醫(yī)學檢驗,島津助力同行
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,,現(xiàn)代醫(yī)學理論與醫(yī)學技術(shù)不斷進步,,人們對健康狀況與疾病診療的關(guān)注程度逐日提高。醫(yī)學檢驗作為臨床醫(yī)學中的一門新興學科,,為人類疾病的診斷,、治療監(jiān)測、預后判斷提供大量新型技術(shù)與實驗室監(jiān)測指標,。
一,、醫(yī)學檢驗發(fā)展狀況
近些年,醫(yī)學檢驗發(fā)展日新月異,,世界各國各地區(qū)醫(yī)院的臨床檢驗在很多檢測項目上都已實現(xiàn),,所能測定的項目種類日漸豐富,為臨床提供了大量有意義的檢測結(jié)果,。尤其是近30年,,獨立醫(yī)學檢驗公司蓬勃興起,實現(xiàn)了醫(yī)學檢驗領(lǐng)域的專業(yè)化分工,,保證檢驗結(jié)果更具有準確性與性,。
目前,美國醫(yī)學檢驗行業(yè)發(fā)展已經(jīng)相當成熟,,可提供醫(yī)學檢測的實驗室主要有獨立醫(yī)學實驗室,、醫(yī)院內(nèi)部實驗室與診所附設(shè)實驗室三類。美國疾病控制與預防中心估計美國實驗室一年大約實施98億次檢測,,行業(yè)規(guī)模約750億美元,,而以Quest和LabCorp為代表的獨立醫(yī)學檢驗公司呈寡頭壟斷競爭格局,占據(jù)35 %以上的*,,其余大約60 %在醫(yī)院的附屬檢驗室,、高校實驗室和其他實驗室完成。而在歐洲,、日本等成熟市場,,獨立醫(yī)學實驗室也已是成熟產(chǎn)業(yè)。據(jù)研究統(tǒng)計,,目前歐洲,、日本獨立醫(yī)學實驗室的*占醫(yī)學檢驗市場的份額分別為50%和67%,。
在我國,醫(yī)學檢驗市場收入主要來源于公立醫(yī)院檢驗科,、病理科,。受行業(yè)發(fā)展較晚和醫(yī)療制度等的影響,我國獨立醫(yī)學檢驗機構(gòu)起步較晚,,第三方醫(yī)學檢驗行業(yè)只占據(jù)醫(yī)學檢驗行業(yè)不到3%的*,。隨著社會經(jīng)濟和檢驗技術(shù)的不斷發(fā)展,檢驗服務(wù)需求不斷上升,,檢驗項目日益增多,,醫(yī)院作為醫(yī)學檢驗業(yè)務(wù)的實現(xiàn)主體已無法滿足檢驗及診斷業(yè)務(wù)發(fā)展的實際需求,從而,,我國獨立醫(yī)學檢驗公司起步并逐年蓬勃發(fā)展,,相繼成立110家醫(yī)學獨立實驗室。目前第三方醫(yī)學檢測服務(wù)市場呈全國連鎖化經(jīng)營的綜合性診斷服務(wù)模式,,*與行業(yè)年增長率逐年不斷提升,,且利潤水平較好?;趪艺咭约搬t(yī)療改革的進展,,預計2018-2020年第三方醫(yī)學檢驗市場規(guī)模將保持35%-40%的快速增長,潛在市場空間巨大,,醫(yī)學檢驗將迎來行業(yè)發(fā)展黃金時期,。
圖1 獨立醫(yī)學檢驗機構(gòu)來源于醫(yī)療體系專業(yè)化分工(資料來源:醫(yī)學檢驗行業(yè)發(fā)展歷程)
二、醫(yī)學檢驗項目與臨床質(zhì)譜的應(yīng)用
目前美國獨立醫(yī)學實驗室檢測項目超過4000項,,其中包括臨床病理,、解剖病理與細胞學、藥物濫用檢測以及基因檢測等,。我國三級甲等醫(yī)院一般可提供300-500種檢驗項目,,大型獨立醫(yī)學實驗室可提供檢測服務(wù)共有2000余項。按照臨床應(yīng)用頻率與應(yīng)用范圍,,可將現(xiàn)有檢驗項目劃分常規(guī)檢驗與檢驗,。常規(guī)檢驗應(yīng)用較廣,大型*醫(yī)院與基層醫(yī)療機構(gòu)均可完成,。隨著醫(yī)療需求的提升,,偏重于個性化設(shè)計與診斷的檢驗,使用需求逐日上升,。醫(yī)學檢驗技術(shù)從傳統(tǒng)的生化檢驗、免疫學檢驗,、微生物檢驗等常規(guī)手段,,提升為分子檢驗,、基因檢驗等性高、個體化強的檢測方法,,在靈敏度與特異性上大幅提高,,為臨床診斷提供更為及時、準確的判斷依據(jù),。
