液质联用技术的临床检验应用进展101113

LC-MS/MS临床检验应用进展上海市徐汇区中心医院李水军2013.10.29报告提纲液质联用技术原理国内外临床应用进展在我院的应用情况介绍同型半胱氨酸25-羟基维生素D1,5-脱水葡萄糖醇问题和展望质谱技术发展历史1906•JosephJohn测定电子荷质比1922•FrancisWilliam发现同位素1989•WolfgamgPaul发明离子阱2002•JohnFenn发明电喷雾离子化质谱仪组成由离子源、真空接口、质量分析器和检测器组成。根据检测器类型可分为磁质谱、四级杆质谱、离子阱质谱、傅里叶回旋共振质谱、飞行时间质谱。产生带电离子离子源真空接口质量分析器检测器引入带电离子按m/z分离和排列电信号放大样品引入数据分析LC-MS/MS仪灵敏度μg/mL灵敏度ng/mL或者pg/mLHPLC,$$MS,$$$APIHighvacuumLC-MS/MS工作原理+Ionization+++MS1+MS2FragmentationDetectionLCLC-MS/MS优势特异性好，免疫分析对小分子化合物的检测缺陷比HPLC和GC-MS的容易使用，通量更大，是免疫分析法的主要互补方法与其他技术相比，单个样本的测试成本更低建立和验证新方法比较容易国外LC-MS/MS应用2000年，LC-MS/MS开始应用于药物研发领域，逐步从标准技术成为国际通用技术2010年，LC-MS/MS广泛应用于欧美临检参考实验室。由于第三方检测机构的推动，从大型医院临检实验室向中小型、甚至社区医院扩展Vogeser,ClinChemLabMed2003;41:117-126.Dooley,ClinBiochem2003;36:471-481.Vogeser,ClinBiochem2008;41:649-662.LC-MScumulativepublicationsinPubmedYearLC-MS在PubMed论文发表数量临检主要应用领域新生儿筛查：氨基酸、肉毒碱、脂肪酸、有机酸药物中毒、滥用药物分析、止痛药物分析治疗药物监测：免疫抑制剂、抗癫痫药物、抗心律失常药内分泌分析：肾上腺激素、性激素蛋白鉴定和定量：C肽、PTH、血管紧张素功能医学检测以美国MayoClinic为例，1998年没有LC-MS/MS。2010年，60台LC-MS/MS，200万个测试。GrebeSK,SinghRJ.ClinBiochemRev.2011Feb;32(1):5-31.LC-MS/MS国内应用现状在各大医院已普及，主要用于临床药理但在临检领域尚处于起步阶段卫生部临检中心部分医院检验科第三方检验机构质谱法常作为参考方法，用于参考测量程序和校准品定值我院应用简介2000年引进LC-MS/MS，主要用于临床药理和临床科研。2002年开始探索临检应用：同型半胱氨酸、TDM、生物标志物（心血管病、糖尿病、前列腺癌）、内分泌（性激素、肾上腺激素）、维生素、氨基酸等。同型半胱氨酸(Hcy)：心血管疾病独立危险因子H型高血压增加心脑血管事件30倍051015202530ReferenceCholesterolSmokingHypertensionNoElevatedFastingHomocysteineElevatedFastingHomocysteineRiskFactorsRelativeRisk(VascularDisease)流行病学研究证明，“H型”高血压患者心血管事件发生率较单纯存在高血压的患者高出约5倍，较正常人高出约25-30倍。GrahamIM,etal.JAMA.1997;277(22):1775-81.Hcy代谢HcyMetAdoMetAdoHcyTHFCH3THFCH2THFCHOTHFCysB6BHMTMTRB12B2蛋氨酸循环叶酸循环RefsumH,etal.ClinChem.2004;50(1):3-32.