基于液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的治療藥物監(jiān)測方法研究進展

基于液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的治療藥物監(jiān)測方法研究進展挑戰(zhàn)自20世紀(jì)90年代始，臨床醫(yī)學(xué)檢驗需求與技術(shù)快速發(fā)展，液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜(liquidchromatography-tandemmassspectr大程度地制約了臨床中低濃度藥物的定量和多藥高通量檢測的發(fā)展[1]。LC-MS/MS技術(shù)具有高準(zhǔn)確度、高靈敏度的特點，可區(qū)分結(jié)構(gòu)類似物(一)液相色譜-三重四極串聯(lián)質(zhì)譜法(二)液相色譜-四極離子阱串聯(lián)質(zhì)譜法性離子阱替代。Margaryan等[3]使用線性離子阱復(fù)合三重四極桿在3.8min的色譜運行時間內(nèi)測定了人血漿、腦瘤和腦脊液樣品中的LY3214996調(diào)節(jié)蛋白激酶抑制劑)、阿貝西利(一種細胞周期蛋白依賴激酶抑制劑)以及阿新型國產(chǎn)四極桿-離子阱質(zhì)譜儀[4],使用離子阱替代三重四極后端的碰更為精簡，目前已用于定量人血清中的25-羥基維生素D和萬古霉素[5-6]。(三)液相色譜-高分辨質(zhì)譜法美國食品藥品監(jiān)督管理局將質(zhì)荷比分辨率≥10000的質(zhì)譜定義為“高分辨場軌道阱(orbitrap)質(zhì)譜儀和四極桿飛行時間(quadrupoletimeofflight,濃度)和定性(藥物代謝物、降解物、生物標(biāo)志物和配方材料)信息可以在一次數(shù)據(jù)采集中收集[7],并對樣品進行回顧性分析。例如，通過在先前獲得的數(shù)的Rendomab(一種新型單克隆抗體藥物),樣品僅需沉淀蛋白后加入胰蛋白酶uster等[9]開發(fā)和驗證了一種同位素稀釋液相色譜-高分辨質(zhì)譜法，用于檢綜上所述，液相色譜-三重四極串聯(lián)質(zhì)譜法色譜-四極離子阱串聯(lián)質(zhì)譜法除定量之外還可實被觀測到，因此可掃描的質(zhì)量動態(tài)范圍不高。液相色譜了何種代謝反應(yīng)，探明代謝通路，若質(zhì)譜儀質(zhì)量準(zhǔn)確度小于5ppm時還可推出該化合物的分子式[10],但HRMS較高的價格相對限制了它的廣泛應(yīng)用。(一)免疫抑制劑由于臨床用藥策略向最小治療濃度方向發(fā)展，免疫抑制劑是將LC-MS/MS2及其他細胞因子所傳遞的細胞信號，抑制T細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的合成。SRL作用胞因子所傳遞的細胞信號與增殖信號，抑制T細胞由G1期向向S期生長[11]。劑[12]。MPA通過抑制次黃嘌呤核苷酸脫氫酶而限制鳥嘌呤核苷酸的合成，進30:1[13],因此在通常情況下，需要采集靜脈全血進行分析。由于全血基質(zhì)易儲存，且成本更低，因此其應(yīng)用越來越廣泛。Gong等[14]建立了一種全血7min內(nèi)即可有效洗脫4種化合物。Koster等[15]測定了干血斑中的免疫抑制劑，并對FK506和CsA的干血斑和全血樣本均進行測定，表明這2種基質(zhì)的定量(二)抗菌藥物暴露濃度的影響。對于時間依賴性抗生素，如β-內(nèi)酰烯類抗生素，其游離藥物濃度超過MIC的時間是最重要的藥代動力學(xué)/藥效學(xué)指數(shù)[16]。因此，其給藥的間隔時間和頻率都極為重要[17],維持恒定的游離大血藥濃度與MIC的比值衡量其藥效，防止耐藥[18]。[19]僅需50μl血漿即可分析14種抗生素和一種β-內(nèi)酰胺酶抑制劑。阿米卡星、萬古霉素清除率與肌酐清除率高度相關(guān)，度還可為建立群體藥動學(xué)模型提供數(shù)據(jù)支持[20]。調(diào)整伊曲康唑給藥劑量后進行TDM。Prommas等[21]測定了血漿中伏立康唑的微透析法還可提高嬰兒群體接受監(jiān)測的依從性[22]。(三)抗癲癇藥物均具有較小的副作用。由于抗癲癇藥在臨床Davis等[23]使用LC-MS/MS法同時定量人血清中的14種AED,又通過液異構(gòu)體和結(jié)構(gòu)相似的代謝產(chǎn)物，提高了定性檢測管離子遷移質(zhì)譜法還可識別臨床中未報告的AED。