質(zhì)譜流式技術(shù)（Mass Cytometry）在藥物開發(fā)和生物制品表征中的潛力巨大。質(zhì)譜流式細胞術(shù)將質(zhì)譜技術(shù)與流式細胞儀相結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)對單個細胞的生化成分進行深入研究，幫助我們理解疾病機制，驗證藥物的效果，發(fā)現(xiàn)新的藥物靶點以及增強生物制藥質(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題：

單細胞層次的分子表征：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)則可以分析單個細胞的生化成分，這可以幫助我們更深入地理解細胞的生物學特性。

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

細胞異質(zhì)性的研究：細胞群體中的細胞并非完全相同，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胞異質(zhì)性。

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

癌癥是全球范圍內(nèi)人類的主要死亡原因之一。在過去 30 年中，識別驅(qū)動基因修飾一直是癌癥研究的核心目標，從而產(chǎn)生了癌癥基因組圖譜 （TCGA）和癌癥體細胞突變目錄 （COSMIC） 等，其中包括廣泛的大規(guī)模、系統(tǒng)測序研究，這些研究構(gòu)成了主要腫瘤類型突變異常的綜合目錄。

近年來，對于癌癥的研究開始關(guān)注腫瘤-免疫過程（圖1），尤其是腫瘤微環(huán)境（TME）中的免疫狀態(tài)。免疫細胞異質(zhì)性和各種細胞亞群的存在使TME免疫分析復雜化。此外，腫瘤團塊內(nèi)免疫的空間分布是顯著影響免疫細胞獲得促腫瘤或抗腫瘤功能的關(guān)鍵參數(shù)?？紤]基因組學、轉(zhuǎn)錄組學、表觀基因組學和蛋白質(zhì)組學的多組學觀點對于揭示TME的免疫復雜性是必要的。

腫瘤和免疫系統(tǒng)這兩個交織系統(tǒng)相互作用的內(nèi)在復雜性帶來了相當大的挑戰(zhàn)，需要全面的方法來檢測腫瘤起始和進展期間以及治療調(diào)節(jié)后的癌癥免疫。幾種已建立的新型高通量技術(shù)能夠生成必要的數(shù)據(jù)，從而為機制理解提供基礎(chǔ)，并最終增加受益于癌癥免疫治療的患者數(shù)量。二代測序（NGS）技術(shù)不僅提供了可以挖掘免疫相關(guān)參數(shù)的大型數(shù)據(jù)集。但也越來越多地用于臨床環(huán)境，為癌癥治療提供信息。此外，單細胞RNA測序（scRNA-seq）和質(zhì)譜流式技術(shù)（CyTOF）等新技術(shù)已經(jīng)成熟，并首次能夠在單細胞水平上精確表征分子過程。質(zhì)譜流式技術(shù)已經(jīng)在腫瘤的早期檢測，免疫圖譜繪制等多個領(lǐng)域被應用。

免疫檢查點封鎖徹底改變了癌癥治療。特別是，已發(fā)現(xiàn)抑制程序性細胞死亡蛋白1（PD-1）可有效治療轉(zhuǎn)移性黑色素瘤和其他癌癥。但依然有很大一部分患者沒有表現(xiàn)出持久的緩解，因此，迫切需要臨床反應的預測性生物標志物。

Burkhard Becher團隊使用轉(zhuǎn)移性黑色素瘤患者在治療前和治療期間的外周血單核細胞（PBMC）作為一種易于獲得的微創(chuàng)活檢來探測與抗PD-1免疫治療反應相關(guān)的免疫特征。文章使用質(zhì)譜流式技術(shù)對IV期黑色素瘤患者在接受12周抗PD-1免疫治療前后的外周血中的免疫細胞亞群進行了深入分析。研究發(fā)現(xiàn)，在開始治療之前CD4和CD8 T細胞的淋巴細胞減少，γδ T細胞和NKT細胞的輕微升高，對抗PD-1免疫治療的無進展和總生存率的有力預測是CD14CD16+-HLA-DRhi單核細胞的頻率。在治療前，應答者與非應答者相比，表達IL-4、Grz-B、IFN-γ或GM-CSF的CD4 T細胞以及表達CTLA-4、Grz-B或IL-13的CD8 T細胞的頻率略有增加。然而，在治療開始后，應答者中表達PD-1、IL-4、IFN-γ、IL-10、IL-17A和Grz-B的CD4 T細胞數(shù)量高于非應答者。對于CD8 T細胞，與非應答者相比，在應答者中檢測到CTLA-4和顆粒酶B的上調(diào)（圖2）。

除了免疫治療，質(zhì)譜流式也可以在監(jiān)測其他療法的效果。有研究使用質(zhì)譜流式技術(shù)監(jiān)測了急性和慢性劑量標準細胞毒化療后晚期CRC患者的循環(huán)免疫細胞譜，并分析了7個主要的免疫細胞群和20多個亞群。對質(zhì)譜數(shù)據(jù)的無監(jiān)督聚類分析顯示，在一個周期的細胞毒化療后，NK細胞的數(shù)量減少。對NK亞群的調(diào)查顯示，在急性和慢性化療后，CD56dim CD16 NK細胞群下降。進一步分析長期化療期間NK細胞亞群的頻率，發(fā)現(xiàn)亞群發(fā)生了變化，成熟的、具有細胞毒性的CD56+dim CD16減少，同時不太成熟的CD56+dim CD16-和CD56bright NK細胞群顯著增加。此外，對NK細胞中信號反應的磷酸化狀態(tài)的分析發(fā)現(xiàn)，患者和健康志愿者之間的pERK、pP38、pSTAT3和pSTAT5存在明顯差異，并且在整個化療過程中保持不變（圖3）。