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質(zhì)譜技術(shù)在過(guò)去的幾十年得到迅猛的發(fā)展。與傳統(tǒng)的檢測(cè)方法相比,，質(zhì)譜技術(shù)具有高靈敏度,、高特異性,、高準(zhǔn)確度,、線性范圍寬及高通量等優(yōu)點(diǎn),，因而有眾多臨床實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)開(kāi)始或積極準(zhǔn)備應(yīng)用相關(guān)質(zhì)譜技術(shù)擴(kuò)展專(zhuān)業(yè)范圍和提升檢驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>
一,、常用質(zhì)譜的類(lèi)型及臨床應(yīng)用
(一)液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(liquid chromatography-mass spectroscopy,，LC-MS)
LC-MS因其具有靈敏度和特異度高,、檢測(cè)時(shí)間短,、可以實(shí)現(xiàn)多重檢測(cè)、適用范圍廣的特點(diǎn),，可廣泛應(yīng)用于血液,、尿液等樣品中的各種代謝產(chǎn)物以及蛋白質(zhì)、多肽,、維生素,、激素等分析，已成為臨床檢驗(yàn)工作中重要的前沿檢驗(yàn)技術(shù),。
1.新生兒遺傳代謝病篩查：
遺傳代謝病又叫做先天代謝缺陷,，會(huì)對(duì)新生兒產(chǎn)生嚴(yán)重的危害，如果不能及時(shí)發(fā)現(xiàn),，甚至可能危及生命,。LC-MS可以在比較短時(shí)間內(nèi)高通量分析干濾紙血片上的氨基酸圖譜和肉堿圖譜，大大提高了檢測(cè)時(shí)間和通量,。目前已有研究表明LC-MS可以篩查出的遺傳代謝病包括高苯丙酮酸血癥,、高胱氨酸尿癥、瓜氨酸血癥,、甲基丙二酸血癥,、3-甲基巴豆?；o酶A羧化酶缺乏癥、極長(zhǎng)鏈?；o酶A脫氫酶缺乏癥等,。目前，美國(guó)和歐洲大部分的國(guó)家和地區(qū)已采用LC-MS/MS進(jìn)行新生兒遺傳代謝性疾病篩查,，已被業(yè)界認(rèn)為是新篩的"金標(biāo)準(zhǔn)"方法,。
在新生兒遺傳代謝病篩查中，傳統(tǒng)的免疫學(xué)方法由于方法學(xué)的限制,，小分子物質(zhì)的干擾等原因,，無(wú)法得到準(zhǔn)確的結(jié)果;而且一次僅可檢測(cè)一種生物樣品成分。質(zhì)譜的一血多檢優(yōu)勢(shì)明顯,，而且檢測(cè)項(xiàng)目越多綜合成本越低,。這種高靈敏度、高通量,、低成本的特點(diǎn)使其成為臨床新生兒代謝病篩查常用的技術(shù)手段之一,。
2.藥物濃度檢測(cè)：
當(dāng)今藥代動(dòng)力學(xué)的研究對(duì)檢測(cè)通量和靈敏度都有較高的要求，LC-MS在這方面具有突出優(yōu)勢(shì),，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在血藥濃度檢測(cè),、抗生素濃度檢測(cè)以及食品中化學(xué)農(nóng)藥殘留方面的檢測(cè)中。已經(jīng)有研究者建立了應(yīng)用LC-MS定量檢測(cè)人血漿中甲硝唑,、2-羥基甲硝唑,、丙戊酸、萬(wàn)古霉素的方法并應(yīng)用于藥代動(dòng)力學(xué)研究,。結(jié)果表明與免疫檢測(cè)方法比較LC-MS方法更加靈敏,。
目前血藥濃度檢測(cè)的主要方法有光譜法、免疫法,、色譜法,、質(zhì)譜法等。相比于傳統(tǒng)方法,，質(zhì)譜法是更為靈敏,、精準(zhǔn)和經(jīng)濟(jì)的檢測(cè)方法。
3.維生素類(lèi)檢測(cè)：
機(jī)體維生素的水平與生長(zhǎng)發(fā)育,、生理活動(dòng)的正常進(jìn)行都有密切關(guān)系,，有大量應(yīng)用LC-MS檢測(cè)血清中維生素D水平的研究報(bào)道。目前臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用LC-MS技術(shù)一次可進(jìn)行多種不同類(lèi)型維生素檢測(cè),，從而可大大降低檢測(cè)成本,，具有檢測(cè)高效、高靈敏度及高特異性的特點(diǎn),，已經(jīng)作為維生素臨床檢測(cè)的主流技術(shù),。近年來(lái),，隨著生物體內(nèi)不同類(lèi)型維生素含量變化與疾病關(guān)系研究的不斷深入，LC-MS方法應(yīng)用于維生素檢測(cè)在臨床實(shí)驗(yàn)室有快速普及之勢(shì),。
