近年来，质谱仪大幅提高了动态范围和灵敏度，使研究者们在疾病生物标志物的发现和验证方面，更从容地面对挑战。
      在2008年6月的美国质谱大会（ASMS）上，用于鉴定蛋白质生物标志物（指示了疾病或疾病状态的蛋白质）的质谱仪，成为了在质谱制造厂商中反复出现的一个主题。
      Waters公司（美国，马萨诸塞州，Milford）推出了一款名为Xevo TQ MS的三重四极杆质谱仪，及其相应的软件包，两者都是为推动生物标志物从发现阶段到目标蛋白的验证阶段而设计的。安捷伦科技（美国，加州，Foster市）推出了新的6400系列的三重四极杆液质联用仪，并提高了灵敏度。“在串联质谱上做验证的优势是提高了动态范围和灵敏度。” James Langridge，Waters公司蛋白质组学业务发展部主任说。
      “我认为我们正处在一个大有希望的时期，利用质谱来发现新的疾病生物标志物。”来自于圣地亚哥Sidney Kummel癌症中心的 Jan Schnitzer说。但对于挑战性的任务，如在血清和血浆等复杂样品中发现生物标志物，仪器的动态范围和灵敏度仍有局限。“血液的复杂性在于，其中存在比几百种蛋白多得多的蛋白；当你深入分子多样性的水平时，它过去是，现在在一定程度上仍然超出了我们的研究手段。” Schnitzer说。为规避这些限制，研究者们日益转向发展新型方法和有针对性的方法，更有效地使用仪器。

最近，Thermo Scientific在他们的Orbitrap系统上增加了MALDI和电子转移解离（ETD）

缩小范围
      “我认为现有仪器的动态范围大概为104。” 德国Martinsried马普生物化学研究所的Matthias Mann在谈到当今的各种质谱仪时说。然而，人血浆或血清的蛋白，估计大概跨越12个数量级的浓度范围。
      从仪器方面，似乎没有简便的方法来增加动态范围。“我看不到任何机会去获得108或1010，这超出了当今技术的范围。” Mann说。Waters公司的Langridge认为，质谱仪的动态范围可能被已使用的离子化技术所限，如电喷雾离子化只具有5个数量级的动态范围。
      近期看来，仪器本身无法提升至覆盖全部的浓度范围，研究者们正在制订方法来绕过这个问题。一开始，Mann指出，一些简单的样品制备方法，比如选择性地捕获某些蛋白类别来分析，或去除丰度最高的蛋白，都会帮助扩展现有仪器的动态范围。“如果仪器能力有限，你唯一的选择是分解所有的部分，然后进行分析。” Schnitzer说。
把复杂度降到最低
      一种有效同时简单的方法，就是在疾病生物标志物的研究中，处理那些较少挑战性的样本。“分析血浆蛋白质组非常困难，” Mann说，“但对于组织来说，我认为前景不错，你可以利用现有的技术分析。” 组织样本覆盖的蛋白浓度范围不像血浆那么宽，并有其它潜在的优势。“人们相信组织更接近于疾病作用的位点，因此，组织中标志物的浓度水平潜在地会更高。” Waters公司的Langridge说。
      仪器的制造商们，对于这种潜在的新途径，已经开发了新的系统，直接进行基于质谱的组织分析。布鲁克道尔顿公司（德国不莱梅），开发了Ultraflex III 型MALDI TOF/TOF系统，专门为组织成像设计，涵盖了蛋白的质量范围。今年早些时候，赛默飞世尔科技（美国马萨诸塞州，Waltham），推出了MALDI离子源的LTQ Orbitrap质谱仪，也能被用于组织成像研究。
      布鲁克道尔顿公司MALDI应用开发和蛋白质组学部主管Detlev Suckau，和其他的科学家一同工作，使用基于质谱的组织成像技术鉴定了生物标志物。Suckau的方法是，首先用Ultraflex III TOF/TOF系统获得一组组织图像，然后对组织样本进行分级的聚类，然后对每个类内的健康态进行病理学分配（assignments），最后用这些分配鉴定这些组的标记。
      “令人吃惊的是，在如此短的时间内开发出智能的候选标志物预测方法，” 他强调，速度远远快于使用血清样本获得相等程度确定性的速度。不过他认为，由于基于质谱的、用于生物标志物发现的组织成像技术刚用于研究1～2年，所以评判它的技术潜力可能还为时过早。
直达目标
      一些研究者，如Ruedi Aebersold，还没有放弃对在血清样本中寻找癌症生物标志物的挑战，但这需要更多的工作。在比较病人和健康人个体的整个血清样本的试验中，Aebersold发现，质谱不足以测到必要的ng/mL浓度，或者如果可能的话，需要大量的努力，并要求多台质谱运转——花费数百小时的机时——才能完成仅对两个样本的比较。“我得到的结论是，这条路不可行，” Aebersold说。

Waters公司新的Xevo TQ质谱是为辅助生物标志物验证的过程而设计的

    然而，他的研究组正在开发“目标蛋白质组”的方法来进行蛋白生物标志物发现。“我们会有目标地看看那些我们认为可能与疾病相关的、特定的蛋白质或蛋白质系列，” 他们最初使用独立的方法，比如微阵列，文献检索和系统级分析，在染病的和正常的个体间比较分析，从而鉴定候选的蛋白质。他们用三重四极杆质谱的多反应监测（MRM）方法，来检测和定量血清样本中蛋白质的系列——寻找病体和正常样品之间的差别。使用MRM，研究者们“指挥”仪器专门监测被选择的离子质量，而忽略了其它离子，这样的检测分析选择性强、灵敏度高。

Matthias Mann认为，使用无需同位素标记（Label-free）的方法进行质谱定量，有助于生物标志物的发现。

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