質譜技術在臨床中的應用

來自SDi的最新報告指出，未來五年臨床質譜市場將以7.6%的速度增長。根據美國臨床實驗室協會的數據，美國臨床實驗室每年對血液、尿液和其他患者樣品檢測次數超過70億次。免疫分析一直是臨床診斷中應用最廣泛的技術，但出于對檢測結果精準性等需求，越來越多的實驗室開始將質譜作為首選的檢測工具。另外，相比于測序技術的預測性質，質譜技術的應用更是所見即所得的提示，其意義與價值不言而喻，如果測序是算法分析和公式推導，那么質譜技術就是實踐是檢驗真理的唯一標準，如果說測序還有算命性質，那么質譜技術就是就事論事板上釘釘。

事實上，在西方質譜應用于臨床已有幾十年的歷史，發展相對成熟，如美國Quest和Labcorp等大型獨立醫學實驗室，檢測項目有4000余項，其中基于質譜的檢測項目多達400余項，臨床質譜檢測設備上百臺。

再看中國，臨床質譜處在早期增長階段，正迎來高速發展，預計未來五年會迎來兩位數的增長。最顯著的增長來自獨立醫學實驗室。隨著國家精準醫療、分級診療等新醫改政策的逐步落地，第三方醫學檢驗機構如雨后春筍般遍布全國，有越來越多的獨立醫學實驗室也開始加大投入來搭建更大規模的質譜檢測平臺，以金域、迪安這兩個行業領先者為例，金域目前有數十臺質譜檢測設備，包括ICP-MS、GC-MS、LC-MS/MS等，質譜檢測項目也有近40項;迪安診斷在今年早些時候設立了控股子公司凱萊譜，致力于建立國內頂尖的臨床質譜檢測平臺。迪安診斷董事長陳海斌在凱萊譜開業慶典上表示，“迪安決心將質譜技術作為實驗室發展的重點方向。”

目前，臨床診斷中最常用的質譜類型有三重四級桿LC MS/MS和MALDI-TOF。特別是前者，是當前在臨床診斷中應用最廣的質譜技術。具體應用如維生素檢測、藥物代謝物檢測、毒理學和新生兒篩查等，均推動的了該技術在臨床診斷領域的發展。MALDI-TOF系統最常用來做臨床微生物鑒定，也用于基因檢測。最近，用MALDI質譜成像技術做直接組織分析，分析時間縮短，具有很大的臨床應用潛力。

此外，還有LC/TOF、ICP-MS、手持式MS等。LC/TOF主要用于生物標志物的鑒定，從而有助于提早發現疾病或感染。ICP-MS主要用來測人體內微量元素含量，從而做一些職業病的診斷。手持式MS是相對較新的技術，目前在臨床上的應用有限，但是在偏遠地區和即時診斷等應用場景有巨大的市場潛力。

目前臨床實驗室用質譜做臨床檢測以實驗室自建項目(LDT)為主，很少使用CFDA、FDA等監管部門批準的檢測試劑盒。鑒于臨床對于質譜的需求越來越大以及臨床領域的特殊性，世界各地有關部門均開始采取措施以加強監管。據悉，FDA正在建立一個規范臨床質譜檢測的監管框架，要求每個檢測項目都要走注冊流程，這意味著一個公司今后可能要在注冊方面投入數百萬美元。CFDA對于注冊醫療器械許可的質譜儀審查也極為嚴格。

為迎接即將到來的市場變革，所有領先的質譜儀制造商都開始著手為他們的儀器產品尋求監管批準，并不斷推出新產品，以消除臨床實驗室大規模采用臨床質譜的障礙，包括：監管審批、質量(如實驗室檢結果差異)、資源(如操作人員技能)和工作流程(如周轉時間)等。

