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前沿進(jìn)展

質(zhì)譜與臨床檢測(cè)研究報(bào)告

發(fā)布日期:2020-04-07 08:41:12 瀏覽次數(shù):

隨著臨床檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)、精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的快速發(fā)展,臨床對(duì)于更精確、更快速、更簡(jiǎn)便的檢驗(yàn)手段和檢測(cè)技術(shù)更為依賴。質(zhì)譜技術(shù)相比于傳統(tǒng)技術(shù)更具靈敏性、特異性和準(zhǔn)確性,還具有高通量、高效率和低成本的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),有望為醫(yī)療革新帶來(lái)全新的解決方案。
 

1. 質(zhì)譜技術(shù)

1.1 基本原理
質(zhì)譜分析是采用高速電子來(lái)撞擊被分析樣品的氣態(tài)分子或原子,使之離子化,在電磁場(chǎng)的作用下使正離子加速和準(zhǔn)直,然后進(jìn)入質(zhì)量分析器。在質(zhì)量分析器磁場(chǎng)的作用下,樣品離子按不同的質(zhì)荷比(m/z)分開(kāi)后進(jìn)入檢測(cè)器,離子信號(hào)被放大并記錄在讀出裝置上,形成相應(yīng)的質(zhì)譜圖,進(jìn)而進(jìn)行物質(zhì)的定性和結(jié)構(gòu)分析以及定量分析。
質(zhì)譜儀器一般由進(jìn)樣系統(tǒng)、離子源、質(zhì)量分析器、檢測(cè)器、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等部分組成。其中離子源和質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀的核心技術(shù)。

 

1.2基本結(jié)構(gòu)
1.2.1進(jìn)樣系統(tǒng)
臨床樣品為復(fù)雜的混合物,不能被直接用來(lái)做質(zhì)譜分析,因此需要合適的進(jìn)樣系統(tǒng)來(lái)純化和導(dǎo)入待檢測(cè)物質(zhì)。氣相色譜( GC)和液相色譜(HPLC/UPLC)是經(jīng)典的引入方法。除此以外,超臨界流體色譜(SFC)和毛細(xì)管電泳(CE)也可與質(zhì)譜技術(shù)聯(lián)用,大大擴(kuò)大了樣品引入的靈活性。
1.2.2離子源
離子源的作用:一是使樣品物質(zhì)電離;二是將離子引出、加速、聚焦和準(zhǔn)直。目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的離子源種類較多,主要包括以下幾類:
 

 

資料來(lái)源:知網(wǎng)文獻(xiàn)

1.2.3質(zhì)量分析器
質(zhì)量分析器是質(zhì)譜儀器的心臟,可以依據(jù)不同方式將離子源中生成的樣品離子按質(zhì)荷比m/z的大小分開(kāi)。類型較多,廣泛使用的是四極桿質(zhì)量分析器(Quadrupole mass analyzer)、飛行時(shí)間質(zhì)量分析器(Time of flight mass analyzer)等。

 
資料來(lái)源:中國(guó)知網(wǎng)、公開(kāi)網(wǎng)站

 
1.3臨床質(zhì)譜的主要種類
1.3.1液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS)
LC-MS(臨床上主要是HPLC/UPLC)從2000年起開(kāi)始成為分析測(cè)試的尖端武器,可廣泛應(yīng)用于血液、尿液等生物樣品中的各種代謝產(chǎn)物以及生物分子如蛋白質(zhì)、多肽、維生素、激素等的分析,是臨床檢驗(yàn)工作中重要的前沿檢驗(yàn)技術(shù)和生物小分子測(cè)定的主要參考方法。在新生兒遺傳代謝性疾病篩查、藥物研究、維生素檢測(cè)、激素類檢測(cè)和腫瘤標(biāo)志物的篩選等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。
 
1.3.2氣相色譜質(zhì)譜技術(shù)(GC-MS)
GC-MS綜合了氣相色譜和質(zhì)譜的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)具備GC的高分辨率和質(zhì)譜的高靈敏度、強(qiáng)鑒別能力。GC-MS可同時(shí)完成待測(cè)組分的分離、鑒定和定量,被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜組分的分離與鑒定。GC-MS在新生兒遺傳代謝疾病的篩查和尿液檢測(cè)等領(lǐng)域獨(dú)具優(yōu)勢(shì),可實(shí)現(xiàn)“一種方法檢測(cè)多種疾病”。
 
1.3.3 電感耦合等離子體質(zhì)譜技術(shù)(ICP-MS)
ICP-MS是20世紀(jì)80年代發(fā)展起來(lái)的無(wú)機(jī)元素和同位素分析測(cè)試技術(shù),它以獨(dú)特的接口技術(shù)將電感耦合等離子體的高溫電離特性與質(zhì)譜計(jì)的靈敏快速掃描的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合而形成一種高靈敏度的分析技術(shù)。ICP-MS在藥物檢測(cè)領(lǐng)域有許多優(yōu)勢(shì):對(duì)樣本類型要求較低,檢測(cè)靈敏度高、干擾少、超痕量檢測(cè)限、檢測(cè)線性范圍寬等。
 
1.3.4 基質(zhì)輔助激光解析飛行時(shí)間質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)
MALDI于1987年首次由Hillenkamp及Karas提出,通過(guò)應(yīng)用這一“軟電離”技術(shù)與飛行時(shí)間質(zhì)譜(TOF)相結(jié)合,成功地實(shí)現(xiàn)了為生物大分子提供快速和高度可靠檢測(cè)手段的目的,為臨床提供了全新的分析方法。新一代MALDI-TOF定量性能的提升促使其更快地被用于常規(guī)臨床檢測(cè)中,如:直接從血清,組織提取物和其他體液進(jìn)行的癌癥分型;組織成像;蛋白質(zhì)修飾分析;生物標(biāo)志物的鑒定和驗(yàn)證;質(zhì)譜免疫測(cè)定;多肽定量;診斷和治療相關(guān)生物標(biāo)志物的臨床測(cè)定等。


