研究进展.方法:以"magnetic fields,magnetic nanoparticles,implant,bioceramic scaffold,calcium phosphate scaffolds,hydroxyapatite,polymer materials,bone growth,bone regeneration,osseointegration,bone remodeling,osteoblasts,osteoclasts,mesenchymal stem cells,signaling pathways"为检索词,在PubMed、EMBASE和EI数据库中检索2014至2020年的英文文献,最终纳入52篇文献进行归纳总结.结果与结论:①磁场能够调控成骨细胞、破骨细胞、间充质干细胞等骨组织细胞的增殖与分化,发挥成骨诱导的功能;②磁场促进体内成骨的生物学效应主要与Wnt、MAPK和RANK等信号通路有关,磁场通过调节这些通路上成骨标志物的表达影响骨代谢;③磁场能提高金属植入体、生物陶瓷支架和高分子复合材料的骨应答,磁场和生物材料的联合应用能促进骨的再生和修复;④磁场促进成骨的最佳参数范围还没有统一的标准,在临床应用时应谨慎选择磁场参数.另外,磁场诱导成骨的作用机制也有多种说法,仍需进一步深入研究.

Objective: To establish a disease risk prediction model for the newborn screening system of inherited metabolic diseases by artificial intelligence technology. Methods: This was a retrospectively study. Newborn screening data (n=5 907 547) from February 2010 to May 2019 from 31 hospitals in China and verified data (n=3 028) from 34 hospitals of the same period were collected to establish the artificial intelligence model for the prediction of inherited metabolic diseases in neonates. The validity of the artificial intelligence disease risk prediction model was verified by 360 814 newborns' screening data from January 2018 to September 2018 through a single-blind experiment. The effectiveness of the artificial intelligence disease risk prediction model was verified by comparing the detection rate of clinically confirmed cases, the positive rate of initial screening and the positive predictive value between the clinicians and the artificial intelligence prediction model of inherited metabolic diseases. Results: A total of 3 665 697 newborns' screening data were collected including 3 019 cases' positive data to establish the 16 artificial intelligence models for 32 inherited metabolic diseases. The single-blind experiment (n=360 814) showed that 45 clinically diagnosed infants were detected by both artificial intelligence model and clinicians. A total of 2 684 cases were positive in tandem mass spectrometry screening and 1 694 cases were with high risk in artificial intelligence prediction model of inherited metabolic diseases, with the positive rates of tandem 0.74% (2 684/360 814)and 0.46% (1 694/360 814), respectively. Compared to clinicians, the positive rate of newborns was reduced by 36.89% (990/2 684) after the application of the artificial intelligence model, and the positive predictive values of clinicians and artificial intelligence prediction model of inherited metabolic diseases were 1.68% (45/2 684) and 2.66% (45/1 694) respectively. Conclusion: An accurate, fast, and the lower false positive rate auxiliary diagnosis system for neonatal inherited metabolic diseases by artificial intelligence technology has been established, which may have an important clinical value.

目的 分析和比较电化学发光法(ECLIA)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)法检测25-羟基维生素D[25(OH)D]的临床性能,为临床提供更准确有效的25(OH)D检测依据.方法 收集263例血清标本,分别用ECLIA和LC-MS/MS两种方法测定25(OH)D水平,对测定结果进行统计分析和比对,探讨两种方法测定结果的相关性和差异性.结果 分析263例临床样本结果,与LC-MS/MS相比,ECLIA相对平均偏差为-0.9％;ECLIA检测结果与LC-MS/MS检测结果相关性为0.51,一致性为0.39;Bland-Altman回归分析结果具有统计学意义,两种方法的测量结果存在差异.结论 ECLIA无法检测25(OH)D2,与LC-MS/MS对比存在差异,相关性和一致性有待提升.

携带者筛查是识别生育单基因病患儿风险夫妇和指导再生育的有效手段之一.基因检测技术最初作为单一疾病和基于先证者的筛查,其发展使多种疾病同时检测成为可能,形成扩展性携带者筛查.虽然目前越来越多的实验室开展扩展性携带者筛查,但仍面临缺乏公众需求、卫生系统优先次序较低、接受筛查的潜在压力、检测前后咨询、技术局限性等方面挑战.本文总结了国内外单基因病扩展性携带者筛查的发展历史和研究进展.

