質譜技術是分離和檢測帶電粒子質荷比的分析技術。因設備、人員和標準化問題,一直以來只應用于有實力的科研機構。隨著科學發展,質譜技術已成為化學分析領域和生命科學領域非常有效的分析工具,尤其在醫學檢驗中,國內許多三甲醫院與獨立實驗室紛紛布局臨床質譜技術,看中的就是其巨大的臨床應用前景!(相關閱讀:中國質譜市場:翻一番花5年 翻兩番需幾年?)
眾所周知,新技術在檢驗檢測上推廣應用已司空見慣。近年來,質譜技術在臨床醫學檢驗中所發揮的作用受到越來越多的關注。毫無疑問質譜技術應用作為未來檢驗的發展方向,已然成為目前的焦點話題,下面就和大家一起共同了解一下其在醫學實驗室中的發展歷程以及在醫學檢驗領域的主要應用情況和特點,同時探討質譜技術目前在臨床應用中主要不足和未來可能的發展方向。
何為質譜技術?
質譜技術(mass spectrometry)是分離和檢測帶電粒子質荷比的分析技術。隨著離子源及質量分析器技術的變革、質譜儀器設計的快速改進等,質譜技術已成為化學分析領域和生命科學領域非常有效的分析工具,尤其在醫學檢驗中的應用。
質譜技術背景
由“美國尼米茲號航空母艦”事故開始到質譜技術走入臨床實驗室,再到藥物研發領域的應用,而后進入檢驗領域,歷經四十年載。此后,質譜技術逐步從標準技術變成國際通用技術。
國外
2010年,LC-MS/MS廣泛應用于歐美臨檢參考實驗室。由于第三方檢測機構的推動,從大型醫院臨檢實驗室向中小型、甚至社區醫院擴展迅速。近年來,在歐美等發達國家,質譜技術已廣泛應用于醫學檢驗,基于該技術開發出的臨床檢測項目已有數百項。
國內
在我國,質譜技術最早始于治療藥物監測。隨后大范圍應用了遺傳代謝病檢測、營養素檢測和微生物鑒定等。因其具有良好的發展前景,有望成為醫學檢驗領域下一個革命性技術而被廣泛關注。但我國目前仍處于起步階段,檢測項目目前也只有70余項。
質譜技術優缺點
優點
高特異性、高靈敏度、單次分析的快速性、檢測信息的豐富性,以及對復雜生物基質分析的高耐受性
不足:
1、所需的標準物質、試劑、耗材和儀器的維修服務等成本高;質譜實驗室的儀器設備昂貴,技術人才匱乏,臨床應用的門檻高。 2.自動化程度較低,對人依賴性較大;同時在數據處理和報告發放環節,仍未實現自動化;3. 對于質譜技術應用較成熟的項目,檢測數據仍缺乏統一的應用標準,而且結果易受干擾,存在較大的風險;4. 目前均為自建方法檢測,不能標準化和規范化。美國臨床實驗室標準化協會已發布臨床質譜的使用指南,中華醫學會檢驗醫學分會、衛生計生委臨床檢驗中心和《中華檢驗醫學雜志》編輯部共同發布了《液相色譜-質譜臨床應用建議》;5.國內監管不成熟,檢測項目無收費標準。
小編說:就目前看質譜技術的應用仍存在較多缺陷,但隨著技術的革新與發展,相關條件的成熟,質譜儀有望同免疫學方法和化學發光法一樣,成為臨床檢驗自動化、智能化、標準化的檢測平臺。
質譜技術在醫學檢驗中的主要應用
目前的臨床應用方向包括四大類:臨床生化檢驗、臨床微生物檢驗、臨床免疫性檢驗、臨床分子生物診斷。
臨床生化檢測
目前質譜技術在生化檢測上是重點,主要項目有新生兒篩查、類固醇激素檢測、維生素族檢測、藥物濃度檢測、兒茶酚按檢測、重金屬含量、微量元素檢測等。但任然有很多項目尚未使用,如膽汁酸檢測、不孕不育激素檢測、抗真菌藥物濃度、疼痛管理藥物的檢測、溶酶體貯積癥等這些項目正在開發中。