血中Hcy形式Hcy-AlbuminHcy-CysHcy80%bHcy20%fHcy正常tHcy5-15µmol/LHcy检测方法原理HcyHHcy-HcyHcy-CysHcy-AlbuminHcyHXHcyXHcyXAbLC-MS/MS特异性和准确性更加优越HPLC-FU/UVGC-MSAAAnlyzerEnzymeassaysImmunoassaysFPIA,EIA还原衍生化抗体结合XAbDDT检测分析流程临床研究与应用体检人群血浆/血清Hcy测定结果组别例数年龄Hcy（μmol/L）P值*正常对照组2039.9±9.913.1±3.4心脑血管病高危人群14945.0±7.920.2±12.7＜0.01糖尿病2447.2±5.921.3±12.3＜0.01住院病人血浆/血清Hcy测定结果组别例数年龄Hcy（μmol/L）P值*对照组3869.2±12.313.9±6.6脑梗塞4075.0±9.422.0±14.9＜0.01冠心病4579.3±5.818.3±7.9＜0.05高血压4871.1±10.316.8±7.8＜0.05LiS,etal.JChromatogrB.2008;870(1):63-67卫生部临床检验中心2011年全国同型半胱氨酸EQA•循环酶法和LC-MS/MS法结果差异明显，Bias从10.64%至21.80%•循环酶法的室间差异较大，CV9.10-12.61%。合作开发检测试剂盒国内首个获得SFDA批准，具有自主知识产权的液相色谱串联质谱HCY体外诊断试剂盒[国食药监械（准）字2007第3401206号]与现有方法比较优势LC-MS/MS技术已成为目前生物样品中小分子化合物定性定量测定的金标准方法高准确性和特异性，直接测定质量,专一、灵敏、通用高通量：超过400测试/天长期运行成本低：使用通用试剂、消耗品成本低廉，大批量测定有优势25羟基维生素D(25OHD)：维生素D营养状况的最佳指标据估计，全球有10亿人维生素D缺乏或者不足。骨质疏松症只是维生素D缺乏的冰山一角，对人体的健康的影响极为广泛。维生素D可降低慢性病，包括癌症、自身免疫性疾病、感染、心血管疾病等发病风险。≤20ng/mL缺乏21-29ng/mL不足30-60ng/mL充足25OHD水平维生素D营养状态维生素D缺乏相当普遍HolickMF.NEnglJMed.2007;357(3):266-281.上海的维生素D调查情况25OHD浓度维生素D状况比例10ng/mL严重缺乏（15）8%10-20ng/mL缺乏（141）73%20-30ng/mL不足（33）17%30-60ng/mL充足（4）2%150ng/mL中毒（0）0%25OHD16.4±5.3ng/mL(2.5th-97.5th7.9-28.8ng/mL)020406080100120140全球中国130M35M25OHD测试量国内市场份额估计可达数十亿元人民币25OHD检测市场需求巨大25OHD检测方法比较免疫法•通常只能测总25OHD•体内类似物多，交叉反应大，影响结果准确性HPLC法•测定费时，工作量大•灵敏度可能不足LC-MS/MS•可分别测定25OHD2和25OHD3，有助于临床疗效判断•灵敏度、特异性较好LC-MS/MS与ECLIA方法比较y=0.514x+1.269ng/mL,r=0.590,Sy|x=-11.9ng/mL(ECLIAfor25OHD3)LC-MS/MS与ECLIA总25OHD比较y=1.364x-1.815ng/mL,r=0.834,Sy|x=5.22ng/mL(ECLIAfor25OHDtotal)LC-MS/MS与EIA总25OHD比较y=1.120x+7.274ng/mL,r=0.723,Sy|x=9.06ng/mL(EIAfor25OHDtotal)y=0.885x+1.672ng/mL,r=0.987,Sy|x=-1.88ng/mL(LC-MS/MSfor25OHD2and25OHD3)LC-