一文了解质谱技术在检验医学领域的发展现状与未来展望

　　2008年，PUBMED数据库中以"mass spectrometry"为关键词的文章量已超过1万篇/年，近十年来明显呈逐年攀升的趋势。目前常用于临床诊断领域的质谱技术包括液相色谱－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)、四极杆液相色谱－质谱和电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等。

　　早期质谱技术主要用于同位素测定和无机元素分析。随着技术的进步，其应用涵盖了石油工业、化学工业以及有机物分析等领域。

　　20世纪60年代，气相色谱联合质谱模式的出现使得质谱技术首次进入生物医学领域。20世纪70年代末，随着大气压电离技术的成功研发和日趋成熟，液相色谱-质谱(liquid chromatography－mass spectrometry，LC-MS)模式以高灵敏度、高分辨率和高准确性等特点，深受科研人员和临床检测的青睐。

　　20世纪80年代，快原子轰击、电喷雾和激光辅助解吸等"软电离"技术的发展，使生物大分子转变成气相离子成为可能，更适合蛋白质、酶、核酸和糖类等生物大分子聚合物的检测，大大拓宽了质谱技术在生物医学领域中的应用。

　　1994年美国《分析化学》杂志登载的相关综述中宣布"生物质谱学的时代已经到来"。

　　质谱检测技术在国外医学检验领域的应用概况

　　欧美发达国家最早将质谱技术引入医学检验部门，发展相对成熟。目前，服务于临床诊疗的质谱检测项目已达400余项，主要涉及临床化学、临床免疫学以及临床微生物鉴定等领域，亦被用于建立临床化学检测项目的参考测量程序和研制参考物质。随着临床对个体化和精准化医疗需求的增加，基于质谱技术的基因组学、蛋白组学、代谢组学等研究成果正不断转化至临床实践。最近全自动化的LC-MS/MS分析仪器问世，这将大大推动质谱分析技术在医学检验领域更广泛应用。

　　1、质谱技术在临床微生物中的应用

　　临床微生物检验在感染性疾病诊断、用药指导、医院感染控制、抗菌药物管理等多方面均扮演着不可或缺的角色。基于表型的传统微生物鉴定方法，包括革兰染色、微生物培养和生化试验等，因检测同转时间较长、方法敏感性欠佳，影响病原微生物鉴定的速度和准确性，一定程度上影响了感染性疾病早期的诊疗。

　　得益于快速、准确、灵敏、自动化及高通量等优势，质谱技术在微生物领域的应用范围越来越广，已用于多类型样本中细菌和真菌的直接鉴定，并在微生物耐药性分析、分型和毒力研究等方面也已显现成效。在欧美等发达国家，质谱技术已在临床微生物实验室逐渐得到普及，在很大程度上取代传统微生物鉴定方法服务于临床诊疗。

　　质谱技术对微生物的精准鉴定和分析基于已建立的微生物胞膜蛋白质、脂多糖、核酸等的指纹数据库。根据数据库的不同，微生物鉴定结果有所差异。近年来，欧美发达国家致力于完善商业化的鉴定数据库，如Mayo Clinic Custom MALDI－TOF MS数据库目前已经囊括1 599个质谱词目，包括了商业数据库中未入库的微生物数据。

　　2、质谱技术在检测标准化中的应用

　　质谱技术常作为参考方法，用于建立参考测量程序和为校准品赋值。1974年，Siekmann等最早建立了采用气相色谱－质谱技术的检测醛固酮的参考方法，此后采用质谱技术的参考方法的扩展至检测非肽类激素、代谢物和某些底物等方面。

　　1997年，国际物质量咨询委员会(CCQM)将同位素稀释质谱原理定为一级(基准)测量原理之一，自此基于同位素稀释质谱原理的方法在生物和临床化学溯源性和标准化研究中受到重视。截止2015年，JCTLM公布的79个分析项目中，有近一半的参考测量程序采用的是液质联用或气质联用技术，主要用于药物、代谢物和底物、非肽激素、蛋白质和维生素和微量营养物项目检测。质谱技术为医学检验标准物质的研制提供了技术保障，是目前临床检验参考方法的最佳选择。

　　3、质谱技术临床应用的规范化

　　2007年CLSI首先发布C50A Mass Spectrometry in the Clinical Laboratory文件，内容主要涉及质谱技术在临床检验部门开展的总体原则，但未提供方法开发、确认和质量评估等方面的参考。

　　2014年CLSI出台C62－A Liquid Chromatography-Mass Spectrometry Methods指导文件，阐述仪器常规使用和方法开发前所需考虑的要点，提出了方法研发、性能预确认、性能确认、质量评估和实施后监测的最佳方案，旨在为临床检验部门提供全面、普适的方法开发和确认路径框架，使质谱的检测性能符合临床应用需求。标准化指南文件引导美国质谱分析技术的临床应用步入科学规范的发展之路。

　　质谱检测技术在我国医学检验领域的应用现状和未来发展

　　1、我国质谱检测技术的应用现状

　　我国临床医学检验部门的质谱技术应用处于起步阶段，无论是数量还是种类都与欧美等发达国家相距甚远。仅有少量第三方医学检验机构和三甲医院开展质谱技术相关的临床检测项目，且大多仅作为临床研究，无法满足临床个体化和精准化诊疗日趋增长的需求。专业人才的稀缺，方法建立和性能评价经验的匮乏，临床应用指南和管理政策的缺失，以及临床转化研究的欠缺，这些都严重阻碍质谱技术转化至临床实践。

　　对于我国临床检验部门现状而言，质谱技术临床应用的发展需求远重于监管需求。如何满足日益增长的临床需求，鼓励质谱技术在医学检验中得到科学普及和规范应用是我们需要考虑的问题。

　　2、我国质谱检测技术的发展

　　专业人才培养是医学检验部门迎接质谱检测时代来临的基础。不同于临床常规检测，质谱技术专业人才需经过长期培训、临床实践和经验积累，医学检验部门应在引入质谱技术前充分重视专业人员的培养工作。目前国内临床医学检验部门缺乏大量有经验的质谱技术专业人才，这严重制约了质谱技术快速转化至临床实践。

　　我国医学检验部门对质谱检测新项目建立和方法性能评价的经验相对不足，大多参照国外文献和少部分国内经验进行方法学建立、性能评价、设立评估标准和质量管理。这种自我管理模式为内部质量管理和外部标准化带来巨大挑战，因此亟待我国相关部门出台针对质谱相关的临床实践指南以规范质谱临床检测。

　　国内不同医学检验部门间技术水平与服务能力参差不齐，人员素质和检测系统存在显着差异，若放松对质谱技术临床应用的监督和管理，任其恣意发展，最终带来的只能是"乱象"。而直接参照美国FDA的监管设想则将可能极大阻碍我国质谱技术在医学检验领域的发展。

　　在商品化检测方法正式投入临床使用前，厂商会招募正常人群、疾病对照组以及疾病组以建立和验证检测方法的正常人参考范围，设立适当人群的医学决定水平。

　　3、质谱检测技术的应用前景

　　个体化和精准医疗的发展在很大程度上依靠准确可靠的检测结果，尤其高新检测技术(例如质谱技术)。质谱技术的临床应用成果在临床生化检验、临床免疫学检验、临床微生物检验以及临床分子生物诊断等领域中已开始显现成果，成为临床常用检测技术的一种重要技术。质谱技术的临床应用前景广阔。我们应该满怀热情地欢迎质谱技术进入医学检验领域，科学积极地推进质谱技术的临床应用，为临床医疗决策提供更加精确可靠的结果和信息。