基于液相色谱串联质谱技术的治疗药物监测方法研究进展

基于液相色谱-串联质谱技术的治疗药物监测方法研究进展挑战自20世纪90年代始，临床医学检验需求与技术快速发展，液相色谱-串联质谱(liquidchromatography-tandemmassspectr大程度地制约了临床中低浓度药物的定量和多药高通量检测的发展[1]。LC-MS/MS技术具有高准确度、高灵敏度的特点，可区分结构类似物(一)液相色谱-三重四极串联质谱法(二)液相色谱-四极离子阱串联质谱法性离子阱替代。Margaryan等[3]使用线性离子阱复合三重四极杆在3.8min的色谱运行时间内测定了人血浆、脑瘤和脑脊液样品中的LY3214996调节蛋白激酶抑制剂)、阿贝西利(一种细胞周期蛋白依赖激酶抑制剂)以及阿新型国产四极杆-离子阱质谱仪[4],使用离子阱替代三重四极后端的碰更为精简，目前已用于定量人血清中的25-羟基维生素D和万古霉素[5-6]。(三)液相色谱-高分辨质谱法美国食品药品监督管理局将质荷比分辨率≥10000的质谱定义为“高分辨场轨道阱(orbitrap)质谱仪和四极杆飞行时间(quadrupoletimeofflight,浓度)和定性(药物代谢物、降解物、生物标志物和配方材料)信息可以在一次数据采集中收集[7],并对样品进行回顾性分析。例如，通过在先前获得的数的Rendomab(一种新型单克隆抗体药物),样品仅需沉淀蛋白后加入胰蛋白酶uster等[9]开发和验证了一种同位素稀释液相色谱-高分辨质谱法，用于检综上所述，液相色谱-三重四极串联质谱法色谱-四极离子阱串联质谱法除定量之外还可实被观测到，因此可扫描的质量动态范围不高。液相色谱了何种代谢反应，探明代谢通路，若质谱仪质量准确度小于5ppm时还可推出该化合物的分子式[10],但HRMS较高的价格相对限制了它的广泛应用。(一)免疫抑制剂由于临床用药策略向最小治疗浓度方向发展，免疫抑制剂是将LC-MS/MS2及其他细胞因子所传递的细胞信号，抑制T细胞内蛋白质的合成。SRL作用胞因子所传递的细胞信号与增殖信号，抑制T细胞由G1期向向S期生长[11]。剂[12]。MPA通过抑制次黄嘌呤核苷酸脱氢酶而限制鸟嘌呤核苷酸的合成，进30:1[13],因此在通常情况下，需要采集静脉全血进行分析。由于全血基质易储存，且成本更低，因此其应用越来越广泛。Gong等[14]建立了一种全血7min内即可有效洗脱4种化合物。Koster等[15]测定了干血斑中的免疫抑制剂，并对FK506和CsA的干血斑和全血样本均进行测定，表明这2种基质的定量(二)抗菌药物暴露浓度的影响。对于时间依赖性抗生素，如β-内酰烯类抗生素，其游离药物浓度超过MIC的时间是最重要的药代动力学/药效学指数[16]。因此，其给药的间隔时间和频率都极为重要[17],维持恒定的游离大血药浓度与MIC的比值衡量其药效，防止耐药[18]。[19]仅需50μl血浆即可分析14种抗生素和一种β-内酰胺酶抑制剂。阿米卡星、万古霉素清除率与肌酐清除率高度相关，度还可为建立群体药动学模型提供数据支持[20]。调整伊曲康唑给药剂量后进行TDM。Prommas等[21]测定了血浆中伏立康唑的微透析法还可提高婴儿群体接受监测的依从性[22]。(三)抗癫痫药物均具有较小的副作用。由于抗癫痫药在临床Davis等[23]使用LC-MS/MS法同时定量人血清中的14种AED,又通过液异构体和结构相似的代谢产物，提高了定性检测管离子迁移质谱法还可识别临床中未报告的AED。Liu等[24]开发并验证了一种采用极性切换和定时选择反应监测的LC-MS/MS方法，同时对人体血浆中的8(四)抗抑郁药物根据《中国精神科治疗药物监测临床应用专家共识(2022年版)》,5-羟间以及是否发生了治疗性或过度摄入[25]。