正文目录

前言

概念

疫情引燃了分子诊断、病原体检测、POCT等行业，是偶然也是必然。这一现象级市场的“圈外人”们，也无不在面临一个“结构在改变、技术更迭在加速、教育认知在颠覆”的检测市场，如果能在产品设计中重新判断检测的底层逻辑，未免不是一个机遇。

这里主要探讨质谱技术的普检应用，但如果你也充满好奇且思维发散，希望当中内在逻辑能帮助你思考其他创新器械/应用。

1.     新冠疫情的启示

1.1.   技术是最后一道防线

面对自发产生新需求的市场，或教育被瞬间加速的市场，准备好的顺势崛起，没准备好的甚至可能被反噬。比如新冠检测，拼过了拿证速度，抢过了渠道推广，若是缺少必要的技术积累，或因被曝光品质问题而影响品牌口碑，或出于维护口碑直接放弃市场，怎么选都是致命一击。

对质谱来说，做过方法开发的人才知道其中的深厚壁垒。小分子代谢物的最大特点之一就是稳定性差，前处理过程中，提取的时间、氮吹的时间、负压过滤的压力、甚至氮吹的高度、移液枪的操作等等，都可能造成结果难以重复。然而，市场争夺期，不乏有今天拿到标准品明天就要做样本的激进派，方法学验证根本没时间做，方法的提取效率可能只有30%，结果准确性可想而知。

标准化不光对ICL模式提出要求，更是IVD生产的难点，因为IVD需要在去中心化的场景中显示出更强的robustness。这需要学术界的科研基础，以及，工业界的产业化规模化的能力共同实现。

本系列的第六篇“标准化即门槛”会详细分析和展望。

1.2.   差异化与合作并存

疫情打开了分子诊断的市场空间，政策扶持，资本青睐，各项技术快速迭代。光新冠检测就有核酸、抗体、中和抗体、抗原几条赛道，技术路线更是层出不穷。而检测需求千差万别，本来就难有方方面面契合的技术，各项技术的优缺点便将其差异化定位到了不同的应用场景：检测周期更短，假阳性率更低，操作简便，通量更高，还是成本更低；联合检测也在将应用场景进一步拓宽，比如核酸与抗体联检可以提示感染分期。

质谱在普检市场中，检测指标方面，面对着生化、免疫等传统方法；适应症层面，面对着POCT、PCR、NGS等临床新星，差异化与合作必然共存。

1.3.   去中心化趋势

检测市场正不断朝着两个方向发展，一是集成化，以高通量检测仪器、独立实验室场景为代表；二是“POC （Point of Care）”化，简单便捷适合居家或床旁使用。

新冠疫情极大加速了POC这一去中心化场景的进程，后疫情时代也将延续远程化、精准治疗、分级治疗的特点。

除了去中心化的IVD，质谱在现阶段能否有POC的突破？本系列第七篇“质谱的POCT化”会从收样端、前处理到检测端深入探讨。

2.     普检项目盘点和分析

说回质谱在普检中的应用，总结下来有四种，且对应了不同的发展阶段：

·  最早且最成熟：新生儿筛查

·  有产品而存量市场仍需教育：传统指标的方法优化或项目扩充

·  有政策而产品仍需发展：溶酶体贮积症（LSD）筛查

·  有想象空间：药物临床、伴随诊断

2.1.   新生儿筛查

美国医学遗传学会（ACMG）将54种遗传疾病纳入新生儿筛查项目。国内大部分地区也已普及新生儿苯丙酮尿症（PKU）、先天性甲状腺功能减低症（CH）的筛查并纳入医保，南方部分地区涉及先天性肾上腺皮质增生症（CAH）和葡萄糖磷酸脱氢酶缺乏症等。其他40余项检查均为自费项目，可根据家族遗传病历史选择检查。PE，华大，都是国内质谱法新筛试剂盒的主要供应商；金域等大型ICL也提供实验室质谱检测服务。

虽然是质谱在临床中最早也是最成熟的应用，国内大部分地区却因为技术条件限制，仍使用传统生化免疫方法学检测，一次只能检测一个项目，筛查效率低下。2018年，质谱法在新筛中的渗透率只有20%，质谱法有很明显的优势，市占率也有提升潜力。