Liu等[24]開發(fā)并驗證了一種采用極性切換和定時選擇反應(yīng)監(jiān)測的LC-MS/MS方法，同時對人體血漿中的8(四)抗抑郁藥物根據(jù)《中國精神科治療藥物監(jiān)測臨床應(yīng)用專家共識(2022年版)》,5-羥間以及是否發(fā)生了治療性或過度攝入[25]。Degreef等[26]建立了一種高效的LC-MS/MS方法，用于同時測定血漿中的40種抗抑郁藥，總色譜運行時間12min,監(jiān)測每個化合物的三個離子對，校物分析方法驗證指南和補充建議得到了充分驗證，其目Shin等[27]定量了用口腔液體收集裝置采集唾液樣本中的18種抗抑郁藥，使用聯(lián)苯柱在5min內(nèi)即可分離待測物，適用于在臨床實驗室中快速定量。(五)抗精神病藥物這可能與不同患者體內(nèi)藥物代謝酶P450的基因多態(tài)性有關(guān)。多種藥物(如氯氮制劑，如利培酮和阿立哌唑在肌注之后吸收緩慢，其Couchman等[29]建立了一種高通量分析方法，在僅36s的總分析時間的定量人血漿中的氯氮平，并與5min的常規(guī)LC-MS/MS方法對比，結(jié)果一致。Steinhorst等[30]使用分散液液微萃取法處理了血漿樣品，同時測定了利培酮(六)抗癌藥物除傳統(tǒng)的抗癌藥5-氟尿嘧啶和甲氨蝶呤(methotrexate,瘤等惡性腫瘤。MTX可經(jīng)肝醛氧化酶氧化生成7-羥基甲氨蝶呤(7-hydroxym劑量MTX給藥后的急性肝臟毒性相關(guān)[31],因此同時監(jiān)測MTX和7-OHMTX的含量在臨床中具有重要意義。5-氟尿嘧啶作為一種廣譜抗細胞代謝藥，其基于體表面積的給藥方式使約10%~20%的患者血藥濃度高于靶向范圍[32],易產(chǎn)生不良反應(yīng)。對血清/血漿樣品蛋白沉淀后，采用-MS/MS系統(tǒng)分析[33]。測手段。目前已有報道對色瑞替尼[34]、伊馬替尼、達沙替尼、尼洛替尼[35]、阿法替尼、厄洛替尼、吉非替尼[36]進行監(jiān)測。7]使用OrbitrapHRMS測定了其在70例癌癥患者血漿中的濃度。曲妥珠單抗代等[38]使用50μl血漿測定了曲妥珠單抗的特征肽及其脫酰胺肽。在定量藥物(七)抗凝血藥物化為具有生物活性的達比加群。在患者處于特殊生理復(fù)栓塞、嚴(yán)重出血)時需要對這兩類凝血因子抑制劑進行TDM。He等[39]對1(八)中毒藥物篩查包含化合物的代謝物[40],但這些代謝物不能通過商業(yè)途徑獲得，必須由實驗室自行提取和鑒定[41]。在LC-MS/MS系統(tǒng)采集數(shù)據(jù)時，常使用信息依賴性掃-47700[42]和美沙酮[43]導(dǎo)致的中毒及過量致死分別進行了動物模型研究和LC-MS/MS毒理學(xué)分析。李鵬飛等[44]曾對高通量篩查藥物中毒的224例病(一)傳統(tǒng)前處理方法當(dāng)前文獻報道常用的前處理方法有液液萃取(liquid-liquidextraction,LLE)、蛋白沉淀和固相萃取(solidph5]分別使用二乙醚和二乙醚-甲基叔丁基醚-丙酮(50:30:20,v/v/v)分別統(tǒng)。樣品在SPE柱中保留并濃縮后，隨即進入液相系統(tǒng)中進行洗脫[46]。對于于精神類藥物[47]、抗癲癇藥物[48]的樣本前處理。(二)基于新型納米材料的前處理方法目前越來越多的新方法被不斷應(yīng)用于樣本前處理，如分子印跡[49]、金屬有機框架[50]、超濾[51]、固相微萃取[52]等。其中新型納米材料成本成印跡空腔，從而可對待測物表現(xiàn)出接近于生物抗體的識別性[53]。Banan等 [49]制備了2種分子印跡聚合物材料，一種制備后裝入SPE小柱，另一種以F4]制備了一種分子印跡聚合物，可富集人血漿中的苯芴醇，采用響應(yīng)面法對合金屬-有機框架是由有機配體和過渡金屬離子通過配位鍵自組裝形成的具有周期性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的晶體多孔材料。Jia等[55]通過逐層自組裝法在Fe304表面包被金屬-有機框架材料MIL-101(Cr)用于擴大比表面積，并將金屬-有機框架應(yīng)用于人血漿中苯妥英鈉的提取。Mohammadi等[56]合成了多種金屬察到最高的提取回收率，同時，該法展現(xiàn)出較低檢出限(0.線性范圍(1.0~100.0μg/L),RSD(50μg/L,n=5)為3.4%。血清中的痕量羥基化多氯聯(lián)苯。該法檢出限可低至2.1pg/ml,且方法回收率大于90%。Chen等[58]合成了一種核殼結(jié)構(gòu)的磁性共價有機框架材料，并將其作為固相萃取劑，提取與富集人血清樣品中的5種雙酚。(一)方法開發(fā)策略定量與定性離子對，優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)以獲得更個離子對，以排除共沉淀代謝物和內(nèi)源性物質(zhì)帶來的干擾[59]。