臨床質(zhì)譜技術(shù)發(fā)展態(tài)勢(shì)分析及建議*

施慧琳 許 麗 徐 萍 王 玥

（中國科學(xué)院上海生命科學(xué)信息中心，中國科學(xué)院上海營養(yǎng)與健康研究所，上海 200031）

質(zhì)譜技術(shù)在生命科學(xué)基礎(chǔ)研究和臨床檢測(cè)分析中的應(yīng)用越來越廣泛。細(xì)胞內(nèi)的生命活動(dòng)由基因、蛋白質(zhì)、以及小分子代謝物共同調(diào)控，在基因?qū)用鎸?duì)生命現(xiàn)象底層原因進(jìn)行探索基礎(chǔ)上，對(duì)影響生命活動(dòng)的終端的蛋白質(zhì)和代謝物的全面研究尤為關(guān)鍵，有助于理解生命現(xiàn)象發(fā)生發(fā)展的本質(zhì)。質(zhì)譜技術(shù)通過測(cè)量離子質(zhì)荷比（質(zhì)量-電荷比）能夠以高通量的方法對(duì)生物系統(tǒng)中的蛋白質(zhì)、代謝物進(jìn)行全面的定性鑒定和定量分析，已發(fā)展成為蛋白質(zhì)組、代謝物組研究的重要利器。與此同時(shí)，在臨床應(yīng)用中，由于質(zhì)譜技術(shù)可在單次檢測(cè)中同時(shí)系統(tǒng)精確地分析上百個(gè)生物標(biāo)記物，并可檢測(cè)出傳統(tǒng)分析技術(shù)無法檢測(cè)到的生物標(biāo)記物，這些特點(diǎn)使質(zhì)譜技術(shù)在臨床檢測(cè)中獲得了廣泛應(yīng)用，成為多項(xiàng)臨床檢驗(yàn)分析的金標(biāo)準(zhǔn)。

1 國際臨床質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用態(tài)勢(shì)分析

1.1 國際臨床質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)態(tài)勢(shì)

質(zhì)譜技術(shù)通過測(cè)量離子質(zhì)荷比（質(zhì)量-電荷比）以準(zhǔn)確鑒定未知分析物，定量已知化合物以及確定分子的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)。一臺(tái)質(zhì)譜儀包括進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、離子檢測(cè)器、數(shù)據(jù)系統(tǒng)等多個(gè)技術(shù)模塊，為滿足不同樣品類型和分析要求的需求，每個(gè)模塊都有多種類型技術(shù)可供選擇。臨床樣本的復(fù)雜性對(duì)質(zhì)譜技術(shù)的靈敏度、可檢測(cè)分子范圍、分辨率、準(zhǔn)確性提出了更高的要求，而最直接決定質(zhì)譜儀性能技術(shù)模塊是離子源、質(zhì)量分析器。近年來，離子源的技術(shù)進(jìn)步提高了質(zhì)譜技術(shù)的靈敏度，并拓寬了可檢測(cè)分子范圍，質(zhì)量分析器的技術(shù)創(chuàng)新則使得質(zhì)譜技術(shù)的定性和定量能力獲得顯著的提升，另外，在離子源和質(zhì)量分析器之間創(chuàng)新性地引入離子淌度譜技術(shù)，將從另一個(gè)維度提高譜圖分辨率［1］，展現(xiàn)了在同分異構(gòu)體、電荷異構(gòu)體分辨方面的優(yōu)勢(shì)，這些進(jìn)步推動(dòng)質(zhì)譜技術(shù)的臨床應(yīng)用。