資料來(lái)源:中國(guó)知網(wǎng)

1.4質(zhì)譜新技術(shù)與臨床應(yīng)用前沿
1.4.1多任務(wù)共行的常壓敞開(kāi)式離子源質(zhì)譜分析平臺(tái)
此方法由國(guó)立中山大學(xué)謝建臺(tái)教授,在質(zhì)譜與臨床的交叉 2019國(guó)際臨床質(zhì)譜會(huì)中提到。它能夠快速識(shí)別自殺患者使用的農(nóng)藥、過(guò)量使用的藥物以及因使用中草藥中毒的患者體內(nèi)有毒成分。運(yùn)用此方法時(shí)樣品不需要進(jìn)行預(yù)處理,毒素的TD-ESI/MS或ELDI/MS采樣過(guò)程能夠在60秒內(nèi)完成。此方法的農(nóng)藥、濫用藥物和有毒草藥成分的檢測(cè)限在ppm以下,且實(shí)驗(yàn)重現(xiàn)性好(RSD< 15%),表明該方法具有較高的精密度。研究結(jié)果表明,TD-ESL/MS和ELDLMS能夠?yàn)榧痹\患者提供及時(shí)的毒理學(xué)信息,為后續(xù)的治療方案提供可靠參考,具有廣闊的應(yīng)用前景。
 
1.4.2 人工智能+質(zhì)譜檢測(cè)
加州大學(xué)圣地亞哥分校病理學(xué)系教授David A. Herold表示可以使用AI來(lái)評(píng)估分析質(zhì)譜信息,從而評(píng)估疾病和蛋白質(zhì)組代謝產(chǎn)物。對(duì)于AI而言,最重要的是數(shù)據(jù)質(zhì)量,在HPLC、高分辨率質(zhì)譜、離子遷移譜和增加MALDI電離效率方面已取得了重大進(jìn)展的情況下,質(zhì)譜技術(shù)已經(jīng)能夠更準(zhǔn)確、更精確地測(cè)量分析物,提供更多維和全面的數(shù)據(jù)。通過(guò)高分辨率質(zhì)譜法進(jìn)行的組織成像可以增加關(guān)于被檢查組織的分子信息,從而增加所提供信息的細(xì)節(jié),診斷成功率預(yù)計(jì)接近100%。這一趨勢(shì)與智能工業(yè)和制造業(yè)地發(fā)展趨勢(shì)不謀而合。

 

2. 臨床質(zhì)譜

2.1發(fā)展史
自1919年,F(xiàn)rancis William Aston發(fā)明第一臺(tái)質(zhì)譜儀后,100年來(lái)質(zhì)譜相關(guān)技術(shù)曾13次獲得諾貝爾獎(jiǎng)。起初質(zhì)譜技術(shù)只是被廣泛應(yīng)用于科研機(jī)構(gòu)的研究中,而后逐步應(yīng)用于制藥、食品,環(huán)境及臨床領(lǐng)域。最早在20世紀(jì)80年代,GC-MS被用于檢測(cè)美國(guó)海軍飛行員尿液中大麻的含量,標(biāo)志著質(zhì)譜進(jìn)入醫(yī)學(xué)檢測(cè)領(lǐng)域;在1988年,美國(guó)聯(lián)邦藥檢局發(fā)布指南,要求治療藥物檢測(cè)必須采用質(zhì)譜檢測(cè)確認(rèn),從而奠定了質(zhì)譜技術(shù)在臨床藥檢中的重要地位。同期,隨著電噴霧和輔助激光解析等“軟電力”技術(shù)的發(fā)展,使蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的檢測(cè)成為可能,質(zhì)譜技術(shù)在臨床檢測(cè)的應(yīng)用范圍大大擴(kuò)大;20世紀(jì)90年代,LC-MS被嘗試應(yīng)用于新生兒遺傳代謝病篩查;21世紀(jì)初MALDI-TOF在感染性疾病的分子診斷領(lǐng)域嶄露頭角,2013年FDA首次認(rèn)可使用MALDI-TOF對(duì)微生物進(jìn)行鑒定。
近年來(lái),醫(yī)院或第三方機(jī)構(gòu)對(duì)臨床質(zhì)譜技術(shù)的需求持續(xù)增多,各類臨床質(zhì)譜分析平臺(tái)也相繼建立。在臨床領(lǐng)域,質(zhì)譜分析技術(shù)可以應(yīng)用于臨床生化檢驗(yàn)、臨床免疫學(xué)檢驗(yàn)、臨床微生物檢驗(yàn)以及臨床分子診斷等多個(gè)方面。

2.2應(yīng)用領(lǐng)域
2.2.1新生兒遺傳代謝病篩查
遺傳代謝?。ê?jiǎn)稱IEM)又稱為先天性代謝異常(lMD)。因基因突變而引起維持機(jī)體正常代謝所必須的某些酶、受體、載體蛋白功能缺陷而導(dǎo)致的一大類疾病,常見(jiàn)的遺傳代謝病達(dá)500余種,遺傳代謝病單病發(fā)病率較低,但總體發(fā)病率可達(dá)活產(chǎn)嬰兒的0.2%。IEM很容易被忽視,患兒在早期沒(méi)有特別的臨床表征,被忽視、誤診、漏診或難以確認(rèn)的情況多發(fā),IEM一旦出現(xiàn)癥狀,對(duì)幼兒的損害將難以逆轉(zhuǎn)。但是大部分IEM是可治療和可控制的,但前提是及時(shí)而準(zhǔn)確的出生篩查和早期治療。