圖2 國內(nèi)外各類型檢測機構(gòu)檢驗數(shù)量對比圖(資料來源:公開資料)
質(zhì)譜由于其具有*的高特異性,、高靈敏度、單次分析的快速性,、檢測信息的豐富性以及對復雜生物基質(zhì)分析的高耐受性等特點,,在醫(yī)療、臨床醫(yī)學檢驗中發(fā)揮著越來越大的作用,。目前,,在美國等發(fā)達國家,質(zhì)譜技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)學檢驗,,基于該技術(shù)開展的臨床檢測項目已有數(shù)百項,。我國質(zhì)譜檢測的應(yīng)用雖處發(fā)展階段,但檢測項目也已有70多項,,涵蓋了罕見和高難度分析,,包括微生物鑒定、生化檢驗(內(nèi)分泌激素檢測,、藥物濃度監(jiān)測,、新生兒遺傳代謝病篩查、營養(yǎng)元素檢測等)和分子生物診斷(蛋白質(zhì)組學,、核苷酸多態(tài)性,、代謝組學),應(yīng)用范圍從生化檢驗,、微生物鑒定,,到代謝組學、脂質(zhì)組學,、蛋白組學,,再到參考測量程序的建立和標準品賦值,乃至術(shù)中應(yīng)用及床旁檢測,。質(zhì)譜技術(shù)高特異性的特點可有效避免結(jié)構(gòu)類似物對檢測結(jié)果的影響,,為臨床提供更準確的結(jié)果,提高患者的依從性,。其高靈敏度的特點可在很大程度上彌補醫(yī)學檢測中,、低濃度化合物檢測困難和測不準的難題,為疾病的預測和診療分型提供準確結(jié)果,。隨著分析技術(shù)的變革與醫(yī)療的需求,,臨床研究與診斷工作將逐步倚重于液相色譜質(zhì)譜,、氣相色譜質(zhì)譜、電感耦合等離子體質(zhì)譜,、基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜等檢測技術(shù),,而質(zhì)譜技術(shù)也會在醫(yī)學檢驗領(lǐng)域中成為非常有效的分析工具,具有廣泛而重要的應(yīng)用前景,。
圖3 醫(yī)學檢驗技術(shù)發(fā)展趨勢(資料來源:公開資料)
三,、島津推出醫(yī)學檢驗行業(yè)全面解決方案
島津公司作為的分析儀器綜合生產(chǎn)廠商,進入中國已經(jīng)30多年,,始終秉承創(chuàng)業(yè)宗旨“以科學技術(shù)向社會做貢獻”,,不斷鉆研時代、滿足社會需求的科學技術(shù),。
為科學積極地推進臨床質(zhì)譜技術(shù)的應(yīng)用,,島津公司在醫(yī)學檢測應(yīng)用領(lǐng)域中開發(fā)出多種質(zhì)譜檢測方法。
1遺傳代謝病篩查
使用*的Shimadzu NBS系統(tǒng),,建立應(yīng)用衍生化或非衍生化樣本處理的液質(zhì)聯(lián)用技術(shù)對新生兒足跟血干血斑中的氨基酸及肉堿濃度的檢測方法,。采用氣質(zhì)聯(lián)用技術(shù)開發(fā)有機酸遺傳代謝病分析方法和輔助診斷軟件,可對40種有機酸代謝病進行分析,。多種檢測手段對新生兒遺傳代謝病篩查提供更為,、快捷的技術(shù)手段。
圖4 11種氨基酸,、31種肉堿及其19種同位素內(nèi)標的MRM色譜圖
2診斷標志物分析
針對醫(yī)學檢驗中熱門的診斷標志物分析,,島津開發(fā)了采用LC-MS/MS方法測定血漿中總同型半胱氨酸的含量、血清中甲基丙二酸,、血液中糖化血紅蛋白及血清中1,5-脫水葡萄糖醇的含量等應(yīng)用,,并對有關(guān)項目中所用替代基質(zhì)測定方法進行驗證,所建方法均操作簡捷,、特異性好,、靈敏度高、分析速度快,,適用大規(guī)模臨床檢測的需要,。
圖5 替代基質(zhì)中甲基丙二酸(20 nM)及其內(nèi)標物(100 nM)的MRM色譜圖
圖6 甲基丙二酸檢測中替代基質(zhì)標曲和血清標曲的比較
3激素檢測
通過替代基質(zhì)配制標曲,使用LC-MS/MS建立血清中25-羥基維生素D2/D3,、類固醇類,、兒茶酚胺類物質(zhì)的定量檢測方法,靈敏度高,、特異性高,、準確度高,并結(jié)合臨床檢驗有關(guān)指導原則,完成方法學全驗證,,解決傳統(tǒng)檢測方法基質(zhì)干擾大,、檢測限高等問題。