1.1.1 離子源

質(zhì)譜技術(shù)在臨床中的推廣應(yīng)用依賴于離子源的進(jìn)步。最初經(jīng)典的質(zhì)譜技術(shù)是將樣品在真空條件下加熱揮發(fā)成氣體后通過電子轟擊（Electron Impact，EI）、化學(xué)電離（Chemical Ionization，CI）進(jìn)行離子化，這些技術(shù)很容易破壞分子結(jié)構(gòu)，不適用于蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的分析，且對(duì)液相色譜與質(zhì)譜聯(lián)用的接口技術(shù)提出了較高的要求，使得其在臨床應(yīng)用中受到限制。之后，以電噴霧電離（Electron Spray Ionization，ESI）和基質(zhì)輔助激光解吸電離（Matrix Assisted Laser Desorption Ionization，MALDI）等為代表的“軟電離”技術(shù)的發(fā)展，因?qū)悠贩肿拥钠茐男孕?，可保留整個(gè)分子的完整性，拓寬了質(zhì)譜技術(shù)在生物大分子分析中的應(yīng)用。與此同時(shí)，以ESI、大氣壓化學(xué)電離（Atmospheric Pressure Chemical Ionization，APCI）、大氣壓光電離（Atmospheric Pressure Photoionization，APPI）等為代表的大氣壓電離技術(shù)的出現(xiàn)，成功地解決了液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用的接口問題，使液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用逐漸發(fā)展為成熟的技術(shù)，可對(duì)包含不揮發(fā)性化合物、極性化合物、熱不穩(wěn)定性化合物的復(fù)雜臨床樣品進(jìn)行有效分析。另外，以解吸電噴霧電離（Desorption Electrospray Ionization，DESI）、實(shí)時(shí)直接分析電離（Direct Analysis in Real Time，DART）為代表的常壓敞開式離子化技術(shù)相繼出現(xiàn)進(jìn)一步簡(jiǎn)化樣品預(yù)處理流程，可對(duì)樣品中分析物進(jìn)行快速直接電離及質(zhì)量分析，使得質(zhì)譜技術(shù)向即時(shí)、原位分析方向發(fā)展，為多種疾病尤其是癌癥的精準(zhǔn)、即時(shí)檢測(cè)提供了重要支撐。當(dāng)前已經(jīng)有上百種離子源技術(shù)出現(xiàn)，但尚沒有任何離子源能滿足所有應(yīng)用的需求，在進(jìn)行質(zhì)譜分析之前，需要根據(jù)自己的測(cè)試目的和樣品種類來選擇合適的離子源。

在應(yīng)用于生物大分子分析的軟電離技術(shù)中，ESI和MALDI技術(shù)最為成熟，多家質(zhì)譜研發(fā)巨頭企業(yè)都已推出相關(guān)離子源產(chǎn)品，在臨床中也獲得了推廣應(yīng)用。ESI技術(shù)最早由2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主Fenn創(chuàng)建的美國Analytica of Branford公司開發(fā)，該公司致力于推廣和發(fā)展質(zhì)譜儀的先進(jìn)離子化技術(shù)，同時(shí)為國際各質(zhì)譜儀器公司的電噴霧離子源質(zhì)譜提供專利和設(shè)備，2009年該公司被美國珀金埃爾默公司收購［2］。為進(jìn)一步優(yōu)化質(zhì)譜技術(shù)的靈敏度和精確性，布魯克、沃特世等企業(yè)對(duì)ESI離子源技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新，獲得了在納升流速下具有超高靈敏度的CaptiveSpray電噴霧離子源、可進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)證的精確質(zhì)量數(shù)測(cè)量的LockSpray雙電噴霧離子源等專利技術(shù)。ESI質(zhì)譜與液相色譜直接偶聯(lián)，為復(fù)雜蛋白質(zhì)樣品檢測(cè)提供可行的方案，推動(dòng)了質(zhì)譜技術(shù)在蛋白質(zhì)分析領(lǐng)域的應(yīng)用。MALDI技術(shù)于1987年由德國科學(xué)家Hillenkamp及Karas首次提出［3］，主要是通過與飛行時(shí)間質(zhì)譜（Time of Flight，TOF）的結(jié)合，為生物大分子提供快速和高度可靠的檢測(cè)。近年來，基于對(duì)核心模塊的優(yōu)化，MALDI-TOF分析采集速度、靈活性、分辨能力獲得進(jìn)一步提升。例如美國布魯克公司開發(fā)了smartbeam-II、smartbeam 3D激光專利技術(shù)，可在高達(dá)2kHz和10kHz采集速度下靈活地完成組織成像、聚合物分析、肽段和蛋白質(zhì)分析等各類分析工作，結(jié)合PAN寬域離子聚焦技術(shù)等創(chuàng)新技術(shù)，可在超寬質(zhì)量范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高達(dá)40000的質(zhì)量分辨率，為高精度蛋白質(zhì)組研究提供保障。

