带你了解一下核酸质谱

核酸质谱，顾名思义是一种能检测核酸的质谱，它是基于MALDI-TOF MS质谱发展起来的一种多重PCR分析检测系统。相较于传统的荧光定量PCR，一代测序和二代测序，它有什么优势呢？

我们知道基因检测目前在遗传性疾病，传染病、肿瘤检测和用药指导等中发挥着重要作用，但是这些技术也存在着明显的不足，比如荧光定量PCR，检测通量小，面对多基因多位点的疾病检测时，就如同小马拉大车，心有余力不足！而一代测序耗时耗力，二代测序解决了通量问题，但是耗物，耗钱，耗时更费人。所以核酸质谱的优势在于成本低，通量大，检测速度快，同时检测多基因多位点不在话下。

我们来看下，核酸质谱的应用方向

1、单核苷酸多态性

人类的好多遗传性疾病是在SNP上的，单核苷酸多态性就是单个的核苷酸序列发生了变异，引起了DNA序列发生了多样性，比例高达1%。它也是疾病易感基因和药物反应差异性的决定因素。所以通过分析SNP的变异位点，提供疾病预测，诊断和提供用药指导等。

目前荧光定量PCR适宜于检测单基因几个位点（2-8个），但是随着医学技术的深入发展，涉及到多基因多位点的疾病越来越多，这时传统荧光定量PCR的不足就会表现出来，工作量大，检测速度慢。而核酸质谱高灵敏度、分离速度快、杂质干扰少等优势，可以一网打尽（比如耳聋基因，4个基因20个位点，核酸质谱可以在一个检测孔中解决）。

应用：药物基因组检测、肿瘤易感基因

2、基因突变

基因突变检测与SNP检测原理相同，区别在于基因突变检测存在的是突变型（发生突变后的样子）和野生型（原来的样子），这一点与SNP的纯合型（比如显性纯合）和杂合型（杂合子）有所区别。图谱峰的面积与样品中分子量所代表的核酸片段含量成正比，故可以通过突变型/野生型的比值确定突变点的比例，可检测到0.5%以上的突变比例，与金标准验证技术符合度＞95%。

应用：肿瘤突变（EGFR突变），耳聋基因筛查，地中海型贫血、代谢综合 征、冠状动脉疾病等

3、DNA甲基化

最近肿瘤早筛比较火热，其中提到的比较多的就是甲基化。人类基因组中含有3-5%的胞嘧啶，会在DNA甲基化转移酶的作用下与甲基基团CpG二苷酸的C’5位上，形成一个CpG岛（300-3000bp），这个CpG岛的甲基化水平异常提高，会抑制抑癌基因转录失活或者一些原癌基因被激活。另外DNA甲基化还与记忆缺陷，精神分裂症、抑郁狂躁等复杂疾病有关。

相比较其他方法，核酸质谱的优势就在于可检测低至5%的甲基化水平，特异性好，灵敏度高。

应用：宫颈癌、胃癌、乳腺癌、结直肠癌、肝癌、食道癌、垂体腺瘤等

4、基因拷贝数鉴定

人类的基因组会出现一段序列缺失或者增加导致序列发生变化而引起产物变化。这种表型上的差异就是拷贝数变异（CNV），CNV涉及的DNA片段大小通常介于1kbp-3Mbp之间，在基因组中分布广泛，其与临床上罕见病、单基因病相关，也与很多肿瘤等复杂病相关。因此对CNV的变异研究，能够对多种疾病并发机制形成新的认知，以更好地指导疾病的分子诊断和新治疗方法的开发。

核酸质谱可以通过SNP的多态性等位基因比例（SAR）检测技术对待检测标本中目标基因的拷贝数进行定量分析。

5、高通量检测结果验证

美国FDA批准核酸质谱技术作为二代测序的验证平台，以弥补一代测序仪灵敏度不足的短板。高通量测序的检测灵敏度可达1-5%，因此需要相匹配的验证平台，但是一代测序灵敏度低于15%，无法提供有效的验证，因此，核酸质谱作为两者结果差异时的验证平台。

小结

核酸质谱除了以上应用外在细菌耐药也具有一定的研究，随着更多临床实验室对质谱了解的加深，未来核酸质谱或许成为规范实验室必不可少的强有力的支持工具！

参考文献

1、中国核酸质谱应用专家共识协作组.中国核酸质谱应用专家共识[J].中华医学杂志,2018,98(12):895-900.

2、许蕴,李赟,张晓丽,徐迹,刘文兰.飞行时间质谱核酸检测技术在临床检测中的应用[J].中华检验医学杂志,2019,42(8):694-699.