2.2.   旧指标的新方法替代

2.2.1.  维生素D

质谱法是维生素D检测的金标准，可以区分检测D2和D3。人体内维生素D2含量相对较低，传统方法如放射免疫、竞争蛋白结合法、化学发光发等通过检测血清25（OH）D总量测试体内维生素D总量，特异性及抗基质干扰能力差，无法做到同时检测25（OH）D2和25（OH）D3，因此无法准确反映维生素D情况。

另外，目前，传统免疫学只对维生素D、B6、B9及B12开发了检测方法。质谱可以提供更精准的VD含量的同时，也可以检测更多维生素种类。

2.2.2.  激素

质谱激素检测包括性激素、盐皮质激素、糖皮质激素等类固醇激素，一些肾上腺疾病和内分泌疾病都可以通过类固醇激素的检测来区分诊断，传统检验科通常由生化、免疫、甚至高效液相色谱实现检测。

激素检测在国外已经基本实现了质谱法对传统生化免疫法的替代，这当中当然有独立实验室（ICL）普及程度的原因，不过质谱法对激素检测的颠覆意义也不能忽视，包括临床需要更准确、特异性更高的检测手段，以区分化学结构及其类似的类固醇激素，从而降低诊断过程中的假阳性或假阴性率；需要更全面的激素代谢通路检测，从而精准定位至某一个代谢酶的上调或下调，以达到个性化治疗的目的，或区分症状类似而病因不同的内分泌疾病，这些都是传统生化免疫方法无法做到，而临床有实际需求的。

2.2.3.  药物浓度监测

理论上需要进行TDM的药物主要有，1）治疗指数低、安全范围窄，毒性反应强的药物；2）药代动力学个体差异大的药物；3）非线性动力学特征的药物；4）长期食用且不容易很快判断疗效的药物等。国内TDM发展仍处于初期阶段，现有临床指南可借鉴的有2011年《AGNP精神科治疗药物监测共识指南：2011》明确的128个精神类药物；2015年中华医学会分会临床药理学组《儿童治疗性药物监测专家共识》确定的15种药品等。

对于这类临床意义明确，而使用端模式可能面临更新甚至改革的应用，尽管质谱可以达到短时间高通量，但panel其实未必越大越好，还是需要结合临床路径，参考开头三点。

2.3.   溶酶体贮积症 （LSD）

绝大多数溶酶体贮积症，是由编码溶酶体蛋白的基因发生突变导至溶酶体功能障碍的一组遗传代谢病，疾病种类达50多种，在新生儿中综合发病率约1/7000-1/8000。这组疾病部分已有有效的治疗方法，但需要通过进行新生儿筛查，及早干预，才能达到理想的治疗效果。

目前，新生儿筛查LSDs有多种方法学，包括荧光测定法检测酶活性，或串联质谱法检测酶和代表酶活性的biomarkers。虽说方法学的选择和地区人口基础、政策、仪器成本等有关，质谱法的优势还是十分明显的，并且，新生儿筛查项目已经为该领域做好了政策铺垫和市场教育。

面对已经存在的需求，质谱筛查LSDs还有一些技术问题需要攻克，比如生物标记物尚未统一，比如缺乏有效的临床试验来确定cutoff值，比如很多有研究基础的biomarker没有商品化的内标来进行定量，比如有些酶底物的biomarker是LSD的反向指标，对检测灵敏度的要求极高，再比如，在观点 | 质谱系列：厂家与临床的共鸣中提到的，biomarker的生物合成路径尚缺乏深入研究。当然随着这些问题的解决，质谱LSD检测产品的壁垒也将筑起。

2.4.   潜在药物靶点检测

基于质谱的代谢组学和蛋白组学已经被广泛用于药物研发中的biomarker筛选。

比如，去在Cell 上发表的，西湖大学郭天南团队、温州医科大学台州医院陈海啸团队等人的合作研究成果“Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera”。该研究整合了 TMT 定量蛋白质组学和代谢组学技术，对46名 COVID-19 患者(轻症和重症)和53名对照人群(健康人和非新冠流感患者)的血清进行了系统检测分析。在重症患者的血清中发现了93种特异性的蛋白质和204种与疾病严重程度相关代谢物发生显著变化，这些分子可用于筛选潜在的血液生物标志物以发现潜在药物，同时也可以进行病情严重程度的评估。

Fig. Proteomic and Metabolomic Characterization of COVID-19 Patient Sera

代谢组学/质谱正积极参与到寻找诊断和治疗线索的活动中，和基因检测一样，未来成为药物或治疗的伴随诊断或辅助诊断的想象空间很大。 

-to be continued-