而在可實(shí)現(xiàn)即時(shí)、原位分析的常壓敞開式離子化技術(shù)開發(fā)方面，近年來不斷有新的技術(shù)涌現(xiàn)，已報(bào)道的相關(guān)技術(shù)有30多種，部分已實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，如沃特世的DESITMXS離子源、大氣壓固體分析探頭（Atmospheric Pressure Solid Analysis Probe，ASAP）和快速蒸發(fā)電離質(zhì)譜（Rapid Evaporative Ionization Mass Spectrometry，REIMS），IonSense的DART?離子源、賽默飛的VeriSpray紙噴霧離子源、島津的解吸電暈束離子源（Desorption Corona Beam Ionization，DCBI）、原位探針電噴霧離子源（Probe Electro Spray Ionization，PESI）等。這些新研發(fā)的技術(shù)所需前處理步驟簡(jiǎn)單，不受樣品性狀限制，可應(yīng)用于食品檢測(cè)、司法取證、環(huán)境檢測(cè)等各個(gè)領(lǐng)域。

1.1.2 質(zhì)量分析器

臨床樣本的復(fù)雜性對(duì)質(zhì)譜儀的定性和定量能力提出了更高的要求，這與質(zhì)量分析器的選擇密切相關(guān)。近年來質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)龍頭企業(yè)在質(zhì)量分析器方面進(jìn)行了多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新。首先，在高分辨率質(zhì)量分析器開發(fā)方面，美國布魯克傅立葉變換離子回旋共振FT ICR技術(shù)、美國賽默飛靜電場(chǎng)軌道阱Orbitrap技術(shù)等超高分辨率質(zhì)量分析器的發(fā)明及進(jìn)步使得質(zhì)譜技術(shù)分辨率提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，已發(fā)展成為蛋白質(zhì)組和代謝組分析的核心手段。其次，多級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)綜合運(yùn)用顯著提高了質(zhì)量分析器的整體性能，三重四級(jí)桿質(zhì)譜技術(shù)在保留四級(jí)桿原有定量能力強(qiáng)的特點(diǎn)上，提供了串級(jí)功能，加強(qiáng)了質(zhì)譜的定性能力，相關(guān)技術(shù)市場(chǎng)主要由賽默飛、安捷倫、沃特世、島津等龍頭企業(yè)占據(jù)［4］；而以美國丹納赫QTrap技術(shù)、日本島津IT-TOF技術(shù)、美國沃特世Q-TOF技術(shù)等為代表的不同類型質(zhì)量分析器串聯(lián)形成的多級(jí)串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用更好地綜合和平衡不同分析器在定性定量分析能力、分析的速度、分辨率、靈敏度方面的優(yōu)勢(shì)，可根據(jù)不同的分析需求進(jìn)行最優(yōu)選擇。

1.1.3 離子淌度譜技術(shù)

在離子源和質(zhì)量分析器之間引入離子淌度譜技術(shù)，將從另一個(gè)維度提高譜圖分辨率，它除了按質(zhì)量和電荷數(shù)之外，還可以根據(jù)離子的尺寸和形狀分析樣品，展現(xiàn)了在同分異構(gòu)體、電荷異構(gòu)體分辨方面的優(yōu)勢(shì)。2006年，美國沃特世將行波離子淌度譜（Travelling Wave Ion Mobility Separator，TWIMS）技術(shù)引入傳統(tǒng)質(zhì)譜技術(shù)，推出了首臺(tái)商品化的淌度質(zhì)譜（淌度分辨率10），之后質(zhì)譜制造商都推出了各自的商品化離子淌度質(zhì)譜，采用了包括遷移管離子淌度譜（安捷倫）、場(chǎng)不對(duì)稱波形離子淌度譜（賽默飛、丹納赫）、捕集離子淌度譜（布魯克）等不同技術(shù)［5］。近年來，相關(guān)企業(yè)不斷優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，進(jìn)一步提升了淌度分辨率，2016年布魯克timsTOF離子淌度平臺(tái)將淌度分辨率提升到200，2019年，沃特世推出的SELECT SERIES Cyclic IMS系統(tǒng)更進(jìn)一步將其提升至750。

