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王成彬:直面挑战,大力推动中国临床质谱的应用

发布时间:2018-09-19 阅读次数:430次

  近年来,精准医学、临床质谱作为质谱最令人激动的应用领域,正在全球包括中国蓬勃发展。SDi报告显示,未来5年临床质谱市场将以7.6%的速度增长。鉴于临床质谱广阔的发展前景,中国质谱学会、中国化学会质谱分析专业委员会和中国仪器仪表学会分析仪器分会质谱仪器专业委员会三位学会理事长力促三会合一,聚焦质谱的临床应用,组建临床质谱专业委员会。今年5月,中国质谱学会临床质谱专委会在京成立解放军总医院(301医院)医学检验中心主任王成彬教授担任专委会主任委员。即将于11月召开的“2018年中国质谱学术大会”,临床质谱作为大会的重要主题,将邀请国内外著名临床医学质谱专家做精彩报告。日前,应中国质谱学会秘书处邀约,分析测试百科网采访了王成彬教授,作为临床检验一线的质谱专家,他将为我们分享我国质谱技术在临床医学中的应用现状和前景。


解放军总医院医学检验中心主任王成彬教授

  临床实验室质谱发展的新时代

  “质谱技术在临床实验室应用国外发展已比较成熟,而中国刚开始进入高速发展期。”王成彬教授说到。3年前,担任北京医学会检验医学分会主委的王成彬教授开始在北京积极推动质谱技术的临床应用,包括组织各类研讨会,举办各种学习班并邀请国内外临床质谱应用领域的专家授课。“一开始很多医院检验科人员觉得质谱应用自动化程度低,对技术人员的操作能力和专业数据处理能力要求高,不太适合临床实验室应用,但经过近几年的宣传、推广,大家的重视程度普遍提高。”

  在贵阳召开的2017第四届诺贝尔奖获得者医学峰会上,王成彬教授介绍了临床检验对质谱的需求及质谱在临床实验室的应用前景,中国质谱学会领导陈洪渊院士,张新荣、再帕尔教授都非常重视,提议成立临床质谱专业委员会。经过积极筹备,2018年5月20日,中国质谱学会临床质谱专业委员会在北京长城检验医学会议质谱论坛期间正式成立“中国质谱学会在全国有很大的影响力,汇聚了很多顶级的科学家。11月将于广州举办中国质谱学术大会,临床质谱有一个分论坛。由于临床医学和基础医学学术会议的形式风格有所不同,我们正在和广州大会秘书长谢孟峡教授就讲课人员的邀请、论坛组织形式、讲课时长等内容进行磋商,以寻求最佳的组织效果,论坛形式的不同不影响我们达成宣传推广质谱技术临床应用的初衷。我们要通过广州质谱大会,加快推进质谱技术在我国临床实验室应用的步伐。”王成彬教授对此满怀期望。

  质谱在临床科研上的应用

  疾病标志物筛选:改变传统的“鱼竿钓鱼”为“撒网捕鱼”

  关于质谱在临床的应用,王长彬教授首先谈到临床科研中疾病生物标志物的筛选。众所周知,检验科的重要功能之一就是为疾病诊治监测标志物。比如临床用血糖水平判断糖尿病;用转氨酶水平判断肝脏炎症;用PCD、CRP、白细胞水平判断感染与否及是否应使用抗生素等等。有些标志物非常有效,比如血糖指标对糖尿病的诊断,但很多疾病如肿瘤缺乏这种有效的生物标志物,而寻找高灵敏度、高特异性的疾病标志物是比较困难的。质谱在这方面具有突出的优势。就像捕鱼,传统方法就像用一个鱼竿串上鱼饵,一条一条钓鱼;质谱法就像用一张大渔网,撒下网一次就可能捕到几条、几十条鱼。对于正常对照人群和某一疾病人群,质谱可以通过一次实验,鉴定他们之间成千上百种物质的差异;然后再回到临床做进一步的验证。“我觉得质谱在临床科研上太有用了,非常非常有前途,特别是在生物标志物筛选方面。”王成彬教授兴奋地谈到,“前段时间我们同凤凰中心(国家蛋白质科学中心·北京)的秦钧教授合作开展了一项研究:有些骨关节置换术患者术后出现疼痛,疼痛的原因可能是细菌感染、机体的免疫反应等多种因素,给临床判断和治疗带来困扰,如果是机体免疫反应,必要时需重新开刀取出人工关节;如疼痛来自细菌感染,则需用抗感染药物治疗。我们科室的研究生和骨科研究人员一起,采集术后病人的关节液,送到凤凰中心用质谱技术筛选不同致病因素生物标志物。秦钧主任拿到实验结果后非常兴奋,说没想到质谱技术在临床研究中有如此高的效率,如此好的效果。”

