臨床質譜平臺技術在精準醫療發展中的應用

摘要：“精準醫療”是一種基于前沿技術快速進步而發展起來的新型醫療模式，其發展的基石包括四個方面：基因組學、蛋白質組學、代謝組學等技術;臨床大數據庫及生物樣品庫;信息挖掘與數據分析技術;電子醫學和移動醫療等技術。臨床質譜平臺技術滿足臨床決策需求，精準的檢驗、精準的質控是精準醫療的保障;要推進IVD質量改進，建立精準的臨床質譜平臺技術參考方法是IVD質量的保障;檢驗結果互認的普及可減少重復檢測、減輕醫療負擔。

關鍵詞：精準醫療;臨床質譜平臺技術;應用領域;挑戰

精準醫療已逐漸成為國內外醫學界關注的熱點，惡性腫瘤、高血壓、糖尿病、出生缺陷和罕見病等領域的精準醫療受到了越來越多的關注。

精準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，臨床質譜平臺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內外醫療機構認可和重視的同時，臨床質譜平臺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醫學檢驗實驗室及醫院相繼建立了臨床質譜分析平臺。臨床質譜平臺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等大型獨立醫學檢驗實驗室而言，目前國內臨床質譜平臺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醫學檢驗實驗室和少數三甲醫院，開展項目主要包括新生兒遺傳代謝病篩查、維生素系列檢測、藥物濃度監測、類固醇激素檢測等，檢測所涉及項目非常有限，其中以微生物檢測、新生兒遺傳代謝病篩查和維生素系列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。在臨床實驗室推廣臨床質譜平臺技術，是為了改進醫學實踐的質量，為患者提供更好的醫療服務。

質譜平臺技術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。在這100多年的發展歷史中，臨床質譜平臺技術不斷進步發展，具有快速檢測、高分辨率、高靈敏度、高特異性等優點。從上世紀80 年代開始，質譜平臺技術最早應用于化學分析，生命科學科研和制藥業，直到2000年前后，醫學界應用才開始進入快速發展的初期。

但是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醫療的前提，如果檢測結果不準確，即使再便宜的方法也是浪費且耽誤病人的治療甚至生命安全。從檢測原理上來看，臨床質譜平臺技術與傳統免疫法比較，檢測結果具有更可靠性，因為臨床質譜平臺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。超高效液相色譜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臨床質譜平臺技術來實現，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，用超高效液相色譜串聯質譜， 一次檢測相關代謝產物可將假陽性率降低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;另外臨床質譜檢平臺技術檢測范圍也從原本數百種細菌擴大到2000+種細菌。

臨床質譜平臺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。臨床質譜平臺技術在精準醫療發展中的潛力和用途是巨大的，但同時面臨的挑戰也是前所未有的。在中國臨床質譜應用發展過程中，主要存在以下幾個難點：儀器屬于大型儀器，投資高，醫院沒有經費購買儀器;對檢驗人員技術要求高，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?？傊?，隨著臨床質譜平臺技術的發展、基礎應用以及臨床轉化應用研究工作的不斷深入，臨床質譜技術正在成為精準醫療領域非常有前景的、高滲透性的新技術。

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作者簡介：

尚麗麗，女，漢族，醫學學士（醫學檢驗專業），13年臨床實驗室工作經驗，主要從事生殖遺傳，優生優育，亞健康評估等方向的檢驗研究工作。