臨床質譜技術在中國：巨大的潛在臨床應用前景

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質譜是怎樣的一種技術？◤

質譜是一種測量離子質荷比（質量-電荷比）的分析方法，最早由英國著名物理學家J. J. Thompson于1906年發明。可以把它想象成一桿特殊的天平，稱量的是離子的質量。在這100多年的發展歷史中，質譜技術不斷進步發展，具有快速、高分辨率、高靈敏度、高特異性等優點。從80 年代開始，質譜發展成工業產品，最早應用于化學分析，生命科學科研和制藥業。 

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目前國內質譜技術的發展現況如何？目前主要在哪些醫學領域得到了很好的運用？

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國內的質譜應用也和北美經過了同樣的歷程，最早應用于科研機構，隨著制藥的發展，質譜技術被廣泛應用于新藥研發，接著是食品，環境及臨床應用領域。 

精確診斷是精準醫療的重要前提，作為生物樣本內小分子分析的金標準方法，質譜技術是精準診斷實現過程中不可或缺的工具，也是臨床檢驗技術重要的發展方向。近年來，精準醫療在逐步獲得國際醫療機構認可和重視的同時，質譜技術在臨床檢測中的需求也越來越大，目前國內越來越多的第三方及醫院相繼建立了質譜分析平臺，質譜技術也因其自身高靈敏度、高特異性、高技術型等特點一度成為了臨床檢驗能力的一種標志。

相比美國QUEST、Labcorp, MAYO Clinic等大型獨立醫學實驗室而言，目前國內臨床質譜發展還處于起步階段，和北美2009-2010年前后的情況非常相近，臨床質譜主要集中在個別大型獨立實驗室和少數三甲醫院，開展項目主要包括遺傳代謝病篩查、維生素系列檢測、藥物濃度監測、類固醇激素檢測等，涉及項目非常有限，其中以微生物檢測、新生兒篩查和維生素檢測等領域的應用較為廣泛。目前，中國臨床應用正處于高速發展的前期。

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質譜技術的靈敏度和特異度這么高，是不是所有能運用的項目都要運用質譜技術？還是質譜技術會優先運用于某些項目？相對于傳統的檢測方法，質譜技術分別在檢驗醫學各個領域明顯優勢在哪？

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每種方法都有各自的優缺點，需要根據綜合需求選擇檢測方法學。比如一些項目免疫生化方法成熟準確，沒有必要應用質譜方法，但對于小分子化合物生化指標，質譜對精準檢測有絕對的優勢。因為醫療體系收費的限制，現在很多檢測項目在選擇方法學時無奈以價格為第一考量，但是，檢測結果的準確性是精準治療的前提，如果檢測結果不準確即使再便宜的方法也是更大的浪費且耽誤病人的治療甚至生命安全。

從檢測原理上來看，質譜技術與傳統免疫法比較，檢測結果具有更可靠性，因為質譜技術對樣本中生物標志物的分析基于化合物本身的分子量、結構等化學性質，是一種直接分析方法，而不像免疫學方法是抗體和目標化合物反應，再去進行檢測。液相串聯質譜聯用技術可以在復雜基質如人血清和血漿中獲得更高的靈敏度和特異性及同時檢測多組分，日漸成為生物樣品中內源性痕、微量物質檢測的“金標準”。對于那些在體內含量水平低，內源干擾多的物質定量分析就需要質譜技術來實現，比如說激素。激素的前體物質和代謝物大多時候結構相似或為同分異構體，放射免疫法的靈敏度可以達到檢測需求，但所用抗體特異性不足，會和其他結構類似的物質發生反應，往往使結果偏高造成假陽性。而質譜法特異性強，是在分子水平檢測，即使像睪酮和DHEA這樣的同分異構分子也可以準確區分和定量，從而真正反映人體中激素水平狀態。同時，質譜還可以通過微量樣品一次進樣檢測代謝通路的多個相關的生化指標，可以精準診斷疾病。比如，診斷先天性腎上腺增生通常采用免疫學方法測定17-羥孕酮、氫化可的松、雄烯二酮，假陽性率非常高，用液相色譜串聯質譜, 一次檢測相關代謝通路可將假陽性率降低85.15%。特別是對于特殊人群，比如性腺功能減退的男性、更年期女性或者兒童來說，激素濃度更低，采用質譜法可以做到精準定量，指導醫生給出更有效的治療方案。

在微生物檢驗方面，基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜（MALDI-TOF-MS）能大大縮短鑒定時間，臨床往往因為細菌培養的耗時較長，醫生在獲得實驗室報告前已經采取抗菌藥物治療，一定程度上造成了抗菌藥物的濫用；另外質譜檢測范圍也從原本數百種細菌擴大到2000+種細菌。

