質(zhì)譜流式技術(shù)（Mass Cytometry）在藥物開(kāi)發(fā)和生物藥物表征中的潛力巨大。質(zhì)譜流式細(xì)胞術(shù)將質(zhì)譜技術(shù)與流式細(xì)胞儀相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)單個(gè)細(xì)胞的生化成分進(jìn)行深入研究，幫助我們理解疾病機(jī)制，驗(yàn)證藥物的效果，發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點(diǎn)以及增強(qiáng)生物制藥質(zhì)量控制。這在生物藥物表征中非常有用，它可以幫助解決以下一些問(wèn)題：

單細(xì)胞層次的分子表征：傳統(tǒng)的質(zhì)譜技術(shù)通常需要大量的樣本以獲取可靠的結(jié)果，而質(zhì)譜流式技術(shù)則可以分析單個(gè)細(xì)胞的生化成分，這可以幫助我們更深入地理解細(xì)胞的生物學(xué)特性。

生物分子的定量分析：質(zhì)譜流式技術(shù)可以對(duì)細(xì)胞內(nèi)的生物分子進(jìn)行定量分析，包括蛋白質(zhì)、代謝物和其他生物分子。

細(xì)胞異質(zhì)性的研究：細(xì)胞群體中的細(xì)胞并非完全相同，它們之間的差異可能影響疾病的發(fā)展和治療的效果。質(zhì)譜流式技術(shù)可以幫助我們研究這種細(xì)胞異質(zhì)性。

百泰派克生物科技BTP采用基于Fluidigm Helios流式細(xì)胞儀（Mass Cytometry System for Single Cell Analysis）用于單細(xì)胞質(zhì)譜分析，該平臺(tái)能夠完成包括單細(xì)胞捕獲、cDNA合成、實(shí)時(shí)定量PCR分析、目標(biāo)區(qū)域擴(kuò)增以及質(zhì)譜流式細(xì)胞分析。

相比于傳統(tǒng)熒光流式，質(zhì)譜流式的檢測(cè)指標(biāo)完成了從熒光標(biāo)簽到金屬標(biāo)簽的巧妙轉(zhuǎn)換。檢測(cè)維度的遞增代表了一種突破性的進(jìn)展，這使得質(zhì)譜流式具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，目前，使用質(zhì)譜流式技術(shù)可以同時(shí)對(duì)多達(dá)45個(gè)參數(shù)進(jìn)行可靠的量化。理論上，質(zhì)譜流式能同時(shí)對(duì)100多種元素進(jìn)行檢測(cè)，這表明在未來(lái)的應(yīng)用中具有更高的復(fù)用能力，這使得質(zhì)譜流式能夠更全面的方式對(duì)細(xì)胞進(jìn)行分析。

目前質(zhì)譜流式可檢測(cè)的細(xì)胞指標(biāo)可分為12類(lèi)，2020年有一篇綜述全面的總結(jié)了質(zhì)譜流式的應(yīng)用領(lǐng)域。

為了能夠在單細(xì)胞分辨率下對(duì)RNA和蛋白質(zhì)特征進(jìn)行編碼檢測(cè)，F(xiàn)rei等人開(kāi)發(fā)了PLAYR（proximity ligation assay for RNA），這是一種進(jìn)行高度多重轉(zhuǎn)錄物定量的方法。當(dāng)與質(zhì)譜儀一起使用時(shí)，PLAYR允許對(duì)40多種不同的mRNA和蛋白質(zhì)同時(shí)進(jìn)行定量。PLAYR采用成對(duì)的DNA寡核苷酸探針，包括一個(gè)區(qū)域與目標(biāo)轉(zhuǎn)錄物雜交，另一個(gè)區(qū)域作為模板與另外兩個(gè)寡核苷酸結(jié)合并環(huán)化，通過(guò)滾動(dòng)循環(huán)擴(kuò)增進(jìn)行連接和放大。每個(gè)探針對(duì)的擴(kuò)增產(chǎn)物都用標(biāo)記有質(zhì)量標(biāo)簽的寡核苷酸來(lái)檢測(cè)。另一種基于質(zhì)譜流式的新型mRNA轉(zhuǎn)錄物和蛋白質(zhì)編碼檢測(cè)方法，稱(chēng)為金屬原位雜交（MISH），是通過(guò)結(jié)合CyTOF和RNAscope平臺(tái)開(kāi)發(fā)的。該技術(shù)通過(guò)雜交RNA特異性探針和與放大的序列靶向金屬標(biāo)記的探針結(jié)合實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大。

PLAYR和MISH都與常規(guī)免疫染色兼容，同時(shí)進(jìn)行的轉(zhuǎn)錄物定量數(shù)量只受限于可與寡核苷酸連接的報(bào)告基團(tuán)的數(shù)量。值得注意的是，在這兩種方法中，RNA的測(cè)量將占據(jù)金屬通道，這意味著同時(shí)編碼檢測(cè)的RNA和蛋白質(zhì)目標(biāo)的總數(shù)取決于金屬質(zhì)量通道的數(shù)量（目前最多為45個(gè)）。Frei等人給出了一個(gè)蛋白質(zhì)和轉(zhuǎn)錄物的同時(shí)多重分析的例子。他們用PLAYR監(jiān)測(cè)脂多糖刺激后PBMCs中8個(gè)細(xì)胞因子轉(zhuǎn)錄物和18個(gè)蛋白表位的誘導(dǎo)，并揭示了每個(gè)細(xì)胞的功能能力和其蛋白標(biāo)記物表達(dá)之間的相關(guān)性。

參考文獻(xiàn)：

[1] Zhang T, Warden AR, Li Y, Ding X. Progress and applications of mass cytometry in sketching immune landscapes. Clin Transl Med. 2020 Oct;10(6):e206. doi: 10.1002/ctm2.206. PMID: 33135337; PMCID: PMC7556381.