資料來(lái)源:諾森檢驗(yàn)

2.2.2 維生素D檢測(cè)
維生素D是一種脂溶性類固醇,對(duì)于骨骼的形成和功能不可缺少。長(zhǎng)期維生素D缺乏會(huì)導(dǎo)致佝僂病、骨質(zhì)疏松、骨軟化等疾病,近年許多研究也報(bào)道維生素D缺乏與腫瘤、高血壓、糖尿病等并發(fā)癥有一定聯(lián)系。定期檢測(cè)維生素D水平對(duì)疾病預(yù)防有重要意義,部分歐美國(guó)家已將維生素D納入常規(guī)體檢,維生素D檢查也是孕檢的常規(guī)組成部分。測(cè)定血清中25(0H)D(包括D2和D3)的含量是評(píng)價(jià)人體中維生素D的最佳指標(biāo)。傳統(tǒng)方法特異性及抗基質(zhì)干擾能力差,串聯(lián)質(zhì)譜法能同時(shí)準(zhǔn)確測(cè)定25(0H)D2和25(0H)D3的濃度,被公認(rèn)為是250HD檢測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)。


資料來(lái)源:檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)網(wǎng)

2.2.3微生物檢測(cè)
質(zhì)譜技術(shù)的微生物檢測(cè)數(shù)據(jù)分析方法具有明顯優(yōu)勢(shì),在臨床上通常用于輔助診斷,判斷感染類型、指導(dǎo)用藥。我國(guó)醫(yī)療機(jī)構(gòu)常規(guī)臨床微生物檢測(cè)項(xiàng)目有7類,152項(xiàng),主要包括八大類:真菌、放線菌、螺旋體、細(xì)菌、立克次氏體、衣原體、病毒和支原體。其中細(xì)菌檢測(cè)81項(xiàng),占比為52.5%。目前,微生物實(shí)驗(yàn)室使用的檢測(cè)產(chǎn)品大部分以傳統(tǒng)方法(染色法、培養(yǎng)法、非培養(yǎng)法)為基礎(chǔ),存在諸多問(wèn)題:樣品培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)、鑒定種類有限和人工干預(yù)流程復(fù)雜。

微生物質(zhì)譜(MALDI-TOF MS)鑒定微生物的主要原理是利用已知菌種建立數(shù)據(jù)庫(kù),通過(guò)檢測(cè)獲得微生物的蛋白質(zhì)圖譜,由于不同菌種核糖體蛋白(2~20kDa)大小有差異,將所得的譜圖與數(shù)據(jù)庫(kù)中的微生物參考圖譜比對(duì)后可以得到鑒定結(jié)果。主要特點(diǎn):速度快、環(huán)節(jié)少和投入少等。數(shù)據(jù)庫(kù)是微生物質(zhì)譜的核心壁壘,數(shù)據(jù)庫(kù)中圖譜的質(zhì)量、數(shù)量都將直接影響鑒定的成功率與準(zhǔn)確率。


資料來(lái)源:公司官網(wǎng)、公開(kāi)數(shù)據(jù)

2.2.4藥物檢測(cè)
藥物檢測(cè)(therapeutic drug monitoring,TDM),又稱治療藥物檢測(cè),指在臨床藥物治療過(guò)程中,觀察藥物療效的同時(shí)采集血藥濃度(或尿液,唾液),結(jié)合藥物代謝動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué),優(yōu)化給藥方案,達(dá)到滿意療效和避免毒副反應(yīng)的目的。傳統(tǒng)藥物檢測(cè)的方法很多,質(zhì)譜法是精度最高的檢測(cè)方法。國(guó)內(nèi)TDM 發(fā)展仍處于初期階段,現(xiàn)有臨床指南可借鑒的有2011 年《AGNP 精神科治療藥物監(jiān)測(cè)共識(shí)指南:2011》明確的128 個(gè)精神類藥物;2015 年中華醫(yī)學(xué)會(huì)分會(huì)臨床藥理學(xué)組《兒童治療性藥物監(jiān)測(cè)專家共識(shí)》確定的15 種藥品等。


資料來(lái)源:丁香園

 

3. 市場(chǎng)預(yù)測(cè)

3.1質(zhì)譜儀-國(guó)家戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)
3.1.1市場(chǎng)規(guī)模
國(guó)際方面,根據(jù)全球多家研究咨詢公司對(duì)質(zhì)譜市場(chǎng)統(tǒng)計(jì)和研究,可以預(yù)測(cè)到2021年全球質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模為70億美元左右。


數(shù)據(jù)來(lái)源:探針資本、官網(wǎng)數(shù)據(jù)

 
國(guó)內(nèi)方面,預(yù)計(jì)2026 年市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)到235 億元。根據(jù)衛(wèi)計(jì)委截止到2017年6月底數(shù)據(jù),全國(guó)三級(jí)醫(yī)院2286家,二級(jí)醫(yī)院 8118家,如果每家二級(jí)及以上醫(yī)院需配備至少一臺(tái)臨床質(zhì)譜儀,以100萬(wàn)人民幣為臺(tái)單價(jià),則中國(guó)臨床質(zhì)譜儀的市場(chǎng)總量將達(dá)到104億人民幣。如果保守以國(guó)際市場(chǎng)年均復(fù)合增長(zhǎng)率7.70%為基礎(chǔ)進(jìn)行測(cè)算,我國(guó)2026 年質(zhì)譜儀市場(chǎng)規(guī)模將會(huì)至少達(dá)到235 億元。
 
