隨著科學技術的發展，現代醫學理論與醫學技術不斷進步，人們對健康狀況與疾病診療的關注程度逐日提高。醫學檢驗作為臨床醫學中的一門新興學科，為人類疾病的診斷、治療監測、預后判斷提供大量新型技術與實驗室監測指標。

一、醫學檢驗發展狀況

    近些年，醫學檢驗發展日新月異，世界各國各地區醫院的臨床檢驗在很多檢測項目上都已實現，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果。尤其是近30年，獨立醫學檢驗公司蓬勃興起，實現了醫學檢驗領域的專業化分工，保證檢驗結果更具有準確性與權威性。

    目前，美國醫學檢驗行業發展已經相當成熟，可提供醫學檢測的實驗室主要有獨立醫學實驗室、醫院內部實驗室與診所附設實驗室三類。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，行業規模約750億美元，而以Quest和LabCorp為代表的獨立醫學檢驗公司呈寡頭壟斷競爭格局，占據35 %以上的市場份額，其余大約60 %在醫院的附屬檢驗室、高校實驗室和其他實驗室完成。而在歐洲、日本等成熟市場，獨立醫學實驗室也已是成熟產業。據研究統計，目前歐洲、日本獨立醫學實驗室的市場份額占醫學檢驗市場的份額分別為50%和67%。

    在我國，醫學檢驗市場收入主要來源于公立醫院檢驗科、病理科。受行業發展較晚和醫療制度等的影響，我國獨立醫學檢驗機構起步較晚，第三方醫學檢驗行業只占據醫學檢驗行業不到3%的市場份額。隨著社會經濟和檢驗技術的不斷發展，檢驗服務需求不斷上升，檢驗項目日益增多，醫院作為醫學檢驗業務的唯一實現主體已無法滿足檢驗及診斷業務發展的實際需求，從而，我國獨立醫學檢驗公司起步并逐年蓬勃發展，相繼成立110家醫學獨立實驗室。目前第三方醫學檢測服務市場呈全國連鎖化經營的綜合性診斷服務模式，市場份額與行業年增長率逐年不斷提升，且利潤水平較好。基于國家政策以及醫療改革的進展，預計2018-2020年第三方醫學檢驗市場規模將保持35%-40%的快速增長，潛在市場空間巨大，醫學檢驗將迎來行業發展黃金時期。
 

圖1 獨立醫學檢驗機構來源于醫療體系專業化分工（資料來源：醫學檢驗行業發展歷程）

二、醫學檢驗項目與臨床質譜的應用

    目前美國獨立醫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。我國三級甲等醫院一般可提供300-500種檢驗項目，大型獨立醫學實驗室可提供檢測服務共有2000余項。按照臨床應用頻率與應用范圍，可將現有檢驗項目劃分常規檢驗與高端檢驗。常規檢驗應用較廣，大型三甲醫院與基層醫療機構均可完成。隨著醫療需求的提升，偏重于個性化設計與精準診斷的高端檢驗，使用需求逐日上升。醫學檢驗技術從傳統的生化檢驗、免疫學檢驗、微生物檢驗等常規手段，提升為分子檢驗、基因檢驗等精準性高、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。

圖2 國內外各類型檢測機構檢驗數量對比圖（資料來源：公開資料）

    質譜由于其具有獨特的高特異性、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分析的高耐受性等特點，在精準醫療、臨床醫學檢驗中發揮著越來越大的作用。目前，在美國等發達國家，質譜技術已廣泛應用于醫學檢驗，基于該技術開展的臨床檢測項目已有數百項。我國質譜檢測的應用雖處發展階段，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（內分泌激素檢測、藥物濃度監測、新生兒遺傳代謝病篩查、營養元素檢測等）和分子生物診斷（蛋白質組學、核苷酸多態性、代謝組學），應用范圍從生化檢驗、微生物鑒定，到代謝組學、脂質組學、蛋白組學，再到參考測量程序的建立和標準品賦值，乃至術中應用及床旁檢測。質譜技術高特異性的特點可有效避免結構類似物對檢測結果的影響，為臨床提供更準確的結果，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果。隨著分析技術的變革與精準醫療的需求，臨床研究與診斷工作將逐步倚重于液相色譜質譜、氣相色譜質譜、電感耦合等離子體質譜、基質輔助激光解吸電離飛行時間質譜等高端檢測技術，而質譜技術也會在醫學檢驗領域中成為非常有效的分析工具，具有廣泛而重要的應用前景。