1.2 國際臨床質(zhì)譜應(yīng)用態(tài)勢(shì)

隨著臨床質(zhì)譜技術(shù)的不斷迭代優(yōu)化，其應(yīng)用范圍進(jìn)一步擴(kuò)寬，逐步發(fā)展為蛋白質(zhì)組和代謝組分析的核心手段，并在維生素D檢測(cè)、激素檢測(cè)、新生兒遺傳代謝病篩查、治療藥物監(jiān)測(cè)、微生物鑒定等臨床應(yīng)用方面獲得了推廣，成為多個(gè)臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目的參考方法或者金標(biāo)準(zhǔn)，另外還在基因檢測(cè)、臨床即時(shí)檢驗(yàn)中開拓新的應(yīng)用方向。

基于Orbitrap等高分辨率質(zhì)譜技術(shù)的蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究成果已促進(jìn)了全新生物標(biāo)志物的研究發(fā)現(xiàn)和臨床應(yīng)用，例如研究人員通過基于質(zhì)譜的組學(xué)分析識(shí)別出與膜蛋白結(jié)合的內(nèi)源性配體［6］，揭示了多種癌癥細(xì)胞外囊泡和顆粒生物標(biāo)志物［7］，鑒定出糖尿病腎病相關(guān)生物標(biāo)志物［8］等。另外，由于離子淌度質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用可提供超越傳統(tǒng)質(zhì)譜平臺(tái)的多維結(jié)構(gòu)鑒定信息，相關(guān)技術(shù)應(yīng)用也極大提升了對(duì)復(fù)雜生物樣品蛋白質(zhì)組［9］、代謝組［10］的有效鑒定。

以三重四級(jí)桿質(zhì)譜技術(shù)為代表的定量能力好的串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)（Tandem Mass Spectrometry，MS／MS）也已成為多項(xiàng)臨床檢驗(yàn)分析的金標(biāo)準(zhǔn)，例如，國際檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)溯源聯(lián)合委員會(huì)已將液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法（Liquid Chromatography-Tandem Mass Spectrometry，LC-MS／MS）認(rèn)定為維生素D檢測(cè)的“金標(biāo)準(zhǔn)”；該技術(shù)被《臨床內(nèi)分泌與代謝雜志》（The Journal of Clinical Endocrinology＆Metabolism）認(rèn)定為準(zhǔn)確檢測(cè)類固醇激素的唯一方法［11］。此外，在新生兒遺傳代謝病篩查、治療藥物監(jiān)測(cè)等方向，MS／MS的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了對(duì)常規(guī)酶或免疫測(cè)定法的高度替代，例如，美國、英國、德國、澳大利亞、韓國、日本等國家已將串聯(lián)質(zhì)譜新生兒篩查列為法定篩查項(xiàng)目，篩查覆蓋率基本達(dá)到90%以上；國際治療藥物監(jiān)測(cè)和臨床毒理學(xué)協(xié)會(huì)（International Association of Therapeutic Drug Monitoring＆Clinical Toxicology，IATDMCT）在針對(duì)14個(gè)國家／地區(qū)的76個(gè)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的一項(xiàng)調(diào)查研究顯示，LC-MS／MS在四種常見免疫抑制劑（環(huán)孢霉素、他克莫司、西羅莫司和依維莫司）藥物監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用比例高達(dá)47%～75%［12］。