4.激素類(lèi)檢測(cè)：
目前臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)激素的方法普遍使用的是化學(xué)發(fā)光或電化學(xué)發(fā)光方法(化學(xué)免疫法),，但由于激素類(lèi)物質(zhì)在生物樣品中含量低、免疫學(xué)方法存在的嗜異性及自身抗體干擾等問(wèn)題,，常常導(dǎo)至化學(xué)免疫方法用于激素檢測(cè)靈敏度不夠,、穩(wěn)定性差，從而大大影響了臨床實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)激素結(jié)果的可信度,。隨著質(zhì)譜技術(shù)的推廣應(yīng)用,，LC-MS在激素檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用，其高靈敏度,、高穩(wěn)定性優(yōu)勢(shì)非常明顯,，檢測(cè)項(xiàng)目快速增加，受到臨床內(nèi)分泌學(xué)科的高度認(rèn)可,。
5.腫瘤標(biāo)志物篩選：
LC-MS可以高通量分析檢測(cè)腫瘤患者與健康人體液中代謝成分的差異,，從而篩選出潛在的腫瘤標(biāo)志物。目前,，LC-MS對(duì)腫瘤標(biāo)志物的篩選已經(jīng)取得了很大進(jìn)展,。Jasbi等應(yīng)用LC-MS分析了乳腺癌患者血漿中的代謝產(chǎn)物，檢測(cè)分析了具有潛在生物學(xué)相關(guān)性的105種代謝物,。LC-MS也已經(jīng)應(yīng)用在早期非小細(xì)胞肺癌、胃癌等多種腫瘤標(biāo)志物的篩選與鑒定中,。充分利用質(zhì)譜技術(shù)的高通量特點(diǎn),，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的綜合分析能力，必將大幅提升生物標(biāo)志物在腫瘤診治中的靈敏度和特異性,。
(二)氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)(gas chromatography-mass spectroscopy,，GC-MS)
1.尿液中代謝產(chǎn)物的檢測(cè)：
由于尿液中常包含如氨基酸、糖類(lèi),、有機(jī)酸,、醇類(lèi)等代謝終產(chǎn)物，其濃度高于血清,，易于收集,，而且大部分代謝產(chǎn)物易揮發(fā)，所以可通過(guò)GC-MS檢測(cè)尿液的特征性代謝產(chǎn)物,，為診斷遺傳代謝缺陷病提供可靠的依據(jù),。
目前國(guó)內(nèi)已有實(shí)驗(yàn)室建立了常見(jiàn)遺傳性代謝缺陷病的特征性代謝產(chǎn)物質(zhì)譜圖譜庫(kù)，通過(guò)檢測(cè)尿液中特征性代謝產(chǎn)物得到譜圖,，之后與內(nèi)標(biāo)峰面積進(jìn)行比對(duì),，可以開(kāi)展半定量測(cè)定,。這種半定量方法雖簡(jiǎn)便、快捷,，但由于缺乏每種被測(cè)物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)曲線,，所以不屬于真正的定量，且實(shí)驗(yàn)結(jié)果易受標(biāo)本肌酐值影響,，重復(fù)性和準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步優(yōu)化,，測(cè)定值難以與其他實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行室間比較。隨著GC-MS分析技術(shù)的發(fā)展普及,，它已經(jīng)成為遺傳代謝缺陷病早期篩查與診斷的可靠手段,。
2.在毒物篩查中的應(yīng)用：