MS/MS与美国CAP比较LC-MS/MS与NIST的LC-MS/MS参考方法比较y=0.9222x-0.045ng/mL,r=0.9971,Sy|x=1.47ng/mL(LC-MS/MSfor25OHD2and25OHD3)0510152025303540基线值3个月6个月9个月12个月25OHD浓度（ng/mL)LC-MS/MSECLIA点线图方法不同导致完全不同的临床判断1,5-脱水葡萄糖醇(1,5-AG)我国糖尿病现状36控制糖尿病并发症风险糖尿病的并发症分为微血管并发症和大血管并发症。中华医学会糖尿病学分会慢性并发症调查组报告住院2型糖尿病并发症患病率分别为：高血压34.2%，脑血管病12.6%，心血管病17.1%，下肢血管病5.2%。防治心脑血管疾病所需的医疗支出，占糖尿病医疗费用的最主要部分。单纯餐后血糖升高者占近50%。37中国2型糖尿病防治指南（2010版）血糖控制不良人群占63%DatafromNHANESandDCCT血糖监测指标1,5AG果糖胺108975643120HbA1C葡萄糖Weeksbeforemeasurement1,5-AG使血糖监控更加严密完整和科学！1,5-AG的生理特征40组织库存(500-1000mg)肾饮食摄入1,5-AG(5-10mg/天)尿排泄1,5-AG(5-10mg/天)BuseJBetal.DiabTech&Ther2003,5(3):355-363高血糖尿排泄1,5-AG增加1,5-AG重吸收血1,5-AG下降1,5-AG可监测到血糖的细微变化YamanouchiTetal.Lancet19962型糖尿病人治疗过程中考察1，5-AG的变化A组28例糖尿病人连续治疗6周B组28例糖尿病人连续治疗4周后终止治疗方法验证临床应用LiSetal.JChromatogr.2008;875(2):459-64.010203040504914191,5-AGHbA1Cr=-0.569(n=328)0102030405001020301,5-AGPPGr=-0.456(n=181)0102030405001020301,5-AGFBGr=-0.409(n=174)01020304050050010001,5-AGFAr=-0.539(n=63)1,5-AG与其他指标的相关性1,5-AG临床意义1•1,5-AG是短期血糖控制和血糖波动的监测指标，反映3天-1周的血糖水平。2•快速敏感地响应血糖变化，适用于严格血糖控制监测，可作为诊断糖尿病情好转与恶化趋势的敏锐指标。3•1,5-AG能更特异性且有效地反映餐后血糖，即使在HbA1C水平相同者也截然不同，因此测定1,5-AG有利于监控糖尿病并发症的风险。4•1,5-AG水平不受轻度或中度肾功能不全的影响，对轻度或中度肾功能不全的2型糖尿病患者，1,5-AG仍可作为血糖控制的可靠指标。1,5-AG与血糖控制关系1,5-AG(µg/mL)血糖控制情况14.0正常10–13.9控制良好6–9.9控制一般2–5.9控制差2控制非常差美国糖尿病协会指出预防糖尿病病并发症的重要性在于严格的血糖控制。间歇性的血糖波动比慢性高血糖对血管内皮细胞的损伤更大。1,5-AG测试结果2周内发生变化，医生可以利用检测结果及时了解患者血糖控制的改进效果或恶化程度。1,5-AG能更准确地反映餐后血糖变化情况，有利于监控糖尿病并发症的风险。优势和潜力国际认可、国内尚未普及的临检新指标金标准方法，临床诊断的准确性优势明显高通量检测，连续测试可超过300个/天有效填补临床糖尿病管理的信息数据链缺口可客观评价病人住院期间的血糖控制情况其临床应用推广及相关科研价值凸显质谱技术用于临床问题与瓶颈技术操作政策技术方法重现性通量限制–分析时间–样品处理–和信息系统的连接内源性物质、同分异构体、代谢物的干扰基质效应（离子抑制／增强）–稳定同位素内标（ID-MS）Vogeser,ClinChemLabMed200