色譜柱上的保留行為，以便于調(diào)整色譜柱的種類(如更換為親水柱、苯基柱)。性化合物，因此在定量時使用親水柱進行分離[60]。同時需對比處理后的空白(二)基質(zhì)效應(yīng)劑)和流動相組分(如添加高濃度緩沖鹽)。Yang等[61]和Matuszewski等 [62]提出，減少基質(zhì)效應(yīng)的方法主要有：(1)選擇適宜的樣品前處理方法可的蛋白質(zhì)和各類脂質(zhì)，使采集的譜圖基線更干凈且易于定量。(2)選擇合適的避免天然同位素對內(nèi)標(biāo)信號產(chǎn)生貢獻[63]。與氘同位素相比，13C和15N化學(xué)性質(zhì)更為穩(wěn)定[64]。這是因為氘代內(nèi)標(biāo)在離子化過程中會與分析物發(fā)生氫-氘交換，使得定量結(jié)果假性升高[65]。若同位素內(nèi)標(biāo)難以獲得，應(yīng)首選與待測物結(jié)構(gòu)相似的化合物。(3)選擇更有效的色譜條件，脫以降低干擾[66]。(4)稀釋待測樣本是最直接的降低基質(zhì)效應(yīng)的方法，一(三)代謝物干擾物伏立康唑由CYP2C19介導(dǎo)而產(chǎn)生的氧化產(chǎn)物與艾滋病病毒整合酶抑制劑拉替拉韋的葡萄糖醛酸代謝物的實例中觀察到了源內(nèi)裂解現(xiàn)象[67-68]。推測其原因可能是：(1)毛細管電壓過大，導(dǎo)致目標(biāo)物在帶電過程中結(jié)構(gòu)被破壞；(2)錐孔和進樣孔之間的去簇電壓過大，高分子化合物(如單克隆抗體藥物)形成帶多電荷的離子碎片，加去簇電壓是為了避免離子簇合。若電壓過大會打碎目標(biāo)物，造成源內(nèi)裂解。因此，在建立質(zhì)譜方法時，可在多次調(diào)諧后選用最優(yōu)的去簇電壓。藥物吸收入血后在體內(nèi)異構(gòu)化，產(chǎn)生與目標(biāo)母體藥物相對分子質(zhì)量相同的化合物，二者在色譜系統(tǒng)中共洗脫，且經(jīng)電離后產(chǎn)生相同質(zhì)荷比的產(chǎn)物離子，低分辨質(zhì)譜儀難以區(qū)分，因而導(dǎo)致對前藥在體內(nèi)暴露量的嚴(yán)重高估[69]。在進入質(zhì)譜前可通過調(diào)整液相方法實現(xiàn)色譜分離。另一種方法是使用HRMS,該儀器可提供高度精確的質(zhì)荷比。Furlong等[63]在對大鼠血清樣品中的小分子化合物進行LC-MS/MS定量時，在內(nèi)標(biāo)的提取離子色譜圖中觀察到一個干擾峰。通過使用HRMS,他們確定這是一個N-去甲基代謝物的13C同位素，它與結(jié)構(gòu)類似物的內(nèi)標(biāo)產(chǎn)生相同的響應(yīng)強度。HRMS對于未經(jīng)良好色譜分離或沒有特征產(chǎn)物離子的干擾代謝物也具有較強的識別能力。(四)量值溯源與質(zhì)量控制量值溯源是通過一條具有規(guī)定不確定度的不間斷的比較鏈，使測量結(jié)果或測量標(biāo)準(zhǔn)的值能夠最終溯源至國家計量基準(zhǔn)或國際計量基準(zhǔn)，以確保檢測結(jié)果的可靠性[70]。國際檢驗醫(yī)學(xué)溯源聯(lián)合委員會所公布的國際標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)和參考測量程序是全球公認(rèn)的“金標(biāo)準(zhǔn)”。但目前在國內(nèi)，臨床檢驗中很多化合物都沒有可溯源的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，且臨床實驗室多使用自建方法，仍有臨床質(zhì)譜相關(guān)診斷試劑盒未取得醫(yī)療器械注冊證，溯源性和結(jié)果可比性難以保障。當(dāng)前我國各類藥品成分的純度標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)缺乏且使用頻率較低、基體標(biāo)物的研制種類仍不夠完善，國內(nèi)臨床檢驗結(jié)果的量值溯源體系亟待建立。實驗室自建方法當(dāng)前仍無法規(guī)支持。根據(jù)文獻報道[71],需在檢驗時注意以下方面：選擇穩(wěn)定且符合樣品基質(zhì)的質(zhì)控品、S/MS的額外質(zhì)量控制樣品(包括不含待測物和內(nèi)標(biāo)的雙空白樣品、含內(nèi)標(biāo)但不含分析物的空白樣品)、質(zhì)控品可接受性評價、質(zhì)控失控工具是Levey-Jennings質(zhì)控圖和Westgard多質(zhì)控規(guī)則，20世紀(jì)90年代后出現(xiàn)了6σ質(zhì)量管理[72]。