圖7 結(jié)合SLE(固相支撐液液萃?。┣疤幚矸椒ㄋ?1種類固醇激素(1.0 ng/mL, 替代基質(zhì))的MRM色譜圖
4維生素與氨基酸檢測
島津充分利用質(zhì)譜高選擇性與高靈敏度的特點,解決常規(guī)方法靈敏度不足,、樣品量大,、分析時間長等問題,開發(fā)維生素K1,、維生素A,、維生素E以及氨基酸的檢測方法,快速,、簡單,、地完成多種維生素與氨基酸的定量分析。
圖8 20種氨基酸標準品分析色譜圖(1.0 nmol/mL)
5治療藥物監(jiān)測
治療藥物監(jiān)測對治療效果,、用藥安全性評價與指導臨床用藥劑量等方面具有重要作用,。文集對使用島津LC-MS/MS儀器檢測血漿/血清中替比夫定、八種抗精神病藥等項目的含量方法進行介紹,,所建方法具有分析速度快,、靈敏度高、重現(xiàn)性好的特點,,適合用于含量的快速檢測與人體藥代動力學研究,,為臨床個性化給藥方案的確定提供有力保障。更多關(guān)于治療藥物監(jiān)測領(lǐng)域的應(yīng)用開發(fā),,請關(guān)注島津?qū),?吨委熕幬餀z測(TDM)解決方案》。
圖9 人血清中八種精神病類藥物典型色譜圖(1.0 ng/mL)
6基因檢測
針對醫(yī)學檢測基因檢測領(lǐng)域,,島津推出普通PCR和全自動微芯片電泳儀MultiNA聯(lián)用的檢測方法,。應(yīng)用此方法,可對微生物進行鑒定,、實現(xiàn)宮頸癌人乳頭瘤病毒(HPV)生物標志物的檢測,、結(jié)合Smear Analysis軟件完成對二代測序文庫樣品的質(zhì)控分析并同時得到文庫的尺寸分布及濃度。
圖10 10種樣品中食物中毒相關(guān)的目標基因區(qū)域MCE-202 MultiNA檢測結(jié)果
7元素分析
在檢測人體內(nèi)元素含量方面,,原子光譜可以發(fā)揮重要作用,。島津使用原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質(zhì)譜儀在元素檢測方面開發(fā)多種檢測方法,,為檢測多種元素含量提供更為靈敏,、的技術(shù)手段。
圖11 ICPMS-2030所得Cu的譜峰輪廓圖
圖12 ICPMS-2030所得Fe的譜峰輪廓圖
8功能醫(yī)學
作為臨床醫(yī)學檢驗的補充,島津同樣關(guān)注功能醫(yī)學的發(fā)展,。島津利用GCMS-QP2010 Ultra,,建立一種分析血液中脂肪酸的方法。該方法簡單方便,,能夠有效地測定血清中脂肪酸的含量,,為功能醫(yī)學評估人體營養(yǎng)狀況提供有力的支持。
圖13. GCMS-QP2010 Ultra檢測血清中5種脂肪酸甲酯及內(nèi)標的TIC圖
9醫(yī)療
在醫(yī)療方面,,島津推出多種先進技術(shù)手段,,用于疾病診斷治療。利用高分辨質(zhì)譜儀MALDI-TOF測定血漿中β-淀粉樣蛋白生物標記物,,實現(xiàn)對阿爾茲海默疾病的診斷,。利用三重四極桿氣質(zhì)聯(lián)用儀的代謝組學分析技術(shù),發(fā)現(xiàn)多種生物標記物,,開發(fā)出了可在大腸癌早期階段及時診斷的新篩查方法,。結(jié)合治療的血藥濃度監(jiān)測要求,島津具有針對抗體藥物濃度檢測的nSMOL酶解技術(shù),,并結(jié)合三重四極桿液質(zhì)譜聯(lián)用儀開發(fā)對單克隆抗體藥物的定量分析方法,,可供有關(guān)人員參考。
圖14 基于nSMOL酶解技術(shù)對利妥昔單抗的LC/MS生物分析及方法驗證SCI文章標題
島津公司推出的《醫(yī)學檢驗應(yīng)用文集(第三版)》詳細介紹島津LC-MS/MS,、GC-MS,、ICP-MS、Microchip electro-phoresis等分析儀器在各個檢驗項目中的應(yīng)用,,適用于以上九大類臨床檢測項目的應(yīng)用,,為廣大醫(yī)學檢驗行業(yè)從業(yè)人員提供全面解決方案,以期促進質(zhì)譜等相關(guān)先進技術(shù)在醫(yī)學檢驗中更大的發(fā)展與應(yīng)用,。