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臨床檢驗

質譜技術具有的高靈敏度和專屬性以及高通量分析性能,使其已經成為臨床檢驗的重要工具。在歐美國家,大量臨床檢驗實驗室已廣泛配備質譜分析平臺,如Mayo Clinic、Quest Diagnostics、ARUP、LabCorp等,其中上述臨檢機構可開展的基于質譜的檢測項目已超過200類。在我國,截止到2016年4月,CFDA總共批準了與質譜技術相關的進口器械12項,國產器械8項。目前,質譜在臨床檢驗的主要應用領域包括:內源性代謝物、蛋白與多肽、藥物監測,以及微生物鑒定等。

質譜臨檢的技術方法

目前,應用于臨檢的質譜技術主要以三重四級桿串聯質譜和MALDI-TOF質譜為主,前者主要用于檢測小分子物質和蛋白、多肽,后者主要用于微生物鑒定與基因突變位點分析。

現有的常規臨檢技術在臨床應用中仍然存在一些弊端,如特異性、專屬性不足,易受內源性結合蛋白、基質等因素干擾等。而質譜檢測則可以很好地彌補上述問題。從檢測原理來說,以目前臨床最常用的三重四級桿串聯質譜為例,質譜檢測的主要過程與原理如下:

首先,在一級質譜中根據不同物質的質量數特征,特異性選擇目標指標進行檢測;然后將目標物質進行碎裂;最后,在二級質譜中再次根據質量數特征,對目標指標的特征性碎片進行選擇性檢測。質譜還可以通過結合色譜等預分離體系,實現更進一步的目標物質分離和特異性檢測。

因此,相比上述常規臨檢方法,質譜法具有的優勢包括:

  • ?特異性:質譜具有絕對的特異性,例如質譜能夠有效區分25羥基維生素D2和25羥基維生素D3;能夠區分Parathyroid hormone的不同剪切片段。
  • ?準確性:不存在自身抗體、內源性結合蛋白干擾,所導致檢測假陰性的問題,例如被應用于Thyroglobulin檢測。
  • ?高通量:質譜可同時檢測多個指標,例如串聯質譜法一次上機可同時檢測超過30種遺傳代謝病相關指標。
  • ?快速:可在幾分鐘到二十分鐘內完成檢測分析

質譜臨檢的應用:

目前,質譜在臨床檢驗的主要應用領域包括:小分子內源性代謝物,蛋白與多肽、藥物監測與微生物鑒定:

  • ?小分子內源性代謝物檢測,包括:新生兒遺傳代謝病篩查(肉堿類、氨基酸類等)、25羥基維生素D、類固醇激素、膽汁酸等。質譜法已成為小分子代謝物檢測的金標準。其中,串聯質譜法進行新生兒遺傳代謝病篩查是目前國內外開展最廣的質譜臨檢應用。質譜法已超過其他檢測方法,成為新生兒篩查最主流的臨檢技術,且增長速度最快。在我國,已有超過10多個省份的40多家醫院和醫療服務機構已開展基于質譜的新生兒代謝病篩查(在英國、德國、澳大利亞、韓國、日本和臺灣等國家和地區也已將串聯質譜新生兒篩查列為法定篩查項目,篩查覆蓋率基本達到90%以上),檢測種類已逐步達到40多種,2015年我國篩查量已達170萬人份。部分地區將新生兒代謝病質譜篩查納入政府財政補貼。
  • ?蛋白、多肽檢測:相比于小分子代謝物檢測,質譜用于蛋白、多肽的臨床檢測尚不多。在美國,采用LC-MS技術進行檢測的蛋白/多肽項目如下(來自FDA網站):

其中,Expresys lungTM是一個標志物panel,含有11個標志物,用于肺結節良惡性判斷(http://www.indidx.com/)的LDT產品。其采用了串聯質譜的檢測方案,體現了該技術能夠同時定量多個指標的優勢。

  • ?藥物監測:串聯質譜法是免疫抑制類、精神類、抗菌類等藥物進行藥物濃度監測的金標準技術。此外,Mayo Clinic還提供基于LC-MS/MS的方法,監測抗體藥物濃度的檢測服務。
  • ?微生物鑒定:傳統的致病微生物檢測大多采用微生物培養、生物化學和分子生物學的方法檢測,不僅分析周期長而且沒有明確的種群分型標準,往往造成分析結果的滯后和種類分型的誤判。MALDI-TOF MS已經進入臨床微生物實驗室用于病原菌鑒定, 與傳統的表型鑒定及分子生物學技術相比, 質譜更加快速、準確、成本低廉。

展望:

質譜在臨檢領域的應用,除了其技術方法本身在特異性、靈敏度、分析通量上的優勢,還依賴于臨檢機構對質譜檢測的觀念更新,以及政府政策的支持。美國對臨床質譜技術采用了兼顧監管和鼓勵創新的LDT (Laboratory Developed Test)模式。在此模式下,只要是有CLIA執照的實驗室,其研發的產品和技術服務就可以合法進入臨床,合理收費,其檢測結果可用于指導臨床診療。2014年3月7日,上海醫學會舉行了“部分基因和質譜檢測的實驗室自建項目(LDT)的研討會”。上海市衛計委醫政處、規財處和發改委均對LDT 開展表示支持,鼓勵醫院在保證質量的前提下,開展LDT項目試運行。2016年3月3日,國家衛生計生委官方網站發布《國家衛生計生委辦公廳關于臨床檢驗項目管理有關問題的通知》,為臨床實驗室自建項目(LDT)開啟綠色通道??梢灶A見,隨著國家對LDT模式的開放和推廣,臨床質譜技術將會得到很好的發展,甚至在某些檢測領域中替代放免等技術。

上海中科新生命擁有超過10年的質譜方法開發經驗,已經建立了多種代謝物、蛋白質的特異性分析方法,通過基于三重四級桿質譜平臺(經CFDA批準用于體外診斷(IVD)),我們為質譜的臨床檢測應用服務提供支持。

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