  王成彬接着说:“不了解质谱的人可能会认为质谱都是一样的,其实根据用途不同质谱还有更细的分类,有很多不同用途的质谱。我们最近还和清华大学的张新荣教授合作,探索利用ICP-MS结合稀土元素标记技术建立新的检测平台;再比如像气相质谱,可检测标本中易挥发性物质,分析病人呼出的气体成分用于疾病标志物筛选。质谱在临床科研上的应用非常广泛。”

  质谱用于临床检验的机遇和挑战

  质谱用于临床检验的机遇:各类质谱都有望在临床得到广泛应用

  王成彬表示:各类质谱都可发挥各自优势,在临床检验中得到合理应用。当前用得最广泛的是LC-MS/MS,可分析血液、尿液中的各种代谢产物,以及蛋白质、多肽、维生素、激素等。气相质谱可用于尿液挥发性有机酸等成分、呼出气体成分的检测分析。ICP-MS目前主要分析微量元素,在测量的稳定性、一次多元素测定的效果方面有望取代原子吸收。ICP-MS还可用于测定稀土元素标记物,稀土元素的稳定性、抗干扰性优于发光标记物,再结合质谱方法的高通量特性, 可大大提高检测方法的特异性和检测效率。

  高通量和低成本

  相对于传统检验方法,质谱最大的优势是高通量,一次实验可以检测数十成百上千的项目。随着临床实验室检测项目和检测标本量的不断增加,对高通量检测技术的需求越来越大。同时,质谱的高通量特性又可以降低检测成本。如能充分利用又便宜又快速的临床质谱检验技术,对于检验医学发展很有意义。王成彬教授还表示:通过近几年的大力宣传和推动,临床检验人员对质谱技术重要性的认识有了很大提高。现在质谱在临床实验室应用最广泛的是MALDI-TOF用于微生物鉴定。以前对细菌菌落的鉴定要做各种繁琐的实验,而现在把样品放到靶板上用质谱仪检测,很快就能获得细菌类型的报告,大幅提高了工作效率。

301医院医学检验中心用于微生物鉴定的MALDI质谱

  质谱临床应用面临的挑战

  第一大挑战:检验项目准入与收费制度的制约

  未来质谱用于临床检验的用途很大,可以检测很多项目。当前金域等第三方医学实验室走在了前面,配备了几十套质谱;但由于受到检验项目准入、收费定价等因素的制约,质谱在医院检验科的应用受到一定的限制。目前除了微生物鉴定(比较多的大型三甲医院在使用),其它方面的应用还比较少。王成彬说:“目前的一些研究成果向临床实验室推广应用,最大的阻碍是检验项目准入和收费问题。以RH血型新生儿溶血检测为例:大家知道汉族人群中有一种特殊的血型叫RH阴性血型,也称熊猫血,如果孕妇是RH阴性,父亲是RH阳性,那么胎儿可能是RH阴性,也可能是RH阳性。如果胎儿是RH阳性,新生儿发生溶血症的机会就会大大增加。所以对RH阴性的孕妇,临床医生可能会建议其服药以降低胎儿出生时发生溶血症的风险。但如果胎儿血型是RH阴性的,就不需要服药了。前几年我们做了用核酸质谱鉴别胎儿血型的研究,取得了很好的结果,临床也很需要,但由于检验目录里没有这个项目和也没有收费标准,无法转化到临床广泛应用。”