臨床上誤食有毒有害物質(zhì)后會(huì)導(dǎo)至不同系統(tǒng)的急性、亞急性疾病,?？焖儆行У卮_定致毒物質(zhì)是后續(xù)臨床治療的關(guān)鍵。在臨床毒物分析診斷工作中,，由于樣品的復(fù)雜性,、毒物種類(lèi)的廣泛性、分析目標(biāo)物的不確定性,、各種檢驗(yàn)方法的局限性,，使得毒物篩查技術(shù)一直備受毒物分析工作者的重視。隨著質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展,，通過(guò)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)查詢來(lái)確認(rèn)未知化合物變得相對(duì)簡(jiǎn)單易行,。GC-MS具有與之相匹配的有機(jī)質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫(kù)，該技術(shù)也是到目前為止最為成熟的技術(shù),，是未知毒物篩查確證的金標(biāo)準(zhǔn),。GC-MS在毒物篩查中，可以快速,、高效,、方便地為臨床診斷、治療提供依據(jù),。GC-MS不適于難揮發(fā),、強(qiáng)極性、易熱解的有毒有害物質(zhì),。LC-MS技術(shù)對(duì)于難揮發(fā),、強(qiáng)極性、熱不穩(wěn)定毒性化合物的分析具有一定的優(yōu)勢(shì),，是未來(lái)毒物篩查技術(shù)的發(fā)展方向之一,，多種檢測(cè)手段的聯(lián)合使用可提高未知毒物篩查確證的效果。
(三)電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(inductively coupled plasma mass spectrometry,，ICP-MS)
人體內(nèi)許多生物大分子如蛋白質(zhì),、核酸,、激素、酶等在維持正常的生理機(jī)能時(shí),，需要一些微量金屬離子的參與,，這些離子的過(guò)多攝入或者不足都會(huì)不同程度引起生理功能的異常，因此需要檢測(cè)一些藥物,、食物,、環(huán)境中各種元素的含量。但一些藥物的成分復(fù)雜,、微量元素含量低;環(huán)境中各種物質(zhì)元素組成復(fù)雜,，檢測(cè)時(shí)相互干擾嚴(yán)重;傳統(tǒng)檢測(cè)生物體微量元素的方法如原子吸收法、原子熒光法等操作繁瑣,、穩(wěn)定性較差,，不能滿足臨床檢測(cè)要求。自20世紀(jì)80年代問(wèn)世以來(lái),，ICP-MS質(zhì)譜儀的應(yīng)用得到迅速的發(fā)展,。除C、H,、O以外,，元素周期表中幾乎所有的元素都可以使用ICP-MS完成定量分析。而且,，其具有對(duì)樣本類(lèi)型要求較低,，檢測(cè)靈敏度高、干擾少,、超痕量檢測(cè)限,、檢測(cè)線性范圍寬等諸多優(yōu)點(diǎn)。
(四)基質(zhì)輔助激光解吸飛行時(shí)間質(zhì)譜(matrix-assisted laser desorption/ ionization time-of -flight mass spectrometry,，MALDI-TOF MS)
MALDI-TOF MS可用于對(duì)核酸、蛋白質(zhì),、有機(jī)物等的快速分析,，包括目前臨床應(yīng)用最為廣泛的微生物鑒定、核酸分析等,。
1.微生物鑒定：
臨床微生物實(shí)驗(yàn)室對(duì)樣本中細(xì)菌的鑒定主要依賴于傳統(tǒng)的檢測(cè)方法如形態(tài)學(xué),、生化反應(yīng)、免疫學(xué)等,，檢測(cè)周期長(zhǎng)且部分疑難菌種不易鑒定,，不能滿足臨床診斷時(shí)效的需要，尤其是應(yīng)對(duì)菌血癥,、敗血癥等重癥感染的情況,。MALDI-TOF MS在這方面有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),。該技術(shù)對(duì)樣品純度要求不高，可以直接使用臨床樣本,，或者經(jīng)過(guò)分離培養(yǎng)挑選單菌落進(jìn)行檢測(cè),，獲得其蛋白質(zhì)譜圖，與更新的微生物數(shù)據(jù)庫(kù)參考圖譜進(jìn)行比對(duì),，從而鑒定至屬,、種、乃至亞種的水平,，縮短了鑒定的時(shí)間,。對(duì)臨床常見(jiàn)的隱球菌鑒定，MALDI-TOF MS也表現(xiàn)了極好的鑒定能力,。
MALDI-TOF MS的優(yōu)勢(shì)還表現(xiàn)為不僅可以對(duì)分離菌進(jìn)行鑒定,，近期已有較多的報(bào)道應(yīng)用其鑒定血培養(yǎng)瓶增菌后的微生物。但MALDI-TOF MS臨床微生物鑒定應(yīng)用中仍然存在一些問(wèn)題,，如數(shù)據(jù)庫(kù)不全導(dǎo)至部分不常見(jiàn)菌株的鑒定困難,，亞種鑒定局限;樣本直接鑒定時(shí)，標(biāo)本內(nèi)菌量對(duì)鑒定結(jié)果的影響;不同實(shí)驗(yàn)室操作差異,，對(duì)檢測(cè)重復(fù)性的影響等,。
