临床检验在不断追求更高的灵敏度、特异性和准确度等分析性能的过程中,密切关注分析检测技术的革新和迭代,而质谱技术则是近十年来在临床检验领域应用的热点技术之一。
美国内分泌协会发表的声明中提到,基于液相分离之上的质谱有着作为“金标准”的最佳前景;世界顶级评论期刊《临床内分泌与代谢杂志》(JCEM)宣布2015年起只接受质谱法检测的激素结果。在我国,2023年国家卫生健康委发布了《县级综合医院设备配置标准》,明确将“质谱仪”列入配置清单;北京协和医院牵头制定的《医疗机构临床质谱实验室建设共识》等……
获得如此多权威平台的重视,那么质谱技术对于临床实验室的意义是什么呢?检验科为什么要开展质谱检测?接下来,就从几个方面深入了解。
什么是“质谱”
质谱技术的历史可以追溯到19 世纪初,英国科学家 J.J.Thomson 最早通过质量分离出氖同位素,而所用仪器就是第一台质谱仪。进入 20 世纪,质谱仪因其灵敏度高、特异性强、分析速度快等优点而逐渐被广泛应用。质谱技术检测原理在于,一是质谱的特异性,在相同电离条件下,不同的待测分子产生的质量电荷比(质荷比)不同;二是质谱的定量准确性,控制质谱仪的参数,可以检测不同质荷比的物质含量;三是质谱应用广泛性,理论上,能够被电离的分子,都可以用质谱技术测定,不需要酶、生化试剂、荧光抗体、探针等其他检测试剂成分,且具有高通量、高效率和低成本的优势。
从结构和原理方面而言,质谱仪可以分为六类,包括:
● 液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)
● 基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)
● 飞行时间/轨道离子阱分析器(QTOF MS/Orbit)
● 气相色谱-串联质谱(GC-MS)
● 核酸质谱(Mass Array)
● 电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)。
目前检验科常用的是:液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)、基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)以及电感耦合等离子体质谱三种(ICP-MS)。
与传统的检测方法相比,质谱分析技术作为高端定量检测分析,具有高灵敏度、高特异性、高准确度、线性范围宽及高通量等优点。因此质谱分析成为医学领域尤其是临床生化检验中非常有效的一种工具,可实现对部分传统检测方法的技术替代。目前,已知检测项目已达 500 余项,对临床疾病的精准预防及诊治具有重要价值。
质谱为临床诊疗带来哪些改变?
近十年来,质谱技术在国内检验医学领域落地生根、蓬勃发展,大型三甲医院和独立医学实验室已经相继开展应用研究。根据工信部发布的《产业关键共性技术发展指南》,将“质谱分析检测技术”明确列为具有应用基础性、关联性、系统性、开放性等特点的产业关键共性技术,优先发展。临床质谱技术在激素、药物、维生素、氨基酸等检测中发挥越来越重要的作用。大分子多肽和蛋白的质谱检测也受到广泛关注,尽管分析难度高,但巧妙地利用质谱优势能帮助深入研究疾病的发生和发展,自上而下促进精准诊断的发展。
Xevo TQ-XS 以目前拥有注册证产品中灵敏度最高的一款产品Xevo TQ-XS为例,该系统主要用于临床上对全血、血浆、血清、尿液、脑脊液、唾液等来源于人体样品中的被分析物进行定性或定量检测,包括内源性物质(激素、多肽、蛋白质、氨基酸、维生素、有机酸、核酸)及外源性物质(治疗药物、毒物)等。出色的灵敏度,大大提高可检测化合物范围,即使遇到非常复杂的临床样品基质,也可以准确定量其中的痕量分析物。国内专家们也已逐渐看到在质谱相较于化学法、免疫分析法的优势。比如在库欣病,又称皮质醇增多症的诊断上,《中华医学杂志》于2015年发表的《中国库欣病诊治专家共识》一文中提到,“放射免疫分析(RIA)和化学发光法测定 UFC,可受皮质醇代谢产物和合成的糖皮质激素交叉反应的影响;而基于分子结构的高效液相色谱串联质谱分析法(LC-MS/MS)则可避免上述问题”。可见质谱的高特异性,能够避免所测物质代谢和交叉反应带来的干扰,协助医生作出准确诊断。
只有“大三甲”才用得起质谱?
由于政策、发展环境等因素的影响,我国临床医学检验部门的质谱技术应用处于早期应用阶段,无论是数量还是种类都与欧国家仍有差距。部分第三方医学检验机构和三美甲医院开展了质谱技术相关的临床检测项目,包括一些临床研究,还不能满足临床个体化和精准化诊疗日趋增长的需求。
在国家卫生健康委办公厅发布的《国家检验医学中心设置标准》中,“营养元素检测(质谱法)、激素和神经递质检测(质谱法)、遗传代谢病筛查(质谱法)、微生物快速鉴定(质谱法)被列入必备检验项目清单,这就意味着质谱检测项目已经成为临床医学的必备检测项目之一,在疾病管理和临床检测的应用中不可或缺。另外,在2023年,主管部门出台了一系列相关政策,为质谱技术的推广带来的了转机。目前,浙江已确定了质谱法的收费编码,不少省份正在加紧制订质谱法的收费目录编码,让质谱检测更快的融入公共医疗保障体系,做到收费有法可依;同时,LDT政策开始进入实质性试点落地,首先将在医学检验规模最大的公立医院进行,通过医院和独立医学检验实验室的合作,逐步推广至全国各级医疗单位。
未来,临床质谱将会继续发挥其重要作用,并在技术和应用方面取得更加显著的突破。一方面,随着技术的不断进步,临床质谱将会变得更加高效、灵敏和可靠。例如,随着人工智能和机器学习技术的应用,临床质谱的数据分析将会更加准确和高效。另一方面,随着新技术的应用,临床质谱将会拓展其应用范围并更好地满足医学需求,进一步助推医学领域的发展。
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