Degreef等[26]建立了一种高效的LC-MS/MS方法，用于同时测定血浆中的40种抗抑郁药，总色谱运行时间12min,监测每个化合物的三个离子对，校物分析方法验证指南和补充建议得到了充分验证，其目Shin等[27]定量了用口腔液体收集装置采集唾液样本中的18种抗抑郁药，使用联苯柱在5min内即可分离待测物，适用于在临床实验室中快速定量。(五)抗精神病药物这可能与不同患者体内药物代谢酶P450的基因多态性有关。多种药物(如氯氮制剂，如利培酮和阿立哌唑在肌注之后吸收缓慢，其Couchman等[29]建立了一种高通量分析方法，在仅36s的总分析时间的定量人血浆中的氯氮平，并与5min的常规LC-MS/MS方法对比，结果一致。Steinhorst等[30]使用分散液液微萃取法处理了血浆样品，同时测定了利培酮(六)抗癌药物除传统的抗癌药5-氟尿嘧啶和甲氨蝶呤(methotrexate,瘤等恶性肿瘤。MTX可经肝醛氧化酶氧化生成7-羟基甲氨蝶呤(7-hydroxym剂量MTX给药后的急性肝脏毒性相关[31],因此同时监测MTX和7-OHMTX的含量在临床中具有重要意义。5-氟尿嘧啶作为一种广谱抗细胞代谢药，其基于体表面积的给药方式使约10%~20%的患者血药浓度高于靶向范围[32],易产生不良反应。对血清/血浆样品蛋白沉淀后，采用-MS/MS系统分析[33]。测手段。目前已有报道对色瑞替尼[34]、伊马替尼、达沙替尼、尼洛替尼[35]、阿法替尼、厄洛替尼、吉非替尼[36]进行监测。7]使用OrbitrapHRMS测定了其在70例癌症患者血浆中的浓度。曲妥珠单抗代等[38]使用50μl血浆测定了曲妥珠单抗的特征肽及其脱酰胺肽。在定量药物(七)抗凝血药物化为具有生物活性的达比加群。在患者处于特殊生理复栓塞、严重出血)时需要对这两类凝血因子抑制剂进行TDM。He等[39]对1(八)中毒药物筛查包含化合物的代谢物[40],但这些代谢物不能通过商业途径获得，必须由实验室自行提取和鉴定[41]。在LC-MS/MS系统采集数据时，常使用信息依赖性扫-47700[42]和美沙酮[43]导致的中毒及过量致死分别进行了动物模型研究和LC-MS/MS毒理学分析。李鹏飞等[44]曾对高通量筛查药物中毒的224例病(一)传统前处理方法当前文献报道常用的前处理方法有液液萃取(liquid-liquidextraction,LLE)、蛋白沉淀和固相萃取(solidph5]分别使用二乙醚和二乙醚-甲基叔丁基醚-丙酮(50:30:20,v/v/v)分别统。样品在SPE柱中保留并浓缩后，随即进入液相系统中进行洗脱[46]。对于于精神类药物[47]、抗癫痫药物[48]的样本前处理。(二)基于新型纳米材料的前处理方法目前越来越多的新方法被不断应用于样本前处理，如分子印迹[49]、金属有机框架[50]、超滤[51]、固相微萃取[52]等。其中新型纳米材料成本成印迹空腔，从而可对待测物表现出接近于生物抗体的识别性[53]。Banan等 [49]制备了2种分子印迹聚合物材料，一种制备后装入SPE小柱，另一种以F4]制备了一种分子印迹聚合物，可富集人血浆中的苯芴醇，采用响应面法对合金属-有机框架是由有机配体和过渡金属离子通过配位键自组装形成的具有周期性网络结构的晶体多孔材料。Jia等[55]通过逐层自组装法在Fe304表面包被金属-有机框架材料MIL-101(Cr)用于扩大比表面积，并将金属-有机框架应用于人血浆中苯妥英钠的提取。Mohammadi等[56]合成了多种金属察到最高的提取回收率，同时，该法展现出较低检出限(0.线性范围(1.0~100.0μg/L),RSD(50μg/L,n=5)为3.4%。血清中的痕量羟基化多氯联苯。该法检出限可低至2.1pg/ml,且方法回收率大于90%。Chen等[58]合成了一种核壳结构的磁性共价有机框架材料，并将其作为固相萃取剂，提取与富集人血清样品中的5种双酚。(一)方法开发策略定量与定性离子对，优化质谱参数以获得更个离子对，以排除共沉淀代谢物和内源性物质带来的干扰[59]。