質(zhì)譜技術(shù)壁壘較高,國(guó)內(nèi)現(xiàn)階段主要以進(jìn)口品牌為主。據(jù)中國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),2018 年我國(guó)質(zhì)譜儀進(jìn)口數(shù)量為12,426 臺(tái),進(jìn)口源為美國(guó)、德國(guó)、新加坡、日本等,占比超過(guò)80%。我國(guó)質(zhì)譜儀進(jìn)口金額整體呈現(xiàn)逐年增加的趨勢(shì),自2014 年的44.68億元增加至2018 年的95.77 億元,年均復(fù)合增長(zhǎng)率達(dá)21.00%。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有較大的想象空間。

3.1.2市場(chǎng)格局

從專利擁有數(shù)量來(lái)看,頭部企業(yè)主要積聚在美日。美國(guó)和日本是質(zhì)譜儀新技術(shù)的主要來(lái)源國(guó),在技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)域居于主導(dǎo)地位,實(shí)力雄厚。截至2016年,美國(guó)以1511項(xiàng)專利排名第一,占最近二十年總量的35.45%;日本以1156項(xiàng)專利排名第二,占比27.12%;中國(guó)以638項(xiàng)專利排名第三,占比14.97%;英國(guó)以318項(xiàng)專利、德國(guó)以170項(xiàng)專利分別排名第四和第五。


數(shù)據(jù)來(lái)源:中國(guó)知網(wǎng)、數(shù)據(jù)情報(bào)雜志

從市場(chǎng)占有率來(lái)看,質(zhì)譜儀市場(chǎng)基本呈現(xiàn)寡頭壟斷的局面。四大傳統(tǒng)分析儀器制造龍頭占有超過(guò)70%的質(zhì)譜儀市場(chǎng),2016年丹納赫子公司SCIEX市場(chǎng)占有率22%,排在第一位。安捷倫、賽默飛和布魯克市場(chǎng)占有率分別為20%、17%和16%。waters和島津(梅里埃)也分別占有13%和10%份額。

3.2臨床質(zhì)譜-百億藍(lán)海市場(chǎng)
3.2.1市場(chǎng)概況
根據(jù)中泰證券調(diào)研數(shù)據(jù),美國(guó)臨床質(zhì)譜檢測(cè)占總醫(yī)學(xué)檢測(cè)市場(chǎng)的15%左右,同時(shí)根據(jù)Quest的收入結(jié)構(gòu),2016年75億美元收入中約10億來(lái)自質(zhì)譜檢測(cè)項(xiàng)目,質(zhì)譜占比約在13%,因此美國(guó)臨床質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)總量大約在90億美元。
 
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)極具發(fā)展?jié)摿?。歐美發(fā)達(dá)國(guó)家統(tǒng)計(jì)服務(wù)于臨床診療的質(zhì)譜檢測(cè)項(xiàng)目已達(dá)400余項(xiàng),與美國(guó)相比,中國(guó)質(zhì)譜臨床檢測(cè)處在發(fā)展初期。據(jù)凱瑞咨詢調(diào)研,中國(guó)臨床質(zhì)譜中期市場(chǎng),目前僅占醫(yī)學(xué)檢測(cè)市場(chǎng)1%不到,遠(yuǎn)小于美國(guó)的15%。據(jù)此預(yù)測(cè),中國(guó)醫(yī)學(xué)檢測(cè)終端市場(chǎng)規(guī)模大約在2000億元,則臨床質(zhì)譜的潛在市場(chǎng)在300億元左右。國(guó)外臨床質(zhì)譜發(fā)展僅十余年,仍然處于快速發(fā)展期,因此國(guó)內(nèi)長(zhǎng)期臨床質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)還有較大的成長(zhǎng)空間。
 
3.2.2重點(diǎn)市場(chǎng)
3.2.2.1新生兒遺傳代謝病質(zhì)譜檢測(cè)
預(yù)計(jì)2025年質(zhì)譜新生兒遺傳代謝病篩查市場(chǎng)為17.64億元。以2018年新生兒1500萬(wàn)、質(zhì)譜檢測(cè)價(jià)格平均250元、85%的總體篩查率、質(zhì)譜滲透率20%估算,2018市場(chǎng)為6.4億元;若到2025年篩查率提升到98%,質(zhì)譜滲透率提升至60%,而價(jià)格下降至200元/次,則2025年市場(chǎng)空間將達(dá)到17.6億元??紤]二孩放開(kāi)的持續(xù)影響,預(yù)計(jì)未來(lái)市場(chǎng)將比預(yù)計(jì)更大。


數(shù)據(jù):國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,西部證券、中金研究部

3.2.2.2維生素D檢測(cè)
預(yù)計(jì)2025年維生素D質(zhì)譜檢驗(yàn)市場(chǎng)空間超過(guò)76億元。通常需要維生素D檢測(cè)的人群包括妊娠期婦女、新生兒和60歲以上老人。假設(shè)預(yù)計(jì)到2025年,妊娠期婦女為2000萬(wàn)人,滲透率為40%,年檢查4次;新生兒人數(shù)為1800萬(wàn)人,年檢查1次;60歲以上老人為2.3億人,滲透率為5%,假設(shè)假設(shè)維生素D檢測(cè)費(fèi)用150元/人次,則到2025年市場(chǎng)空間將達(dá)到73.5億元。

