新型艾杜糖醛酸-2-硫酸糖苷合成路径的开发及其在黏多糖贮积症II型筛查诊断中的应用

【编辑推荐】本研究针对黏多糖贮积症II型（MPS-II）新生儿筛查中艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶（IDS）活性检测的干扰问题，开发了一种高选择性合成艾杜糖醛酸-2-硫酸糖苷的新方法。该技术通过避免葡萄糖醛酸-2-硫酸盐污染，显著提升质谱检测特异性，同时实现同位素标记内标制备，为MPS-II早期诊断提供更精准的检测工具。

　　

黏多糖贮积症II型（Mucopolysaccharidosis-II，MPS-II）是一种因艾杜糖醛酸-2-硫酸酯酶（iduronate-2-sulfatase, IDS）缺陷导致的溶酶体贮积病。随着酶替代疗法的应用，早期诊断成为改善预后的关键。然而，现有新生儿筛查技术面临重大挑战——干燥血斑样本中存在的葡萄糖醛酸-2-硫酸酯酶会干扰质谱检测结果，导致假阳性风险。

华盛顿大学的研究团队在《Carbohydrate Research》发表的研究中，创新性地设计了艾杜糖醛酸-2-硫酸糖苷的合成路径。该研究通过立体选择性合成策略，直接从保护性?-艾杜糖出发，避免传统光化学异构化步骤可能引入的葡萄糖醛酸污染物。关键技术包括：1）分子内环化反应精确控制C4立体构型；2）三甲基胺硼氢化物/三氯化铝介导的硫糖苷合成；3）2-位特异性硫酸化修饰；4）同位素标记内标制备。

合成试剂开发
研究以商业化的保护性?-艾杜糖1为起点，通过分子筛辅助的还原胺化反应，生成关键中间体苯基2-O-苯甲酰基-3,4-二-O-苄基-1-硫代-α-?-艾杜吡喃糖苷2。该步骤创新性地采用Me₃N:BH₃/AlCl₃体系，实现温和条件下的立体选择性转化。

2-位特异性硫酸化
通过优化保护基策略，团队实现艾杜糖醛酸2-位点的完全选择性硫酸化。相比传统方法，新工艺彻底杜绝葡萄糖醛酸-2-硫酸盐副产物，确保质谱检测时不受内源性葡萄糖醛酸-2-硫酸酯酶干扰。

同位素内标制备
同步开发的¹³C标记产物，为串联质谱（MS/MS）检测提供可靠内参照物，显著提升新生儿筛查中IDS酶活性定量分析的准确性，特别适用于极低酶活性的MPS-II患者样本。

这项研究突破性地解决了MPS-II筛查中的关键技术瓶颈。通过化学合成创新，不仅消除检测干扰源，更建立起标准化质谱分析体系。2023年美国将MPS-II纳入新生儿筛查推荐目录后，该技术有望成为标准化检测方案的核心组成部分。研究团队披露的合成路径已实现克级制备，为大规模筛查提供物质基础，其设计理念对其它溶酶体病检测试剂的开发具有重要借鉴意义。值得注意的是，该方法避免使用光化学异构等不可控反应，体现出合成化学与临床诊断需求深度融合的创新思维。