色谱柱上的保留行为，以便于调整色谱柱的种类(如更换为亲水柱、苯基柱)。性化合物，因此在定量时使用亲水柱进行分离[60]。同时需对比处理后的空白(二)基质效应剂)和流动相组分(如添加高浓度缓冲盐)。Yang等[61]和Matuszewski等 [62]提出，减少基质效应的方法主要有：(1)选择适宜的样品前处理方法可的蛋白质和各类脂质，使采集的谱图基线更干净且易于定量。(2)选择合适的避免天然同位素对内标信号产生贡献[63]。与氘同位素相比，13C和15N化学性质更为稳定[64]。这是因为氘代内标在离子化过程中会与分析物发生氢-氘交换，使得定量结果假性升高[65]。若同位素内标难以获得，应首选与待测物结构相似的化合物。(3)选择更有效的色谱条件，脱以降低干扰[66]。(4)稀释待测样本是最直接的降低基质效应的方法，一(三)代谢物干扰物伏立康唑由CYP2C19介导而产生的氧化产物与艾滋病病毒整合酶抑制剂拉替拉韦的葡萄糖醛酸代谢物的实例中观察到了源内裂解现象[67-68]。推测其原因可能是：(1)毛细管电压过大，导致目标物在带电过程中结构被破坏；(2)锥孔和进样孔之间的去簇电压过大，高分子化合物(如单克隆抗体药物)形成带多电荷的离子碎片，加去簇电压是为了避免离子簇合。若电压过大会打碎目标物，造成源内裂解。因此，在建立质谱方法时，可在多次调谐后选用最优的去簇电压。药物吸收入血后在体内异构化，产生与目标母体药物相对分子质量相同的化合物，二者在色谱系统中共洗脱，且经电离后产生相同质荷比的产物离子，低分辨质谱仪难以区分，因而导致对前药在体内暴露量的严重高估[69]。在进入质谱前可通过调整液相方法实现色谱分离。另一种方法是使用HRMS,该仪器可提供高度精确的质荷比。Furlong等[63]在对大鼠血清样品中的小分子化合物进行LC-MS/MS定量时，在内标的提取离子色谱图中观察到一个干扰峰。通过使用HRMS,他们确定这是一个N-去甲基代谢物的13C同位素，它与结构类似物的内标产生相同的响应强度。HRMS对于未经良好色谱分离或没有特征产物离子的干扰代谢物也具有较强的识别能力。(四)量值溯源与质量控制量值溯源是通过一条具有规定不确定度的不间断的比较链，使测量结果或测量标准的值能够最终溯源至国家计量基准或国际计量基准，以确保检测结果的可靠性[70]。国际检验医学溯源联合委员会所公布的国际标准物质和参考测量程序是全球公认的“金标准”。但目前在国内，临床检验中很多化合物都没有可溯源的标准物质，且临床实验室多使用自建方法，仍有临床质谱相关诊断试剂盒未取得医疗器械注册证，溯源性和结果可比性难以保障。当前我国各类药品成分的纯度标准物质缺乏且使用频率较低、基体标物的研制种类仍不够完善，国内临床检验结果的量值溯源体系亟待建立。实验室自建方法当前仍无法规支持。根据文献报道[71],需在检验时注意以下方面：选择稳定且符合样品基质的质控品、S/MS的额外质量控制样品(包括不含待测物和内标的双空白样品、含内标但不含分析物的空白样品)、质控品可接受性评价、质控失控工具是Levey-Jennings质控图和Westgard多质控规则，20世纪90年代后出现了6σ质量管理[72]。Zhao等[73]使用6σ规则对临床实验室的自建方法TDM作为优化患者给药方案的关键一环，精准测定待测物的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].质谱学报，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,的建立和性能评价[J].检验医学，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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