相比其他質(zhì)譜技術(shù)，MALDI-TOF操作簡(jiǎn)便，近年來在微生物鑒定、基因檢測(cè)中展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。2013年，美國食品藥品監(jiān)督管理局（U.S.Food and Drug Administration，F(xiàn)DA）首次認(rèn)可使用MALDI-TOF技術(shù)對(duì)微生物進(jìn)行鑒定，之后迅速在臨床獲得推廣應(yīng)用，并逐步發(fā)展成為臨床微生物實(shí)驗(yàn)室廣泛認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)方法。在此次新冠肺炎大流行中，面對(duì)其他病原微生物合并感染患者，成功利用該技術(shù)及時(shí)準(zhǔn)確地鑒定出病原真菌。MALDI-TOF微生物質(zhì)譜鑒定高度依賴數(shù)據(jù)庫，待檢測(cè)微生物只有與數(shù)據(jù)庫中已有圖譜達(dá)成高度匹配才能得到準(zhǔn)確鑒定結(jié)果。因此，微生物質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫的建設(shè)和完善受到重視。至2016年，全球主要有4個(gè)商用MALDI-TOF數(shù)據(jù)庫，即美國布魯克公司MALDIBiotyper系統(tǒng)、法國生物梅里埃公司VITEK MS系統(tǒng)、德國AnagnosTec公司SARAMIS系統(tǒng)以及法國Andromas SAS公司Andromas系統(tǒng)，這些數(shù)據(jù)庫可以滿足臨床實(shí)驗(yàn)室常見微生物的鑒定需求，但收集的菌種總體數(shù)量仍然有限，各數(shù)據(jù)庫中可檢測(cè)的菌種類型各有側(cè)重［13］。例如在絲狀真菌鑒定中，唯一通過FDA認(rèn)證的為梅里埃VITEKMS系統(tǒng)，包括47種獲得FDA臨床試驗(yàn)認(rèn)證的絲狀真菌。因此，在商用數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上，美國妙佑醫(yī)療國際（Mayo Clinic）等醫(yī)療機(jī)構(gòu)或獨(dú)立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室也會(huì)根據(jù)不同鑒定需求自建和完善本地?cái)?shù)據(jù)庫。另外，MALDI-TOF技術(shù)在基因檢測(cè)中的創(chuàng)新應(yīng)用解決了傳統(tǒng)以PCR為基礎(chǔ)的檢測(cè)手段不能完全滿足臨床對(duì)多個(gè)基因、多位點(diǎn)檢測(cè)需求的問題，2014年，美國Agena Bioscience公司基于MassARRAY?核酸質(zhì)譜技術(shù)（MALDI-TOF技術(shù)與終點(diǎn)法PCR相結(jié)合）的IMPACT DxTM系統(tǒng)獲得FDA 510K認(rèn)證，成為世界上首臺(tái)獲批用于臨床核酸檢測(cè)的質(zhì)譜平臺(tái)，同期批準(zhǔn)了2款相關(guān)檢測(cè)試劑盒（萊頓第五凝血因子突變檢測(cè)試劑盒Factor V Leiden Assay和第二凝血因子基因分型檢測(cè)試劑盒Factor IIGenotyping Assay），推動(dòng)基因質(zhì)譜檢測(cè)由科學(xué)研究逐步轉(zhuǎn)向臨床應(yīng)用［14］。

此外，基于常壓敞開式離子化技術(shù)的質(zhì)譜分析已在癌癥臨床即時(shí)檢驗(yàn)的應(yīng)用中進(jìn)行了初步嘗試，并基于相關(guān)技術(shù)開發(fā)了智能電子手術(shù)刀iKnife、測(cè)癌筆MasSpec Pen等產(chǎn)品，幫助醫(yī)生實(shí)時(shí)檢測(cè)組織是否發(fā)生癌變，不過相關(guān)應(yīng)用尚處于研究階段，未實(shí)際應(yīng)用于臨床診斷［15］。