圖3 醫學檢驗技術發展趨勢（資料來源：公開資料）

三、島津推出醫學檢驗行業全面解決方案

    島津公司作為全球著名的分析儀器綜合生產廠商，進入中國已經30多年，始終秉承創業宗旨“以科學技術向社會做貢獻”，不斷鉆研領先時代、滿足社會需求的科學技術。

    為科學積極地推進臨床質譜技術的應用，島津公司在醫學檢測應用領域中開發出多種質譜檢測方法。

1遺傳代謝病篩查

    使用獨特的Shimadzu NBS系統，建立應用衍生化或非衍生化樣本處理的液質聯用技術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。采用氣質聯用技術開發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精準、快捷的技術手段。

圖4 11種氨基酸、31種肉堿及其19種同位素內標的MRM色譜圖

2診斷標志物分析

    針對醫學檢驗中熱門的診斷標志物分析，島津開發了采用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用，并對有關項目中所用替代基質測定方法進行驗證，所建方法均操作簡捷、特異性好、靈敏度高、分析速度快，適用大規模臨床檢測的需要。

圖5 替代基質中甲基丙二酸（20 nM）及其內標物（100 nM）的MRM色譜圖

圖6 甲基丙二酸檢測中替代基質標曲和血清標曲的比較

3激素檢測

    通過替代基質配制標曲，使用LC-MS/MS建立血清中25-羥基維生素D2/D3、類固醇類、兒茶酚胺類物質的定量檢測方法，靈敏度高、特異性高、準確度高，并結合臨床檢驗有關指導原則，完成方法學全驗證，解決傳統檢測方法基質干擾大、檢測限高等問題。

圖7 結合SLE（固相支撐液液萃取）前處理方法所得11種類固醇激素（1.0 ng/mL, 替代基質）的MRM色譜圖

4維生素與氨基酸檢測

    島津充分利用質譜高選擇性與高靈敏度的特點，解決常規方法靈敏度不足、樣品量大、分析時間長等問題，開發維生素K1、維生素A、維生素E以及氨基酸的檢測方法，快速、簡單、高效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治療藥物監測

    治療藥物監測對治療效果、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。更多關于治療藥物監測領域的應用開發，請關注島津專刊《治療藥物檢測（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

    針對醫學檢測基因檢測領域，島津推出普通PCR和全自動微芯片電泳儀MultiNA聯用高效的檢測方法。應用此方法，可對微生物進行鑒定、實現宮頸癌人乳頭瘤病毒（HPV）生物標志物的檢測、結合Smear Analysis軟件完成對二代測序文庫樣品的質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的目標基因區域MCE-202 MultiNA檢測結果

7元素分析

    在檢測人體內元素含量方面，原子光譜可以發揮重要作用。島津使用原子吸收光譜儀、電感耦合等離子體質譜儀在元素檢測方面開發多種檢測方法，為檢測多種元素含量提供更為靈敏、高效的技術手段。 

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功能醫學

    作為臨床醫學檢驗的補充，島津同樣關注功能醫學的發展。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，為功能醫學評估人體營養狀況提供有力的支持。

圖13. GCMS-QP2010 Ultra檢測血清中5種脂肪酸甲酯及內標的TIC圖

9精準醫療

    在精準醫療方面，島津推出多種先進技術手段，用于疾病精準診斷治療。利用高分辨質譜儀MALDI-TOF測定血漿中β-淀粉樣蛋白生物標記物，實現對阿爾茲海默疾病的診斷。利用三重四極桿氣質聯用儀的代謝組學分析技術，發現多種生物標記物，開發出了可在大腸癌早期階段及時診斷的最新篩查方法。結合精準治療的血藥濃度監測要求，島津具有針對抗體藥物濃度檢測的nSMOL酶解技術，并結合三重四極桿液質譜聯用儀開發對單克隆抗體藥物的定量分析方法，可供有關人員參考。

圖14 基于nSMOL酶解技術對利妥昔單抗的LC/MS生物分析及方法驗證SCI文章標題

    島津公司推出的《醫學檢驗應用文集（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用，適用于以上九大類臨床檢測項目的應用，為廣大醫學檢驗行業從業人員提供全面解決方案，以期促進質譜等相關先進技術在醫學檢驗中更大的發展與應用。