數(shù)據(jù)來(lái)源:國(guó)家統(tǒng)計(jì)局,中金研究部、西部證券

3.2.2.3微生物診斷
預(yù)計(jì)2025年微生物診斷市場(chǎng)將會(huì)達(dá)到57億元。假設(shè)到2025年隨著國(guó)家政策對(duì)質(zhì)譜檢驗(yàn)方式的鼓勵(lì),質(zhì)譜量滲透率達(dá)到30%,而微生物檢驗(yàn)市場(chǎng)維持3%的復(fù)合增速,假設(shè)質(zhì)譜與傳統(tǒng)生化終端價(jià)格均降低20%,則2025年微生物質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)可達(dá)到56.7億元。


數(shù)據(jù)來(lái)源:高特佳,西部證券、中金研究部

 

4. 企業(yè)研究

臨床質(zhì)譜市場(chǎng)的主要品牌,目前包括國(guó)際品牌安捷倫(Aglient)、丹納赫(AB SCIEX)、珀金埃爾默(PerkinElmer)、賽默飛世爾、布魯克(BD合作代理)、沃特世(Waters)、日本島津等,國(guó)內(nèi)品牌有山東英盛、天瑞儀器、融智生物、浙江佰辰、禾信儀器、廣州達(dá)瑞、安圖生物、毅新博創(chuàng)、意誠(chéng)默迪、融智、廣州豐華等等。

4.1國(guó)際巨頭
4.1.1安捷倫(Aglient)
安捷倫(Agilent)成立于1999年,總部位于美國(guó)加利福尼亞州圣克拉拉市,是由惠普公司分離出來(lái)成立的獨(dú)立公司。公司致力于生命科學(xué)、診斷和應(yīng)用化學(xué)市場(chǎng)領(lǐng)域,為全世界的客戶提供儀器、服務(wù)、消耗品、應(yīng)用與專業(yè)知識(shí)。Agilent是分析實(shí)驗(yàn)室技術(shù)領(lǐng)域的全球領(lǐng)導(dǎo)者,在質(zhì)譜領(lǐng)域積累了40多年的專業(yè)經(jīng)驗(yàn),產(chǎn)品除了質(zhì)譜系統(tǒng)外,還提供離子源、數(shù)據(jù)庫(kù)和譜庫(kù)以及應(yīng)用包等技術(shù)支持。
 
安捷倫(Agilent)的臨床質(zhì)譜產(chǎn)品主要是GC/MS系列、LC/MS系列和高通量篩選系統(tǒng)。其GC/MS系列如5977B GC/MSD用于測(cè)定鋰電池電解液中的碳酸酯溶劑和添加劑;7000D用于測(cè)定多種農(nóng)藥殘留。LC/MS系列,如6495B LC/TQ可用于高質(zhì)荷比多肽離子分析;6230B可用于13C-谷氨酰胺定性代謝流分析;LC/MSD可用于治療性蛋白質(zhì)的 N-糖基化分析。高通量篩選系統(tǒng),如Rapidfire 360適合整體蛋白質(zhì)和基于碎片的分析、藥物間相互作用、CYP 抑制、代謝穩(wěn)定性、Pgp 抑制(地高辛)、血漿蛋白結(jié)合率測(cè)定、滲透性(Caco-2 和 PAMPA),以及復(fù)雜樣品分析等應(yīng)用
 
4.1.2賽默飛世爾(Thermo Fisher Scientific)
賽默飛世爾科技(Thermo Fisher Scientific)前身為成立于1956年的熱電公司(Thermo Electron Corporation),總部位于美國(guó)馬薩諸塞州,是全球領(lǐng)先的科學(xué)服務(wù)公司,為制藥和生物技術(shù)公司、醫(yī)院和臨床領(lǐng)域的客戶提供服務(wù),長(zhǎng)期以來(lái)一直在儀器行業(yè)處于領(lǐng)導(dǎo)者地位。
 
公司有多個(gè)系列質(zhì)譜產(chǎn)品:液相/氣相色譜質(zhì)譜、同位素比質(zhì)譜(IR-MS)、輝光放電質(zhì)譜(GD-MS)、電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)、離子色譜質(zhì)譜聯(lián)用(IC-MS);TargetQuan 3軟件、QtegraTM Intelligent Scientific Data SolutionTM 軟件以及用于法醫(yī)毒理學(xué)和臨床研究的 ScreenIDTM HRAMTM LC-MS 系統(tǒng)。
 
2018年賽默飛推出了ISQ 7000 單四極桿GC-MS、Orbitrap ID-X三合一超高分辨質(zhì)譜儀、TSQ Fortis三重四極桿質(zhì)譜儀等多款產(chǎn)品。
 
4.1.3 丹納赫(AB SCIEX)
丹納赫(AB SCIEX)成立于1970年,由多倫多大學(xué)航空航天系的 barry france 博士和其他人創(chuàng)立,于1981年第一個(gè)推出商業(yè)三重四極桿串聯(lián)質(zhì)譜分析儀器。作為生命科學(xué)公司,SCIEX一直致力于質(zhì)譜領(lǐng)域,潛心尖端儀器、工作流程解決方案和支持創(chuàng)新 40 年,在串聯(lián)質(zhì)譜領(lǐng)域處于領(lǐng)導(dǎo)地位。
 
在臨床診斷方面,SCIEX有Citrine MS/MS系統(tǒng)能夠測(cè)量低水平的生物標(biāo)志物和代謝物;分離樣品與質(zhì)譜聯(lián)用的Jasper HPLC 系統(tǒng);4500 MD提供高靈敏度與高速數(shù)據(jù)采集的臨床診斷方式。除了研發(fā)推出質(zhì)譜儀外,SCIEX于2014年和Illumina合作啟動(dòng)OneOmics項(xiàng)目,旨在創(chuàng)造全球首個(gè)多組學(xué)云計(jì)算環(huán)境。它將基于SWATH技術(shù)的下一代蛋白質(zhì)組學(xué)(NGP)和下一代測(cè)序(NGS)工具整合在一起。作為此計(jì)劃的一部分,Illumina的應(yīng)用商店BaseSpace將托管AB Sciex的蛋白質(zhì)組學(xué)云工具,這使得BaseSpace成為基因組學(xué)和蛋白質(zhì)組學(xué)“大數(shù)據(jù)”的一站式中心。
 