新生兒遺傳代謝病系列篩查。可一滴血一次實驗檢測數十種氨基酸、酰基肉堿譜,共計106項指標,綜合判斷40余種遺傳代謝病(包括氨基酸代謝病、有機酸血癥、脂肪酸氧化缺陷疾病等)。而GC-MS做尿液有機酸檢測,可一次性檢測132項指標,可輔助檢測40余種遺傳代謝病(主要為有機酸血癥,也包括氨基酸代謝病及脂肪酸氧化缺陷病)。
類固醇激素系列 類固醇激素目前市場上的檢測大概有15種左右。
維生素系列-VD 目前開展的脂溶性維生素檢測約7種,水溶性約5種。臨床上用的較多的是維生素D,與鈣的吸收相關性大。另外,維生素A,E, K的檢測也很重要。
藥物檢測 定期檢測藥物濃度,既要達到治療效果,又要防止藥物中毒,質譜技術用于血藥濃度檢測,具有專屬性強、準確度高、重現性好、靈敏度高和成本低的優點。藥物成分分析,包括中藥和抗生素藥物成分分析;殘留藥物成分的鑒定分析;藥物代謝研究;保健品、中成藥、食品中非法添加化學藥物成分的鑒定分析。
痕、微量元素檢測 目前質譜技術已成為無機元素分析的主要方法之一, 已建立了幾十種痕、微量元素的檢測方法, 廣泛應用于全血、血清、尿液和頭發中砷、鉛等有害重金屬以及鐵、鋅、硒等人體微量元素的檢測。
其他項目 除以上項目外, 質譜技術的臨床研究也已全面開展,對臨床診斷不明的神經系統、消化系統以及皮膚損害患兒做了檢測, 診斷患兒為多種羧化酶缺乏癥, 并對生物素治療過程做了監測, 發現療效顯著。
臨床微生物檢驗
近年來,質譜技術已成功應用于微生物的鑒定及分型,并逐漸成為微生物鑒定的主流技術,可快速檢測和鑒定革蘭陽性菌、革蘭陰性菌、厭氧菌、分枝桿菌、酵母菌和絲狀真菌等。
主要優點:
(1)可用于多種微生物樣本,如痰液、血液、尿液、腦脊液和胸腹腔積液以及經過培養的樣本;(2)可用于幾乎所有類型的病原體鑒定和分類檢測,如細菌、真菌及其孢子、病毒、寄生蟲等;(3)可對病原的多種成分進行分析,包括蛋白質、脂質、脂多糖、脂寡糖、DNA、多肽及其他可被離子化的分子;(4)檢測速度快,例如一個病原微生物的質譜檢定實驗,包括樣本的采集和制備,整個過程不到10min;(5)樣本用量少;(6)樣本前處理簡單;(7)特異性和準確性高,建立好數據庫就可以做定性和定量的分析,用于病原微生物鑒定、B族鏈球菌的產前篩查、微生物藥敏檢測和病原菌耐藥性。
臨床免疫學檢驗
因傳統方法如ELISA檢測有致命缺陷,所以質譜有其應用必要性。隨著標記物的研發和蛋白制備更加成熟,質譜技術在免疫檢驗優勢更為突出。
臨床分子生物診斷
質譜因其高通量、時間短和成本低的優勢,可廣泛應用于核酸的分型和測定。目前技術有藥物基因組檢測、腫瘤易感基因檢測、新生兒耳聾基因檢測和液體活檢。
質譜技術的未來
質譜技術幾十年來發展較大, 在臨床檢驗中凸顯的作用也十分明顯, 越來越多的檢測項目正被轉移至質譜技術平臺進行檢測,現已成為臨床檢驗中的重要新型工具。
質譜技術作為檢驗領域新興的發展方向,較其他方法具有較大優勢,前景廣闊。但我國臨床檢驗中質譜技術的應用還非常有限, 檢測的項目較少、人才缺乏, 與國外發展水平差異較大, 有很多需要完善的地方。隨著質譜檢測數據的判斷標準的建立、技術人才的培養、質控體系的完善和收費標準的等問題的解決。質譜檢測將迎來新的發展機遇,不僅僅只應用在少量第三方檢測機構與大型綜合三甲醫院開展,基層醫院同樣也能開展。因此,質譜技術將是未來臨床檢驗、高校科研發展的主要方向。
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