目的 研究体能训练过程中运动损伤对机体有机酸代谢的影响,为合理安排训练提供理论依据.方法 选取30例训练后横纹肌溶解症患者作为疾病组和参加同期训练的30名健康大学生作为正常组,疾病组均已通过入院治疗并调整休息2月.随后两组共同进行长时间低强度的70km徒步运动和短时间高强度的2h 15km训练,分别在拉练前、徒步70km运动前后、2h 15km运动前后、集训结束后进行尿液有机酸的动态检测.结果 两组在经过运动后,乳酸水平增加,柠檬酸、苹果酸、富马酸、2-酮异戊酸、3-羟基异戊酸、乙醛酸、2-羟基异戊酸、苯乙酸、喹啉酸、2-甲基-3-羟基丁酸、肌酐、杏仁酸等各个指标均较运动前有所升高.与正常组相比,疾病组的乳酸、柠檬酸、富马酸、2-酮戊二酸、乙醇酸、3-羟基异戊酸、2-羟基丁酸、丙二酸、肌酐、2-酮异戊酸明显升高,棕榈酸水平持续低于正常组.结论 运动后机体有机酸代谢明显增强,运动损伤恢复后再次进行大负荷运动时,会加速体内的无氧代谢,使乳酸堆积,并且消耗更多的脂类来维持所需的能量.

背景 22号染色体q13.3区域的缺失被认为与患者自闭症和智力障碍有关,现认为SHANK3基因是关键基因,但其他基因对疾病严重程度的贡献并不明确.目的 分析1例自闭症、癫痫且行为异常患儿的遗传学病因.方法 2018年北京大学第一医院接诊的1例因运动落后、行为异常就诊的6岁8个月男性患儿,应用G显带染色体核型分析、染色体微阵列分析(chromosomal?microarray?analysis,CMA)技术检测染色体变异,查阅数据库并文献分析,明确缺失片段和致病基因的意义.结果 患儿外周血G显带染色体核型分析显示22号染色体环状改变,CMA发现患儿22q13.3区域存在4.9?Mb微缺失.结论 患儿22q13.3微缺失包含关键基因SHANK3,为明确其病因和遗传咨询提供重要线索.

目的 探讨唾液样本无创生化指标作为反映早期运动损伤,监测常规指标的可行性.方法 选取同一时间开始训练的男性青年(年龄18.5±0.1岁)初始训练后(3km跑)有横纹肌溶解症状且经治疗后完全恢复后(1～2个月)患者70例(年龄18.4±0.1岁),同时随机选择无症状的同期男性青年70例(年龄18.7±0.2岁)作对照,对后续训练进行观察.训练包括长时间低强度(2d徒步70 km)和短时间高强度(2h 15km),分别在训练前、2d徒步70km前后、2h 15km前后,进行唾液采集并对21项生化指标进行检测.比较唾液生化指标的变化,评估其作为监测常规指标的意义.结果 发现两组唾液样本的生化指标随着运动强度的不同,呈现一定的变化趋势.在长时间低强度的训练后,疾病组和对照组的NAGL、UREA均显著升高(P<0.05),不同的是,疾病组CRE、UA、TP、CO2、LDH显著上升(P<0.05),对照组的Ca显著上升(P<0.05);在短时间高强度的训练前后,疾病组和对照组的GLU、CYSC、UREA、CRE、CO2均显著上升(P<0.05),GGT、NAGL、UA、ALP、ALT、P、LDH均显著降低(P<0.05),整体趋势一致,不同的是,疾病组AST显著降低(P<0.05),对照组K显著上升,Ca、Mg显著降低(P<0.05).通过绘制ROC曲线并计算分析AUC,短时间高强度运动后Ca越高对运动损伤的预警价值越大,约登指数为0.388,灵敏度和特异性分别为69.8％和69.0％.结论 唾液生化指标可在一定程度上反映运动训练损伤对机体的影响,两组在基于自身运动前后对比,以唾液血糖、肾功(NAGL、CYSC、UREA、CRE、UA)、肝功(GGT、ALP、ALT、AST、TP)、电解质(CO2、P)、心肌酶(LDH)受运动损伤影响较明显,Ca可作为反映短时间高强度训练损伤敏感无创预警指标.