2.核酸分析：
相比與傳統(tǒng)PCR技術(shù)，MALDI-TOF MS在基因SNP檢測(cè)方面具有一次檢查多個(gè)位點(diǎn)的優(yōu)勢(shì),?；趩螇A基延伸基礎(chǔ)上的MALD-TOF MS核酸檢測(cè)技術(shù)，能夠快速,、可靠,、高通量開(kāi)展SNP位點(diǎn)分析。目前MALDI-TOF MS技術(shù)已較為廣泛的應(yīng)用于個(gè)體識(shí)別和親權(quán)鑒定,、胎兒RHD基因型鑒定,、軟骨發(fā)育不全基因篩查、耳聾基因熱點(diǎn)突變檢測(cè)等方面,。
二,、質(zhì)譜臨床應(yīng)用面臨的挑戰(zhàn)
在中國(guó)，臨床質(zhì)譜技術(shù)屬于新興的檢測(cè)方法,，臨床應(yīng)用尚在起步階段,，僅有某些大型醫(yī)院臨床實(shí)驗(yàn)室和第三方醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)開(kāi)展了質(zhì)譜檢測(cè)，檢測(cè)項(xiàng)目也比較有限,，其應(yīng)用廣度和深度都遠(yuǎn)不如歐美國(guó)家,。究其原因，既有行業(yè)政策環(huán)境的制約，也有實(shí)驗(yàn)室能力及質(zhì)譜技術(shù)本身局限性等因素,。
(一)行業(yè)政策的制約
由于質(zhì)譜技術(shù)的高靈敏,、高能量等優(yōu)勢(shì)，其在臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用具有廣闊的前景,。但由于目前檢驗(yàn)項(xiàng)目準(zhǔn)入,、收費(fèi)定價(jià)等方面因素的制約，目前除了微生物鑒定方面的應(yīng)用外,，其他方面的應(yīng)用無(wú)法廣泛開(kāi)展,，嚴(yán)重制約質(zhì)譜技術(shù)的發(fā)展。
(二)質(zhì)譜設(shè)備價(jià)格昂貴
目前質(zhì)譜技術(shù)在臨床實(shí)驗(yàn)應(yīng)用普及性不足,，質(zhì)譜設(shè)備價(jià)格昂貴,，儀器維護(hù)和運(yùn)行成本高也進(jìn)一步限制了質(zhì)譜技術(shù)臨床實(shí)驗(yàn)室的開(kāi)展。
(三)技術(shù)自身的局限性
由于我國(guó)醫(yī)院(特別是大型醫(yī)院)臨床實(shí)驗(yàn)室普遍具有標(biāo)本量大,、技術(shù)人員配備不足的問(wèn)題,，需要高自動(dòng)化、高穩(wěn)定性,、配套應(yīng)用試劑的檢驗(yàn)設(shè)備支撐,。而目前質(zhì)譜設(shè)備在臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用還需要進(jìn)行樣品前處理、人工進(jìn)樣等相對(duì)復(fù)雜的步驟,，無(wú)論從自動(dòng)化,、還是穩(wěn)定性等方面與目前實(shí)驗(yàn)室廣泛應(yīng)用的常規(guī)檢驗(yàn)設(shè)備相比都還存在不小的差距。
(四)實(shí)驗(yàn)室條件不足
質(zhì)譜技術(shù)目前還屬于檢驗(yàn)前沿技術(shù),，其應(yīng)用過(guò)程及結(jié)果分析的相對(duì)復(fù)雜性對(duì)實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員的能力要求遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的常規(guī)檢驗(yàn)設(shè)備,。由于質(zhì)譜分析過(guò)程中揮發(fā)性有機(jī)溶劑等成分可能造成實(shí)驗(yàn)室人員的損害，質(zhì)譜設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中對(duì)溫度,、濕度要求高,。這就要求質(zhì)譜運(yùn)行實(shí)驗(yàn)室具備排風(fēng)及溫、濕度保障系統(tǒng),。
(五)方法學(xué)標(biāo)準(zhǔn)化需要提升