賽默飛世爾于2017年5月公布了一套標準的臨床化學分析儀——Cascadion SM臨床分析儀。該系統包括自動化的Thermo Scientific TurboFlow在線樣品制備技術、基于Prelude MD HPLC s系統設計的新LC、基于TSQ Altis三重四極桿質譜設計的新質譜系統和專用軟件;此外，還有專業耗材移液器、用于樣品制備的自動化LC 模塊和特殊的樣品管。該系統將于2018年獲得歐盟CE標志;一旦其獲得美國FDA I類醫療器械許可后，也將在美國展開推廣。賽默飛世爾還計劃推出三個專為該系統設計的試劑盒，這些試劑盒均獲得FDA 510(k)批準，分別針對25OH維生素D、總睪酮和免疫抑制藥物的檢測。后續還有藥物濫用和內分泌物檢測的試劑盒。

SCIEX在2017年6月召開的美國質譜年會(ASMS)上展示了用于臨床診斷的LC-MS整體解決方案——Topaz系統。該系統包括clearcore MD軟件和首個通過FDA批準的LC-MS維生素D測定試劑盒——Vitamin D 200M Assay，用于測定成人血清中維生素D的含量。Topaz已獲批FDA II類醫療器械，也可用于LDT。2017年，SCIEX的三重四級桿LC MS/MS系統4500MD通過了中國的CFDA二級醫療器械注冊。

沃特世旗下各類LC、MS在全球59個國家獲得醫療器械注冊證的批準，其中有三款三重四級桿LCMS/MS產品面向臨床市場。在中國，其三重四級桿LC-MS/MS均通過CFDA二級醫療器械認證，解決方案有新生兒遺傳代謝性疾病篩查、血漿中兒茶酚胺及其代謝物含量測定、血漿中醛固酮含量測定和全譜氨基酸分析等。在2007年推出的MassTrak免疫試劑盒獲得510(k)批準，通過質譜方法來檢測他克莫司血藥濃度。對于歐洲市場，沃特世提供有CE標識的MassTrak維生素D的解決方案和用于定量檢測他克莫司和依維莫司的MassTrak免疫抑制劑XE試劑盒。此外，沃特世還提供用于體外診斷和臨床研究的色譜柱、樣品前處理試劑和實驗方案。

珀金埃爾默也是臨床質譜市場的活躍者之一，其新生兒篩查試劑盒獲得了非常廣泛的市場認可，每年要為3900萬多名嬰兒做遺傳代謝性疾病篩查。在中國，珀金埃爾默的業務正不斷擴大，有超過90%的新生兒做遺傳代謝性疾病篩查(使用珀金埃爾默儀器和試劑盒)，其在蘇州的臨床實驗室對外提供新生兒篩查服務。2016年，珀金埃爾默還推出了專門用于臨床診斷檢測的LC/MS——QSight MD210，目前已經獲得了歐洲CE認證，正在注冊中國CFDA二級醫療器械許可。

島津推出了CLAM-2000/LCMSMS系統，是由全自動LCMS預處理儀器SCLAM-2000和島津三重四級桿LC MS/MS 8040 組成的全自動前處理 LC MS/MS 系統，用以簡化大批量臨床樣本前處理環節的工作流程。

安捷倫通過FDA I 類醫療器械的色質產品有Agilent K1260 Infinity 液相色譜系統和 K6460/K6420 三重四極桿質譜儀，并正在申請中國CFDA醫療器械注冊許可證。

布魯克占據了超過一半的MALDI-TOF細分市場，是全球臨床微生物鑒定市場的標桿企業，其 microflex LT/SH質譜儀通過CFDA二級醫療器械注冊。

中國的微生物鑒定市場正處在早期上升階段，市場潛力巨大。今年中國質譜市場發生了新的情況，多家國產廠商和IVD企業瞄準臨床微生物鑒定市場，紛紛推出MALDI-TOF，加上先一步推出產品的兩家，目前有MALDI-TOF產品的國產廠商已達7家。其中，毅新博創和融智生物均拿到了CFDA醫療器械注冊證。可以預見，未來這一市場的競爭將會異常激烈。