目的 建立3岁儿童血清铁(IRON)、不饱和铁结合力(unsaturated iron binding capacity,UIBC)、总铁结合力(total iron binding capacity,TIBC)、叶酸(Folate)、维生素B12(vitamin B12,VB12)参考区间.方法 收集2015年8月我院进行入幼儿园查体的226例3周岁儿童血清IRON、UIBC、TIBC、Folate和VB12检测结果 ,并建立参考区间.结果 经离群值检测血清IRON缺失5例,剔除1例样本;UIBC缺失5例,剔除1例样本;TIBC缺失5例,剔除1例样本;Folate缺失1例,无剔除样本;VB12无缺失和剔除样本;男童与女童UIBC(P=0.029)与TIBC(P=0.015)差异具有统计学意义(P<0.05),血清IRON、Folate和VB12等3项男童与女童之间差异无统计学意义(P>0.05);相关性分析结果 显示,血清IRON与UIBC呈负相关(r=-0.532,P<0.001);Folate与VB12呈正相关(r=0.373,P<0.001);UIBC与TIBC呈正相关(r=0.783,P<0.001).3岁儿童参考区间分别为IRON(6.4～29.9μmol/L)、UBIC(男童:30.9～67.6μmol/L;女童:29.3～65.2μmol/L)、TIBC(男童:51.5～81.1μmol/L;女童:50.0～81.3μmol/L)、Folate(6.6～20.0 ng/mL)和VB12(306.6～1721.4 pg/mL).结论 建立3岁儿童血清IRON、UIBC、TIBC、Folate和VB12参考区间对正确评估儿童发育、疾病诊断和治疗效果具有重要临床意义.

目的 检测并分析2型糖尿病患者血液中11种氨基酸和31种酰基肉碱的水平,评价小分子代谢物作为2型糖尿病的诊断价值.方法 收集门诊2型糖尿病患者302例,正常对照302例,利用液相串联质谱技术测定血液中的11种氨基酸和31种酰基肉碱的水平并进行比较分析.用ROC曲线判断诊断效能.结果 2型糖尿病患者与对照组的7种氨基酸和21种酰基肉碱水平差异有统计学意义,C2对2型糖尿病有辅助诊断价值,曲线下面积为0.771(95％CI=0.734～0.809),P<0.01,当临界值为12.50μmol/L时,灵敏度和特异性分别为60.3％和82.5％.结论 2型糖尿病患者存在氨基酸和酰基肉碱代谢紊乱,C2可以作为2型糖尿病的辅助诊断指标.

癌症目前仍是医学界面临的第一大难题,其早期诊断、预后风险预测及治疗疗效评估有利于提高患者的生存率.目前临床上诊断癌症主要依靠肿瘤组织病理、内窥镜等检查,但都存在侵入性和异质性的问题.而在肿瘤细胞DNA中发生的分子变化如突变、易位和甲基化等,在循环肿瘤DNA(circulating tumor DNA,ctDNA)中也能反映出来.因此,体液活检检测ctDNA逐渐成为癌症诊断和监测的新方式.DNA甲基化与癌症中许多基因的表达沉默有关,在肿瘤基因组中发现了许多异常的甲基化改变,也有研究证明患者体液中也能检测到甲基化DNA,因此甲基化DNA有望成为新的癌症预测生物标志物.本文拟介绍DNA甲基化与癌症的关系、ctDNA的生物学基础,总结ctDNA的甲基化检测技术,阐述将甲基化ctDNA作为肿瘤生物标志物的作用及研究进展,并提出将ctDNA的甲基化检测应用于临床肿瘤方面的前景和挑战.

目的 分析不同储存条件和反复冻融操作对血浆蛋白组学鉴定水平的影响,以探讨蛋白组学分析中血浆保存标准.方法 以30名健康志愿者为研究对象,取空腹静脉血离心得血浆.将30份样品平均分为3组混合为血浆池,置于不同条件(4℃、-20℃、-80℃、液氮)保存,通过考察保存时间和反复冻融次数观察蛋白检测的稳定性.结果 在4℃保存样本72 h后蛋白鉴定数量明显上升,丰度差异蛋白所占比例22.88％,显著高于其他实验组;保存条件为-20℃,-80℃,液氮实验组冻融3次无显著变化;于-80℃保存1年蛋白检测水平仍较为一致.结论 血浆在4℃保存48 h内蛋白检测水平稳定,于-80℃长期冻存1年内蛋白水平稳定,反复冻融3次以内对血浆蛋白组学检测的影响较小.