最近幾年來,國產(chǎn)基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜(Matrix-Assisted Laser Desorption/ Ionization Time of Flight Mass Spectrometry,MALDI-TOF MS)產(chǎn)品井噴,特別是來到2017年,多家公司產(chǎn)品扎堆發(fā)布。這分明是國產(chǎn)手機(jī)發(fā)布會的節(jié)奏,你方唱罷我登場,好不熱鬧。
那么國內(nèi)MALDI-TOF MS為什么這么火爆呢?原因很簡單,就是利用MALDI-TOF MS進(jìn)行臨床微生物鑒定的市場太誘人。利用MALDI-TOF MS做微生物鑒定在技術(shù)上是一個革命性的變革。在過去,MALDI-TOF MS主要應(yīng)用于蛋白等生物大分子和聚合物的檢測,這個市場基本上飽和了。隨著2012年,法國梅里埃公司率先拿到美國FDA微生物鑒定認(rèn)證之后,MALDI-TOF MS迅速在臨床市場鋪開。利用MALDI-TOF MS進(jìn)行微生物鑒定正在成為一種全球的、主流的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)。目前,國外已經(jīng)裝機(jī)超過4000臺。而利用MALDI-TOF MS進(jìn)行微生物鑒定在中國市場尚待發(fā)掘,但潛力巨大,尤其是MALDI-TOF MS應(yīng)用于臨床微生物鑒定的前景被廣泛看好,業(yè)內(nèi)普遍預(yù)計國內(nèi)市場總裝機(jī)量在2000—5000臺,市場規(guī)模在40—100億元。
此外,我國對于醫(yī)用生物質(zhì)譜儀的研究十分重視:2017年6月國家質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委公布了《基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜鑒別微生物方法通則》;國家發(fā)改委在《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》(國發(fā)[2016]43號文)中將醫(yī)用生物質(zhì)譜儀列為未來重點(diǎn)支持的十六個領(lǐng)域之一;國家科技部設(shè)立“2017精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)臨床質(zhì)譜專項”。
利用MALDI-TOF MS進(jìn)行微生物鑒定的基本原理是將微生物樣本與等量的基質(zhì)溶液混合或分別點(diǎn)加在樣品靶盤上,溶劑揮發(fā)后形成樣本與基質(zhì)的共結(jié)晶;利用激光作為能量來源輻射結(jié)晶體,基質(zhì)從激光中吸收能量使樣本吸附,基質(zhì)與樣本之間發(fā)生電荷轉(zhuǎn)移使得樣本分子電離,在加速電場作用下進(jìn)入飛行時間質(zhì)譜分析器進(jìn)行質(zhì)量分析, 將檢測到的離子峰為縱坐標(biāo), 離子質(zhì)荷比(m/z)為橫坐標(biāo), 形成質(zhì)量圖譜, 通過軟件分析比較, 篩選并確定出特異性指紋圖譜, 從而實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)微生物種或菌株的區(qū)分和鑒定。
MALDI-TOF MS最關(guān)鍵組成是:靶板移動平臺、靶板進(jìn)出機(jī)構(gòu)、激光系統(tǒng)、離子源、高壓脈沖電源、分析器及檢測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與處理系統(tǒng), MALDI -TOF MS做微生物鑒定還要有標(biāo)準(zhǔn)譜庫和檢索系統(tǒng)。目前的MALDI-TOF MS都是采用的線性模式的TOF質(zhì)量分析器,從結(jié)構(gòu)上講相對是最簡單的??陀^的說,這在一定程度上拉低了國產(chǎn)廠商進(jìn)入該領(lǐng)域的技術(shù)門檻。
在第十七屆北京分析測試學(xué)術(shù)報告會暨展覽會(BCEIA 2017)上,東西分析和廣州禾信分別首發(fā)了自家首款MALDI-TOF MS——Ebio Reader 3700型全自動基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時間質(zhì)譜儀和CMI-1600微生物鑒定質(zhì)譜儀,加上之前毅新博創(chuàng)、廈門質(zhì)譜(2013年成為江蘇天瑞控股子公司)、融智、安圖生物和即將發(fā)布MALDI-TOF MS新品的上海復(fù)星,國內(nèi)市場上已確定進(jìn)軍MALDI-TOF MS市場的國產(chǎn)廠商就達(dá)7家之多。具體如下表:
毅新博創(chuàng)是國內(nèi)最早推出MALDI-TOF MS的本土品牌,其推出的Clin-ToFⅠ最早獲得了CFDA二類醫(yī)療器械認(rèn)證。毅新博創(chuàng)致力于單機(jī)多平臺化的應(yīng)用開發(fā),即一臺機(jī)器可同時滿足微生物、蛋白、基因、糖基四大臨床應(yīng)用。毅新博創(chuàng)與軍事科學(xué)院、國家疾控中心、協(xié)和醫(yī)院、301醫(yī)院、302醫(yī)院、中科院微生物所等多家國內(nèi)領(lǐng)先的臨床或微生物科研院所合作密切,歷時五年,共同建立了強(qiáng)大的微生物飛行時間質(zhì)譜數(shù)據(jù)庫,該工作獲得了科技部國家重大專項的支持。
廈門質(zhì)譜的情況目前比較復(fù)雜,廈門質(zhì)譜在2015年開發(fā)出國內(nèi)首臺具有完全知識產(chǎn)權(quán)的MALDI-TOF MS商業(yè)產(chǎn)品——microTyper MS,并獲2015BCEIA金獎。但是從去年開始,由于廈門質(zhì)譜創(chuàng)始人何堅與江蘇天瑞儀器公司之間的股東糾紛至今尚未解決,一直訴訟不斷,導(dǎo)致廈門質(zhì)譜完全停產(chǎn),目前已被列入異常企業(yè)名錄。
BCEIA2017期間天瑞展出的microTyper MS
融智推出的新一代全譜可定量飛行時間質(zhì)譜儀是與2010年美國質(zhì)譜年會杰出貢獻(xiàn)獎獲得者M(jìn)arvin L. Vestal教授合作開發(fā)的產(chǎn)品,目前市場上的MALDI-TOF MS產(chǎn)品中很多關(guān)鍵性技術(shù)都來自于Marvin L. Vestal的研究。融智公司創(chuàng)始人周曉光博士是2011國家千人計劃引進(jìn)回國的專家,曾在菲尼根、ABI等頂級質(zhì)譜公司從事質(zhì)譜項目研發(fā)和管理工作20多年,參與了多個世界首次商品化的質(zhì)譜產(chǎn)品的研發(fā)。因此,融智這款產(chǎn)品一經(jīng)推出便備受矚目。其最大創(chuàng)新在于將MALDI-TOF MS的定量標(biāo)準(zhǔn)差降至5%以下,而先前的技術(shù)在25%-30%,這樣就在臨床上可以做定量檢測,如無標(biāo)記物組織切片成像等。此外,還有諸多創(chuàng)新技術(shù)。
廣州禾信和東西分析均是國內(nèi)較早開始質(zhì)譜儀器研發(fā)的廠商,產(chǎn)品線相對豐富,新推出的MALDI-TOF MS均不是他們的第一款產(chǎn)品。其市場策略和應(yīng)用工作進(jìn)展尚需觀察。
BCEIA2017期間禾信展出的CMI-1600微生物鑒定質(zhì)譜儀
BCEIA2017期間東西分析展出的Ebio Reader 3700型全自動MALDI-TOF MS
值得一提的是上海復(fù)星和安圖生物這兩家IVD上市企業(yè)。我們不妨來看一下目前世界上MALDI-TOF MS賣得最好的公司——生物梅里埃、布魯克和Agena。生物梅里埃、布魯克均是用MALDI-TOF MS做微生物鑒定,Agena則是用MALDI-TOF MS做SNP基因測序。生物梅里埃是全球最大的微生物體外診斷公司,它的MALDI-TOF MS是OEM島津的;布魯克則是MALDI-TOF MS制造商,它則是與全球第二大的微生物體外診斷公司——BD合作;Agena也是OEM布魯克的MALDI-TOF MS(據(jù)說Agena第四代機(jī)是自己在做)。由于臨床市場的特殊性,他們在全世界不同地區(qū)均選擇找當(dāng)?shù)氐那郎毯献鳌?p>發(fā)現(xiàn)沒?這三個成功的案例都有相同的三個要素:核心技術(shù)、應(yīng)用開發(fā)、渠道代理商。所以像上海復(fù)興、安圖生物這樣的IVD企業(yè)是自帶銷售渠道加入戰(zhàn)局的。此外,他們還有雄厚的資金以及臨床領(lǐng)域的深厚積累等優(yōu)勢,使整個市場變得極不明朗。
因此,本土MALDI-TOF MS制造商如果選擇復(fù)制成功經(jīng)驗,積極尋求渠道商、應(yīng)用開發(fā)商合作,可能會謀得共贏。
總的來看,這一波國產(chǎn)MALDI-TOF MS微生物質(zhì)譜熱潮對整個國產(chǎn)質(zhì)譜產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展來說是機(jī)遇,也是挑戰(zhàn)。但是眼下,國內(nèi)MALDI-TOF MS勢必會迎來一場白刃戰(zhàn)。據(jù)說,今年下半年到明年還有多家跨國巨頭和國內(nèi)IVD企業(yè)入場。到明年底,預(yù)計國內(nèi)市場上會有至少12家以上,激烈的市場競爭已是不可避免。惡性競爭、知識產(chǎn)權(quán)糾紛等問題需時刻警惕。
也許國產(chǎn)質(zhì)譜產(chǎn)業(yè)化就將在MALDI-TOF MS市場率先迎來突破,無論成與不成,2017年都將成為中國質(zhì)譜發(fā)展道路上的重要時間節(jié)點(diǎn)。
撰稿、編輯:李博