4.1.4布魯克(Bruker)
布魯克(Bruker)成立于1960年,總部設(shè)在德國(guó)卡爾斯魯厄和美國(guó)麥迪遜。Bruker致力于為生命科學(xué)領(lǐng)域提供分析和診斷解決方案,成為臨床研究的高性能系統(tǒng)提供商。布魯克作為全球領(lǐng)先的分析儀器公司之一,1992年推出第一臺(tái)商用MALDI-TOF質(zhì)譜儀。布魯克公司最新推出的MALDI-TOF and TOF/TOF MS質(zhì)譜儀,是作為蛋白質(zhì)深度分析的方法而建立的一款強(qiáng)大的串聯(lián)質(zhì)譜,以其超高性能、穩(wěn)定性和創(chuàng)新設(shè)計(jì)而享譽(yù)業(yè)界。
 
質(zhì)譜儀是其主要產(chǎn)品系列之一,如Trapped Ion Mobilit(TIMS),用于MALDI-MS成像的10kHz掃描激光器(提供真正的像素保真度(10um空間分辨率)),小型質(zhì)譜儀spotOn。Bruker也提供軟件解決方案,如用于MS成像的SCiLs實(shí)驗(yàn)室,F(xiàn)DA批準(zhǔn)的MALDI Biotyper微生物快速鑒定系統(tǒng),Biopharma Compass和Toxtyper法醫(yī)毒物檢測(cè)解決方案。
 
4.1.5沃特世(Waters)
沃特世(Waters)成立于1905年,總部設(shè)在馬薩諸塞州的米爾福德市,是標(biāo)準(zhǔn)普爾500指數(shù)成員單位之一。公司致力于設(shè)計(jì)、制造和銷售色譜、質(zhì)譜、熱分析儀和流變儀等及其相關(guān)產(chǎn)品,并提供相關(guān)服務(wù)。沃特世質(zhì)譜產(chǎn)品備受全球科學(xué)家青睞,進(jìn)駐行業(yè)50余年,目前已成為分析儀器行業(yè)規(guī)模最大的公司之一。
 
沃特世公司作為液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(LC-MS/MS)先行者,在上世紀(jì)90年代初開(kāi)始將其應(yīng)用于臨床。提供一系列完整解決方案服務(wù)于臨床檢測(cè)。其超高效液相色譜串聯(lián)三重四級(jí)桿質(zhì)譜系統(tǒng)(UPLC-MS/MS)獲得中國(guó)國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局 批準(zhǔn)的醫(yī)療器械注冊(cè)證。該系統(tǒng)可用于分析多種化合物,包括診斷指示物和治療監(jiān)控化合物,可開(kāi)展新生兒遺傳代謝病篩查、內(nèi)分 泌激素檢測(cè)、治療藥物監(jiān)測(cè)、維生素檢測(cè)、全譜氨基酸分析、中毒原因篩查、生物標(biāo)志物分析等臨床項(xiàng)目。
 
4.1.6島津(shimadzu)
島津(Shimadzu)成立于1875年,總部位于日本京都中山區(qū)。質(zhì)譜技術(shù)是Shimadzu的9大核心技術(shù)之一,獲得2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的MALDII技術(shù)是就島津公司田中耕一(Koichi Tanaka)的發(fā)明。公司擁有氣相色譜-質(zhì)譜、液相色譜-質(zhì)譜系列諸多產(chǎn)品。
島津作為著名的測(cè)試儀器、醫(yī)療器械及工業(yè)設(shè)備的制造廠商,近年來(lái)不斷加大質(zhì)譜市場(chǎng)投入,連續(xù)推出四級(jí)桿飛行時(shí)間質(zhì)譜LCMS-9030、高靈敏度三重四極桿型GCMS-TQ8050、電感耦合等離子質(zhì)譜ICPMS-2030等多款UFMS系列質(zhì)譜新品。此外還開(kāi)發(fā)了對(duì)應(yīng)AXIMA微生物鑒定系統(tǒng)的高精度細(xì)菌識(shí)別軟件Strain Solution,MALDI Solution等軟件解決方案。

 

4.2國(guó)內(nèi)新興
4.2.1英盛生物
英盛生物成立于2009年,位于濟(jì)南市高新技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),圍繞基因組學(xué)和質(zhì)譜組學(xué)搭建基因檢測(cè)平臺(tái)和質(zhì)譜檢測(cè)平臺(tái),能夠涵蓋出生缺陷篩查,疾病預(yù)防,人類健康服務(wù)等領(lǐng)域。2018年7月與賽默飛世爾科技公司簽署戰(zhàn)略合作協(xié)議,通過(guò)合作將LC-MS、ICP-MS等高端質(zhì)譜儀國(guó)產(chǎn)化,加快國(guó)產(chǎn)高端醫(yī)療裝備制造的崛起。2019年6月與瑞典Biotage AB達(dá)成合作,為臨床質(zhì)譜檢測(cè)市場(chǎng)提供一個(gè)從儀器、消耗品到技術(shù)的完整的解決方案。
 