Zhao等[73]使用6σ規(guī)則對臨床實驗室的自建方法TDM作為優(yōu)化患者給藥方案的關(guān)鍵一環(huán)，精準(zhǔn)測定待測物的ography-MassSpectrometryinesePatients[J].ClinLab,2018,64(3[2]DecosterdLA,WidmerN,AndréP,etal.Theemergingrolngandpersonalizedme[3]MargaryanT,ElliottM,SannofLY3214996,abemaciclib,andM2andM20metaboma,cerebrospinalfluid,andbraintumorbyLC-MS/MS[J].JPharmAna[4]FangX,XieJ,ChuS,etng,2022,16(1):56-64.DOI:10.1016/j.eng.2血清250HD[J].質(zhì)譜學(xué)報，2023,44(1):13-24,前插1.DOI:10.7538/zpxeriesmassspectrometwhen,andwhytoimplement[J].Bioanalysis,2016,8(16):1709-1721.DOI:10.4155/bio-2016-0079.[8]NguyenT,MistarzUH,CostaN,etal.Investigatinfminimizedsamplepreparationandhigh-reforquantificationofmonoclonalantibodydrugs[J].JPharmBiomedA[9]SchusterC,PaalM,LindnerJ,etap-HRMSwithautomatedsamplificationofllantimycoticsinhumanserum[J].JPharmBiomedAnal,的建立和性能評價[J].檢驗醫(yī)學(xué)，2023,38(3):215-222.DOI:10.3969/j.is[14]GongZS,WuZH,XuSX,etal.Ahigh-throughputblood[J].ClinChimActa,2019,498:21-26.DOI:10.[15]KosterRA,VeenhofH,Botnoffiveimmunosuppressants,withouthematocritcorrectiobio-2016-0296.[16]WongG,BrinkmanA,Beneficentresurveyofβ-lactamantibioticacticeinintensivecareunits[J].JAntimicrobChemoorthefuture:newwaystouseoldandnewicandpharmacodynamicperspective[J]entialsolutions[J].LancetInfectDis,2014,14(6):0.1016/S1473-3099(14)70036-2.-tandemmassspectrometryplatformforthermonitoringof14antibiotics:Applicationtocriticallyillpediatpatients[J].JPharmBiomedAnal,2020,186:113273.DOaphy-tandemmassspectrometry[J].ClinandValidationofVoriconazoleConcentrationbyLC-MS-MS:ApinClinicalImplementation[J].JClinLN-oxidemetaboliteinsmallsamplevolumesofmultiplehumanmatrice-IonMobility-MS[J].AnalChem,2020,92(21):14[24]LiuT,KothaRR,JonesJW,etndemmassspectrometrymethodforsimuantiepilepticdrugsandanactivemetaboliteinhumanplasmausingpolarityswitchingand[25]WilleSM,VanHeeP,NeelsHMchemicalionizationmodesbyvalidationofaquantitativegaschromatographic-massspectrome6(1-2):236-245.DOI:10.1016/j.chroma.2007.10.096.[26]DegreefM,vanNuijsA,MaudensKE.Validationofasimple,fast 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