為了準(zhǔn)確定量生物樣品中不同成分,，生產(chǎn)廠家研發(fā)了不同方法學(xué)原理的不同類(lèi)型質(zhì)譜。由于質(zhì)譜方法應(yīng)用于臨床常規(guī)檢驗(yàn)時(shí)間還比較短,，特別是國(guó)內(nèi)可以說(shuō)是剛剛起步,，質(zhì)譜設(shè)備常規(guī)應(yīng)用中，實(shí)驗(yàn)室需要根據(jù)不同品牌,、型號(hào),、檢測(cè)樣品中物質(zhì)類(lèi)型,、含量,、檢測(cè)通量等對(duì)其方法學(xué)參數(shù)及條件進(jìn)行優(yōu)化。盡管目前有一些企業(yè)在開(kāi)發(fā)生產(chǎn)商品化試劑盒提供實(shí)驗(yàn)室使用,，但在實(shí)際應(yīng)用中仍然存在一定的局限性,。
(六)質(zhì)量管理有待完善
由于質(zhì)譜操作過(guò)程中需要樣品前處理,、人工進(jìn)樣等相對(duì)復(fù)雜的流程，對(duì)操作人員的技術(shù)能力要求高,，方法標(biāo)準(zhǔn)化水平低等原因,，給實(shí)驗(yàn)室分析前、中,、后全過(guò)程質(zhì)量管理中人,、機(jī)、料,、法,、環(huán)的控制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。由于國(guó)內(nèi)質(zhì)譜技術(shù)臨床應(yīng)用目前還不夠普及,，很多檢測(cè)方法為實(shí)驗(yàn)室自建,，如果再應(yīng)用于多種成分檢測(cè)，給室內(nèi)質(zhì)量控制的質(zhì)控品制備,、檢測(cè)系統(tǒng)性能驗(yàn)證,、實(shí)驗(yàn)室間比對(duì)等方面都帶來(lái)難度，目前質(zhì)譜檢測(cè)方法的實(shí)驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)還沒(méi)有全面展開(kāi),。
綜合以上臨床質(zhì)譜發(fā)展的現(xiàn)狀,，表明我國(guó)質(zhì)譜技術(shù)的臨床應(yīng)用較歐美發(fā)達(dá)國(guó)家還有較大的差距。要加快質(zhì)譜技術(shù)在臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用,，必須努力做好以下方面的工作：一是充分利用相關(guān)學(xué)術(shù)組織,，積極圍繞質(zhì)譜技術(shù)臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用需求、存在問(wèn)題和解決措施等進(jìn)行研討,，并將研討結(jié)果形成報(bào)告提供給相關(guān)監(jiān)管部門(mén)作為其政策決策時(shí)參考;二是積極組織相關(guān)行業(yè)學(xué)會(huì),、質(zhì)譜儀器制造商、醫(yī)院檢驗(yàn)科,、第三方醫(yī)學(xué)獨(dú)立實(shí)驗(yàn)室開(kāi)展技術(shù)宣傳,、人員培訓(xùn)、標(biāo)準(zhǔn)化方法推廣;三是加強(qiáng)質(zhì)譜實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建,、技術(shù)人員上崗,、操作流程的規(guī)范化管理;四是聯(lián)合大學(xué)、研究所,、設(shè)備制造商,、實(shí)驗(yàn)室技術(shù)人員，聯(lián)合申請(qǐng)相關(guān)科研基金或融資開(kāi)展國(guó)產(chǎn)質(zhì)譜設(shè)備,、利用質(zhì)譜技術(shù)原理開(kāi)展專(zhuān)用質(zhì)譜設(shè)備(專(zhuān)門(mén)用于某一類(lèi)型項(xiàng)目檢測(cè)),、及全自動(dòng)化質(zhì)譜設(shè)備、質(zhì)譜儀器流水線的開(kāi)發(fā)，擴(kuò)大質(zhì)譜技術(shù)臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用的普及,，降低質(zhì)譜設(shè)備臨床應(yīng)用成本,。期待在不久的將來(lái)，臨床質(zhì)譜技術(shù)能更好,、更廣泛的為醫(yī)學(xué)檢驗(yàn)服務(wù),，讓檢驗(yàn)結(jié)果更加準(zhǔn)確、快速,、有效,，為推進(jìn)健康中國(guó)服務(wù)。
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