英盛的產(chǎn)品線包括自主創(chuàng)新開(kāi)發(fā)的新生兒45項(xiàng)遺傳代謝病篩查試劑、維生素14項(xiàng)測(cè)定試劑、質(zhì)譜全自動(dòng)智能處理平臺(tái)、超高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)等,均達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水準(zhǔn)。公司多個(gè)產(chǎn)品已經(jīng)或即將拿到NMPA注冊(cè)證,覆蓋了質(zhì)譜檢測(cè)的各個(gè)環(huán)節(jié)。公司截止目前已獲得幾十項(xiàng)國(guó)家專利以及軟件著作權(quán),建立3個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和1個(gè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。將成為質(zhì)譜診斷賽道的領(lǐng)頭羊。
 
4.2.2禾信儀器
禾信儀器成立于2004年,是面向全領(lǐng)域(環(huán)境監(jiān)測(cè)、氣象、工業(yè)生產(chǎn)、醫(yī)藥等)進(jìn)行質(zhì)譜儀器研發(fā)、制造、銷售及技術(shù)服務(wù)為一體的國(guó)家級(jí)火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)和國(guó)家“千人計(jì)劃”創(chuàng)業(yè)企業(yè)。公司不斷發(fā)展創(chuàng)新,擁有質(zhì)譜核心技術(shù)、全套裝配工藝和獨(dú)立生產(chǎn)線,在國(guó)內(nèi)率先實(shí)現(xiàn)質(zhì)譜儀器產(chǎn)品自主正向開(kāi)發(fā)。
 
禾信基于多年的產(chǎn)品和技術(shù)儲(chǔ)備,近年來(lái)逐步向醫(yī)療健康領(lǐng)域進(jìn)行拓展。目前公司的微生物質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)已經(jīng)提交第二類創(chuàng)新醫(yī)療器械特別審批申請(qǐng),禾信儀器有大氣壓電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(API-TOFMS)和CMI 1600微生物鑒定質(zhì)譜儀兩款。API-TOFMS可用于食品、藥物、蛋白質(zhì)分析等領(lǐng)域;CMI 1600是一款基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜儀(MALDI-TOF MS),特別適用于生物混合樣品,可以直接對(duì)蛋白、多肽、DNA等生物大分子進(jìn)行分析,同時(shí)也更加安全。
 
4.2.3毅新博創(chuàng)
毅新博創(chuàng)成立于2011年,位于北京市北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū),是國(guó)內(nèi)首家專注于臨床飛行質(zhì)譜的研發(fā)生產(chǎn)企業(yè),總部位于中關(guān)村生命科學(xué)園。2014年6月毅新博創(chuàng)自主研發(fā)的Clin-TOF質(zhì)譜儀已通過(guò)歐盟CEIVD認(rèn)證及國(guó)家食品藥品監(jiān)督管理總局(CFDA)醫(yī)療器械認(rèn)證。作為國(guó)內(nèi)最先取得CFDA注冊(cè)證書的臨床飛行時(shí)間質(zhì)譜企業(yè),毅新在全球首創(chuàng)并實(shí)現(xiàn)了單機(jī)多平臺(tái)化,一臺(tái)機(jī)器可滿足微生物、蛋白、基因、糖基四大領(lǐng)域的臨床應(yīng)用,技術(shù)已經(jīng)完全達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。2019年初,公司自主研發(fā)的Clin-ICP-QMS-I也通過(guò)了CFDA認(rèn)證,為國(guó)內(nèi)唯一獲得CFDA注冊(cè)認(rèn)證的ICP-MS微量元素分析系統(tǒng)。截至目前為止,國(guó)內(nèi)僅梅里埃和BD兩家外企,及毅新博創(chuàng)的微生物質(zhì)譜獲得CFDA認(rèn)可 。
 
毅新產(chǎn)品及業(yè)務(wù)包括PacBio RS II三代測(cè)序平臺(tái),MassARRAY 核酸質(zhì)譜平臺(tái),Q Exactive蛋白組鑒定質(zhì)譜平臺(tái)以及Clin-TOF多肽指紋圖譜鑒定平臺(tái),專注于優(yōu)生優(yōu)育基因檢測(cè)、個(gè)體化醫(yī)療基因檢測(cè)、感染與傳染疾病快速檢測(cè)、疾病多肽標(biāo)志物檢測(cè)等方向的研究。同時(shí),作為自然出版集團(tuán)(Nature Publishing Group, NPG)亞太區(qū)合作伙伴,為客戶和合作伙伴提供從科研方案設(shè)計(jì)到SCI論文發(fā)表的一站式科研服務(wù)。
 
4.2.4融智生物
融智生物成立于2013年,位于青島,由資深質(zhì)譜研發(fā)專家創(chuàng)立,是專業(yè)致力于生命科學(xué)分析儀器設(shè)備、耗材及解決方案的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)的研發(fā)型國(guó)家級(jí)高新技術(shù)企業(yè)。公司擁有“寬譜定量飛行時(shí)間質(zhì)譜Quan TOF(新一代基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜:MOLDI-TOF-MS)”,被兩院院士組成的鑒定委員會(huì)鑒定為“整體性能達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平”。
 
融智生物基于質(zhì)譜技術(shù)平臺(tái)開(kāi)發(fā)了微生物快速鑒定質(zhì)譜系統(tǒng)、核酸質(zhì)譜系統(tǒng)、蛋白定量分析質(zhì)譜系統(tǒng)、質(zhì)譜成像系統(tǒng)、食品溯源質(zhì)譜系統(tǒng)以及食源性致病菌快速檢測(cè)系統(tǒng)等系列產(chǎn)品,應(yīng)用涵蓋臨床醫(yī)療、檢驗(yàn)檢疫、食品安全、疾控等領(lǐng)域。公司已獲CFDA一類醫(yī)療器械產(chǎn)品備案憑證15項(xiàng),二類醫(yī)療器械產(chǎn)品注冊(cè)證1項(xiàng),醫(yī)療器械生產(chǎn)許可證1項(xiàng),一類醫(yī)療器械生產(chǎn)備案憑證2項(xiàng)。
 