2 我國臨床質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用現(xiàn)狀分析

2.1 我國臨床質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)現(xiàn)狀

我國臨床質(zhì)譜技術(shù)研發(fā)起步較晚，國內(nèi)臨床質(zhì)譜儀市場(chǎng)長期由國外品牌占據(jù)主導(dǎo)地位。全球質(zhì)譜關(guān)鍵核心技術(shù)掌握在美國、日本質(zhì)譜儀器龍頭企業(yè)（表1）。在低端質(zhì)譜儀領(lǐng)域，我國已經(jīng)陸續(xù)有國產(chǎn)設(shè)備獲批進(jìn)入臨床應(yīng)用，但是在技術(shù)門檻較高的LC-MS／MS領(lǐng)域，主要通過引進(jìn)國外質(zhì)譜技術(shù)進(jìn)行貼牌生產(chǎn)和優(yōu)化改進(jìn)（表2）。例如，廣州市豐華生物工程有限公司獲批的三重四級(jí)桿質(zhì)譜分析系統(tǒng)FH-6000MD為美國賽默飛公司的貼牌生產(chǎn)產(chǎn)品。國外質(zhì)譜儀器公司也通過在中國創(chuàng)辦分公司的模式，進(jìn)入中國市場(chǎng)，如蘇州新波生物技術(shù)有限公司作為美國珀金埃爾默旗下公司推出了三重四極桿質(zhì)譜系統(tǒng)QSight 210MD。

表1 1991—2020年質(zhì)譜設(shè)備研制相關(guān)專利申請(qǐng)量Top10機(jī)構(gòu)Tab．1 Top 10 Institutions in the Number of Patent Applications Related to Mass Spectrometry Equipment From 1991 to 2020

為實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備自主可控的目標(biāo)，我國相關(guān)科技部門在國家重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)專項(xiàng)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“重大科學(xué)儀器設(shè)備開發(fā)”重點(diǎn)專項(xiàng)中對(duì)質(zhì)譜技術(shù)的開發(fā)進(jìn)行了資助，對(duì)離子源、質(zhì)量分析器、真空系統(tǒng)等關(guān)鍵核心部件進(jìn)行研發(fā)。與此同時(shí)，我國工業(yè)和信息化部等十部門聯(lián)合印發(fā)的《“十四五”醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中已把攻關(guān)突破質(zhì)譜分析設(shè)備作為國家醫(yī)療裝備產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)發(fā)展方向。

國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)突破了技術(shù)門檻相對(duì)較低的用于微生物鑒定的飛行時(shí)間質(zhì)譜MALDI-TOF技術(shù)，獲得了多款具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的微生物鑒定飛行時(shí)間質(zhì)譜儀（表2）。而技術(shù)門檻較高的三重四極桿質(zhì)譜技術(shù)的研發(fā)也已經(jīng)開始，科研力量主要集中在高校、科研機(jī)構(gòu)。例如由國家環(huán)境分析測(cè)試中心牽頭“三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)的研制及其在痕量有機(jī)物分析中的應(yīng)用”項(xiàng)目針對(duì)復(fù)雜體系中痕量有機(jī)物高通量、高靈敏度和自動(dòng)化檢測(cè)需求，研制出三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜系統(tǒng)產(chǎn)品和配套自動(dòng)化前處理裝置及其他關(guān)鍵部件，并在蛋白質(zhì)組學(xué)等領(lǐng)域開展應(yīng)用示范；中科院蘇州醫(yī)工所天津工程技術(shù)研究院先后攻克了離子源、四極桿、射頻電源、控制系統(tǒng)等多個(gè)核心技術(shù)，自主研發(fā)了高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)，并于2021年3月取得醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)證。

我國也出臺(tái)了相關(guān)措施打造國產(chǎn)質(zhì)譜儀的應(yīng)用生態(tài)。在“十四五”階段，國家財(cái)政部及工信部聯(lián)合發(fā)布的《政府采購進(jìn)口產(chǎn)品審核指導(dǎo)標(biāo)準(zhǔn)》（2021年版）明確規(guī)定了政府機(jī)構(gòu)（事業(yè)單位）采購國產(chǎn)醫(yī)療器械及儀器的比例要求，其中在臨床檢驗(yàn)設(shè)備項(xiàng)，要求全自動(dòng)質(zhì)譜分析系統(tǒng)全部采購本國產(chǎn)品，對(duì)于高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀因國內(nèi)供應(yīng)商少于3家，建議25%采購本國產(chǎn)品。