   “为此我们准备通过学会与相关部门沟通。因为质谱技术作为检验前沿技术其科研成果用不到临床疾病诊治上,将会阻碍我国检验医学的发展。”

301医院医学检验中心液-质联用仪

  第二大挑战:自动化、重复性和稳定性

  从技术层面上看,当前质谱用于临床检验的最大劣势是自动化程度不高。样品前处理、操作过程、数据分析都比较复杂,需要专业人员。另外质谱的重复性和稳定性需要进一步加强。王成彬教授说:“但我相信这些问题是暂时的,随着质谱技术的广泛应用,越来越多生产商资源的投入,自动化样本处理、自动进样、自动检测、自动数据处理的质谱检测设备很快就能够研发出来。就像以前流式细胞检测技术的自动化程度也很低,但后来研发者用其原理研发成血细胞分析仪,并广泛应用于临床血常规检验,其实它的基本原理还是流式细胞技术。以后很有可能利用质谱技术原理开发出蛋白质分析仪、多肽分析仪、微量元素分析仪等临床检验专用的仪器设备,使质谱检测的自动化、重复性和稳定性都得到保障。目前我国质谱生产企业增长速度很快,前年没有几家,去年发展到十几家,今年年底我估计将有超过20家。原来做其它医疗设备的企业如郑州安图,宁波美康、山东英盛纷纷投入临床质谱研发。”

  自动化是临床质谱检验未来的发展方向

  谈到临床检验质谱未来的发展方向,王成彬教授表示:“要自动化,变成专用质谱。”目前最大的问题是自动化程度低,操作步骤太多;而正因为自动化程度低,需要一些精通操作的专业人员,这样又带来检测结果不一致的问题。所以,未来的发展方向是自动化、标准化、规范化。所以我们要尽可能的统一操作程序,加大商品试剂盒的开发和推广。临床质谱的前景非常光明,厂家有利可图,就会有资本介入,把成熟的自动化技术移植过来。

  通过大力推广和宣传支持中国质谱发展

  谈到如何支持中国质谱发展,王成彬教授认为应该大力宣传和推广。“我们已经成立了中国质谱学会临床质谱专委会和中国医疗器械行业协会医用质谱创新发展分会,前者是学术组织,目的是推动质谱技术在临床实验室和科学研究中的应用;后者是为了加强质谱生产厂家和临床实验室的交流和合作,共同推动我国质谱设备在临床实验室的应用,提升国产产品的竞争力。我们还想进一步整合研究质谱技术或方法学的高校或研究所、质谱生产厂家、临床实验室资源,成立质谱技术及临床应用的联盟扩大质谱技术的临床应用,以市场需求为牵引,加速提高我国临床质谱关键技术和关键部件的研发与生产”。根据美国临床实验室协会的数据,美国临床实验室每年对患者血液、尿液和其它样品检测次数超过70亿次。在美国,临床质谱技术已经发展得相对成熟,服务于临床检测的项目已达400余项。中国质谱在临床实验室应用方面还比较落后。王成彬教授担任主任委员的中国质谱学会临床质谱专业委员会,已同美国、加拿大、日本等临床质谱学会进行了广泛联系与交流,希望与这些学会通过联合举办学术会议等形式加强国际同行间的沟通与合作,提高我国临床质谱学者在应用和研究方面的水平,为扩大中国临床质谱在世界范围的影响力打下坚实的基础。

  人物简介:

  王成彬,解放军总医院医学检验中心主任,主任医师、教授、博士研究生导师,中南大学、北京理工大学、温州医科大学、南开大学等院校兼职教授/研究生导师;现担任中华医学会检验分会主任委员,北京医学会检验分会主任委员,中国质谱学会临床质谱专委会主任委员,中国医疗器械行业协会医用质谱创新发展分会名誉主任委员,中国仪器仪表学会医疗仪器分会副理事长,中华检验医学杂志副总主编等学术任职;先后主持国家科技支撑、军队重大专项、国家自然科学基等课题研究。国内外期刊发表学术论文300余篇,主编、主译专著5部,获全国多媒体教材一等奖1项、省部级二等奖5项。