4.2.5博暉創(chuàng)新
博暉創(chuàng)新成立于2001年,總部坐落于北京市中關(guān)村生命科學(xué)園,是一家致力于臨床檢驗(yàn)產(chǎn)品的智能化、集成化和操作簡(jiǎn)易化的生物醫(yī)療高新技術(shù)企業(yè),主要從事臨床檢驗(yàn)快速檢測(cè)技術(shù)的研發(fā)及應(yīng)用產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷售.。公司擁有強(qiáng)大的自主研發(fā)實(shí)力,已經(jīng)形成了分子診斷、免疫診斷、原子吸收、原子熒光及質(zhì)譜檢測(cè)五大技術(shù)平臺(tái),并成功實(shí)現(xiàn)了上述技術(shù)平臺(tái)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化,其中人體微量元素質(zhì)譜檢測(cè)系統(tǒng)在全國(guó)7000余家醫(yī)院得到了廣泛應(yīng)用,每年檢測(cè)量高達(dá)2200萬(wàn)人次。
 
公司于2015年全資收購(gòu)美國(guó)Advion公司,聚焦質(zhì)譜分析在生命科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用,為客戶提供卓越的質(zhì)譜產(chǎn)品及使用體驗(yàn)。公司收購(gòu)河北大安制藥有限公司及廣東衛(wèi)倫生物制藥有限公司,進(jìn)入生物制藥領(lǐng)域,進(jìn)一步完善健康生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。公司承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家級(jí)重大科技產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目,就包括十三五重大科學(xué)儀器項(xiàng)目“新型原子熒光光譜儀器的開(kāi)發(fā)及應(yīng)用”等。
 
4.2.6佰辰醫(yī)療
浙江佰辰醫(yī)療科技有限公司成立于2015年,總部位于杭州,是一家專注于質(zhì)譜應(yīng)用和創(chuàng)新的第三方檢測(cè)服務(wù)型企業(yè)。公司較為年輕,基于沃特世的質(zhì)譜儀,提供質(zhì)譜檢測(cè)試劑合服務(wù),其前期業(yè)務(wù)包括新生兒產(chǎn)后代謝病的篩查、內(nèi)分泌疾病檢測(cè)、腫瘤疾病的早期診斷等臨床疾病檢測(cè)和診斷;同時(shí)公司還涉及生物信息、藥物開(kāi)發(fā)和其他第三方檢測(cè)項(xiàng)目如食品安全檢測(cè)、違禁藥物監(jiān)控等業(yè)務(wù)。
 
公司擁有世界一流的技術(shù)團(tuán)隊(duì),團(tuán)隊(duì)成員(包括5名海歸博士)已經(jīng)在Science、Nature、Nature Genetics等國(guó)際知名刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文150余篇,并在臨床診斷領(lǐng)域擁有多項(xiàng)核心專利。公司將在各大一線城市建立實(shí)驗(yàn)基地,銷售網(wǎng)絡(luò)將遍布全國(guó)。其一期實(shí)驗(yàn)室占地面積2000多平方米,為杭州市海外招商引進(jìn)企業(yè)、“西湖區(qū)325計(jì)劃”、“杭州市521計(jì)劃”等高科技候選企業(yè)。
 
4.2.7開(kāi)展臨床質(zhì)譜業(yè)務(wù)其他企業(yè)

 

5. 結(jié)語(yǔ)

臨床質(zhì)譜被業(yè)內(nèi)評(píng)價(jià)為下一個(gè)診斷領(lǐng)域的“基因測(cè)序”。質(zhì)譜的成長(zhǎng)路徑與基因測(cè)序一樣,由科研逐漸走向臨床,作為一種新興技術(shù),被各界各領(lǐng)域給予厚望,很可能復(fù)制基因測(cè)序的發(fā)展路徑,前景廣闊,卻道路坎坷。在國(guó)內(nèi),質(zhì)譜技術(shù)的臨床應(yīng)用尚在起步階段,開(kāi)展相關(guān)技術(shù)的醫(yī)院和機(jī)構(gòu)數(shù)量有限,檢測(cè)項(xiàng)目也比較有限,其應(yīng)用廣度和深度都遠(yuǎn)不如美日歐等國(guó)家。究其原因,主要是行業(yè)政策滯后、質(zhì)譜技術(shù)本身局限、質(zhì)量管理缺失、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)雜亂等。隨著國(guó)內(nèi)人才和技術(shù)的發(fā)展、市場(chǎng)推廣的逐漸成熟以及政策法規(guī)體系的健全,國(guó)內(nèi)市場(chǎng)會(huì)逐步打破國(guó)際巨頭壟斷的沉寂局面,未來(lái)國(guó)內(nèi)企業(yè)有望實(shí)現(xiàn)彎道超車。
 

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[17]精準(zhǔn)醫(yī)療系列報(bào)告《精準(zhǔn)醫(yī)療產(chǎn)業(yè)深度研究之質(zhì)譜檢測(cè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及重點(diǎn)企業(yè)》,凱邁咨詢,2019年8月
[18] 質(zhì)譜儀行業(yè)深度分析,轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)(公眾號(hào))
[20] 醫(yī)療器械行業(yè)臨床質(zhì)譜檢測(cè):診斷領(lǐng)域中的另一個(gè)“基因測(cè)序”-20171212-中泰證券
[21]禾信儀器,質(zhì)譜行業(yè)中的專精特新“小巨人”-20191226-招商證券