2.2 我國臨床質(zhì)譜應(yīng)用現(xiàn)狀

在臨床質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用方面，我國起步較晚但整體發(fā)展較快。MS／MS在新生兒遺傳代謝病篩查、維生素D檢測(cè)、治療藥物監(jiān)測(cè)中獲得了初步推廣應(yīng)用。我國于2002年首次將串聯(lián)質(zhì)譜法遺傳代謝病篩查技術(shù)引入臨床，至2018年已有200臺(tái)串聯(lián)質(zhì)譜儀用于新生兒遺傳代謝病篩查。從2020年發(fā)布的《人群維生素D缺乏篩查方法》衛(wèi)生行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中可以看到，LC-MS／MS已成為人群維生素D缺乏篩查的第一法，優(yōu)先于化學(xué)發(fā)光免疫法和酶聯(lián)免疫法［16］?！吨委熕幬锉O(jiān)測(cè)工作規(guī)范專家共識(shí)》中也明確指出從藥物專屬性上推薦采用LC-MS／MS和高效液相色譜技術(shù)［17］。MALDITOF在微生物鑒定中的應(yīng)用進(jìn)展迅速，包括毅新博創(chuàng)、江蘇天瑞等多家企業(yè)自主研發(fā)的微生物鑒定飛行時(shí)間質(zhì)譜儀經(jīng)國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)注冊(cè)，已經(jīng)廣泛用于醫(yī)院檢驗(yàn)科微生物的鑒定。與此同時(shí)，自建MALDI-TOF微生物鑒定數(shù)據(jù)庫也不斷更新，例如由軍事科學(xué)院牽頭，中科院微生物所、國家疾控中心等十幾家國內(nèi)知名醫(yī)療單位及機(jī)構(gòu)聯(lián)合共同建立了超過370屬、2200種、8100株的微生物蛋白指紋圖數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)規(guī)模與國際領(lǐng)先水平相當(dāng)。

但在臨床質(zhì)譜相關(guān)分析方法開發(fā)方面，我國與國際先進(jìn)水平相比也仍有差距，在臨床檢驗(yàn)項(xiàng)目數(shù)量和可檢測(cè)疾病范圍上相對(duì)落后。美國基于質(zhì)譜技術(shù)的臨床檢測(cè)項(xiàng)目已達(dá)400余項(xiàng)，涉及新生兒篩查、藥物監(jiān)測(cè)、類固醇激素檢測(cè)、維生素檢測(cè)以及微生物鑒定等領(lǐng)域；國內(nèi)則仍處于起步階段，僅可提供80余項(xiàng)檢測(cè)項(xiàng)目。此外，為確保質(zhì)譜分析結(jié)果的準(zhǔn)確性和重現(xiàn)性，相關(guān)方法學(xué)開發(fā)還必須解決質(zhì)量控制問題。為規(guī)范化管理臨床質(zhì)譜技術(shù)應(yīng)用，我國已出臺(tái)相關(guān)管理規(guī)范，2020年國家衛(wèi)健委修訂的《醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床實(shí)驗(yàn)室管理辦法》中明確“醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床實(shí)驗(yàn)室應(yīng)當(dāng)參加室間質(zhì)量評(píng)價(jià)機(jī)構(gòu)組織的臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)”。而在2021年臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)計(jì)劃［18］中，已設(shè)置包括類固醇激素、維生素、甲狀腺激素、同型半胱氨酸正確度驗(yàn)證、全血治療藥物監(jiān)測(cè)、心肌標(biāo)志物等14項(xiàng)臨床質(zhì)譜檢測(cè)生化評(píng)價(jià)項(xiàng)目。2018年起，我國國內(nèi)試劑廠商已嘗試布局質(zhì)譜檢測(cè)試劑的開發(fā)和注冊(cè)申報(bào)，以規(guī)范臨床質(zhì)譜應(yīng)用，截至2020年底，經(jīng)國家藥品監(jiān)督管理局批準(zhǔn)注冊(cè)的國產(chǎn)質(zhì)譜檢測(cè)試劑盒已有28種，涉及多種氨基酸、肉堿、維生素D、1，5-脫水葡萄糖醇、皮質(zhì)醇、甘膽酸、免疫抑制劑、丙戊酸、微生物等檢測(cè)。