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開展質譜技術需要哪些條件？從您回國這一年的經驗來看，目前國內的情況下質譜在基層醫院能否得到進一步的推廣？還是僅限在“高大上”的醫療機構？如果在基層得到應用，是否對基層的常規檢測項目和方法帶來一定的沖擊？

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質譜技術作為一種多功能的新型的檢測技術，硬件已是完全工業產品化，雖然其功能非常強大，但方法學和質量管理體系是檢測結果及應用的關鍵。同一臺儀器， 如果樣品處理方法不同，達到的檢測的準確性和靈敏度會有很大的差異。這對傳統的醫院或檢驗實驗室或檢驗人員來說都是一種新的挑戰，但同時也是一種新的發展機遇。在中國臨床質譜應用發展過程中，主要存在幾個難點：儀器屬于大型儀器，投資高，醫院沒有經費購買儀器；對人員技術要求高， 業界缺乏相關的專業應用技術人才； 沒有相關質譜檢測的收費標準；沒有標準化的IVD方法學；沒有成熟的質量管理體系。  

在方法學開發優化的過程中，還需要在質譜檢測數據的判斷標準、臨床范圍的建立、技術方法的掌握與人員培訓、質量控制體系的建立等方面嚴格把控，要求具備完善的實驗室管理體系和質量保證體系，對每一種方法均進行嚴格的性能驗證，包括檢測結果的準確性和重現性。

我從2009年開始負責SCIEX北美質譜臨床技術應用及推廣，從那時就經常回國和SCIEX國內的同事及臨床領域主要專家一起培養中國臨床市場。 在中國最早起步的是第三方檢測機構和三甲醫院的業界領軍專家， 那時絕大部分醫院還認為質譜技術和他們離得很遠。隨著整個行業的發展，以上提到的主要挑戰也逐步趨于緩和，質譜技術在臨床應用當中得到廣泛的接受。如果今后質譜能在基層得到廣泛應用，復雜的方法學必須簡單化、標準化。質譜檢測方法肯定會取代一些現在免疫學方法有缺陷的檢測項目，同時也會開發新的方法學領域比如多種蛋白標志物的同時檢測。目前北美質譜在臨床檢驗整體業務當中占20-30%的比例，且在持續增長。現在中國剛剛起步， 所以將來市場前景前途不可估量。

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目前國內臨床質譜檢測大多以實驗室自建項目(LDT)為主，鑒于臨床對質譜技術的需求增加以及臨床領域的特殊性，LDT也因此受到了世界各地監管部門的廣泛關注，請問在這樣的形勢下，您覺得LDT未來的發展空間如何？

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醫學檢驗的發展離不開LDT，而LDT健康發展則需要有效的法規監管。新檢測技術的創新和發展與新項目的開發和應用可以在很大程度上促進臨床診療水平的快速發展。隨著個體化醫學和精準醫療的快速發展，為滿足臨床對于精準結果的需求和促進我國醫學檢驗部門自建檢測方法的科學發展與合理監管，2017年10月，國家衛計委臨檢中心和中華醫學會檢驗醫學分會組織國內臨床檢驗，特別是臨床質譜領域的專家共同起草，在中華檢驗醫學雜志發表的《液相色譜-質譜臨床應用建議》，從而使質譜在臨床應用上有章可循。我也積極參與了建議的起草和修改。

為了保證質譜臨床應用的健康發展，我個人認為應該對技術力量強的實驗室開放LDT， 但對其實驗室方法學，人員能力，質控體系，資質的認證要有相關的要求和規范。 對于大部分技術力量欠缺實驗室應該實行標準化認證的IVD方法學及試劑，標準的質量管理以促進這個應用領域的健康發展。

劉華芬

迪安診斷旗下成員企業——杭州凱萊譜精準醫療檢測技術有限公司執行總裁，中國醫師學會檢驗醫師分會臨床質譜專家委員會委員，北美與中國臨床質譜應用領域的重要開拓者。

加入迪安診斷之前，有20余年的制藥、法醫毒理及臨床等領域的工作經驗。曾任SCIEX 公司SCIEXLabs全球總監、高級科學家、應用技術及支持總監。在負責SCIEX美洲市場臨床研究和毒理技術及支持期間，她帶領團隊完成了連續6年的高速增長，達到市場占有率的絕對優勢，在制藥、臨床研究法醫毒理質譜應用界得到客戶和同行專家的廣泛認可。曾在國際一流刊物及國際會議發表超過100 多篇文章或文獻。主導開發的過敏源蛋白方法學獲得2016年AOAC 頒發的Technical Excellent and Method of the year。因為領先的研究結果多次被國際一流會議邀請做大會專題技術報告。