3 我國臨床質(zhì)譜發(fā)展建議

1）加大支持力度，集中攻關(guān)高端質(zhì)譜技術(shù)核心模塊研發(fā)

首先，雖然我國已有國產(chǎn)臨床質(zhì)譜儀獲批上市，但在一些技術(shù)門檻較高的質(zhì)譜儀，如LC-MS／MS的研發(fā)生產(chǎn)，仍然嚴(yán)重依賴國外技術(shù)，質(zhì)譜設(shè)備的核心技術(shù)仍掌握在國外領(lǐng)先企業(yè)手中。因此，建議從質(zhì)譜儀源頭技術(shù)自主創(chuàng)新入手，通過項(xiàng)目資助、政策鼓勵(lì)扶持等方式重點(diǎn)支持企業(yè)突破離子源、質(zhì)量分析器等核心模塊的技術(shù)瓶頸，發(fā)展具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的臨床質(zhì)譜儀。其次，針對(duì)目前中國質(zhì)譜儀相關(guān)技術(shù)專利主要集中于高校和科研機(jī)構(gòu)手中的現(xiàn)狀，建議出臺(tái)相關(guān)政策鼓勵(lì)質(zhì)譜儀產(chǎn)學(xué)研聯(lián)動(dòng)發(fā)展，加速高校質(zhì)譜儀核心部件研發(fā)成果轉(zhuǎn)化。

2）推進(jìn)臨床質(zhì)譜應(yīng)用下沉，提升臨床質(zhì)譜應(yīng)用廣度和深度

我國臨床質(zhì)譜應(yīng)用整體還處在起步和推廣階段，應(yīng)用廣度和深度與國外領(lǐng)先水平相比仍有較大差距。建議首先集中力量夯實(shí)目前相對(duì)成熟的新生兒遺傳代謝病篩查、維生素D檢測(cè)、治療藥物監(jiān)測(cè)這幾個(gè)領(lǐng)域，創(chuàng)建并優(yōu)化面向不同生物樣本、不同標(biāo)志物的質(zhì)譜檢測(cè)方法，拓寬可檢測(cè)疾病范圍。其次質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)展現(xiàn)出在基于蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)研究的標(biāo)志物發(fā)現(xiàn)中的巨大發(fā)展機(jī)遇，因此，我國也應(yīng)抓住這一發(fā)展契機(jī)，積極推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的研發(fā)和臨床轉(zhuǎn)化，搶占該領(lǐng)域的發(fā)展先機(jī)，助力新型診斷標(biāo)志物開發(fā)、新靶標(biāo)藥物研發(fā)以及臨床精準(zhǔn)用藥。

3）規(guī)范化管理質(zhì)譜臨床檢驗(yàn)分析，提供標(biāo)準(zhǔn)可靠的臨床數(shù)據(jù)

我國質(zhì)譜臨床應(yīng)用過程仍是以實(shí)驗(yàn)室自建檢測(cè)方法（Laboratory Developed Tests，LDTs）為主，如何在滿足臨床發(fā)展需求的同時(shí)保證檢測(cè)項(xiàng)目的質(zhì)量規(guī)范值得積極探討。在我國已經(jīng)出臺(tái)的一系列規(guī)范的基礎(chǔ)上，建議出臺(tái)相關(guān)管理規(guī)定，要求除了醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床實(shí)驗(yàn)室以外，包括獨(dú)立醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室等其他類型臨床實(shí)驗(yàn)室主動(dòng)參與臨床檢驗(yàn)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)。同時(shí)，進(jìn)一步拓展臨床質(zhì)譜檢測(cè)室間質(zhì)量評(píng)價(jià)項(xiàng)目，包括增加生化評(píng)價(jià)項(xiàng)目種類，并增加例如微生物質(zhì)譜鑒定、核酸質(zhì)譜檢測(cè)等方向的項(xiàng)目。