应用实例 · 质谱成像

肿瘤标志物定位:把「标志物」放到肿瘤的真实空间里

肿瘤标志物的价值不仅在「有没有」,更在「在哪里、与什么结构相伴」。免疫组化能看到单一靶蛋白的位置,而质谱成像(MSI)能在同一张切片上同时呈现数十到上百种分子(脂质、代谢物、药物、肽类)的空间分布,帮助研究者发现哪些分子在瘤区富集、哪些在癌旁缺失,从而筛选更具空间特异性的标志物。
本文目录
一、MSI 在肿瘤标志物研究中的角色二、黑素细胞痣/细胞瘤研究案例三、区分肿瘤与癌旁组织四、从科研标志物到临床辅助的边界
技术原理示意:离子源对样品逐点电离 组织切片 样品 电离束 肿瘤标志物定位:把「标志物」放到肿瘤的真实空间里 离子 质谱 分析器
肿瘤标志物定位:把「标志物」放到肿瘤的真实空间里 示意图

一、MSI 在肿瘤标志物研究中的角色

在肿瘤研究中,MSI 常用于:发现疾病相关分子、进行疾病早期诊断、辅助临床病理研究、确定肿瘤级别、判断激素受体状况、以及区分肿瘤组织与癌旁组织。它提供的是「分子种类 + 坐标」的原位信息,可与 H&E、免疫组化等组织学手段配准,形成更完整的解释。

新策源 MSI DPI 在这一场景的技术优势在于:免基质、离子抑制低,组织可直接上机;正负离子模式互补,可同时覆盖极性代谢物与非极性脂质,且成像后切片保持完整,可继续做 H&E 或免疫组化染色验证。

二、黑素细胞痣/细胞瘤研究案例

在 DPI 公开的应用案例中,对黑素细胞痣的研究显示:正离子模式下,痣区主要呈现胆碱、磷酸胆碱、S1P、胆固醇、卵磷脂 PC 和鞘磷脂 SM,而正常组织多为非极性脂质如单酰基甘油 MAG、二酰基甘油 DAG、三酰基甘油 TG;成像图中 S1P、胆固醇、PC34:1、PC38:4 的特异性分布与 H&E 图中的痣区高度吻合。

负离子模式下,痣区与正常组织分别呈现不同的脂肪酸、磷脂酰乙醇胺 PE、磷脂酸 PA、磷脂酰肌醇 PI 谱图特征;免疫组织化学染色进一步验证胆固醇在痣区的聚集。该案例说明脂质在黑素细胞痣的形成中扮演重要角色,也展示了「成像 + 病理」联合标志物的研究范式(Talanta, 2021)。

三、区分肿瘤与癌旁组织

「癌组织与癌旁组织区分」是 MSI 的强项。通过比对瘤区与紧邻正常组织的分子谱图差异,可以锁定在瘤区特异性富集或缺失的分子,作为潜在诊断标志物。DPI 案例中多个样本成像显示分布具有共性,提示可据此建立区分与诊断依据。

对需要高空间分辨率的场景(如判断标志物是否定位于某一细胞带或腺体结构),新策源 MSI LDPI 提供 2–3 μm 的免标记常压成像,可进入单细胞乃至亚细胞尺度,补足 DPI 在 20–200 μm 区间之外的更高分辨需求。

四、从科研标志物到临床辅助的边界

需要明确:MSI 发现的标志物目前多处于科研与转化阶段,进入临床诊断还需经过标准化、队列验证与监管流程。它在「辅助科研发现」「解释病理机制」「与现有诊断互补」方面已展现明确价值。

工程上,新策源两款成像源适配 Agilent / AB SCIEX / Thermo 主流质谱主机,提供自研钛合金离子传输管、前端不损伤样品、可拆洗维护,使肿瘤标志物的空间研究能够稳定、可重复地开展。

常见问题(FAQ)

MSI 定位和免疫组化定位标志物有何不同?
免疫组化针对单一已知靶蛋白,需特异性抗体;MSI 基于 m/z 在同一张切片上同时呈现数十到上百种分子的空间分布,更适合发现性研究与多分子共定位。两者常联合使用。
黑素细胞痣案例说明了什么?
该 DPI 案例显示痣区与正常组织在脂质谱图上有系统性差异,且胆固醇等特征分子的分布与 H&E 痣区高度吻合,提示脂质参与了痣的形成,验证了「成像+病理」的研究范式。
2–3 μm 的 LDPI 对肿瘤标志物研究有什么用?
更高分辨率可判断标志物是否定位于特定细胞带或腺体等精细结构,进入单细胞/亚细胞尺度,补足 20–200 μm 区间之外的需求。
肿瘤标志物 MSI 结果能直接用于临床诊断吗?
目前多处于科研与转化阶段,进入临床还需标准化、队列验证与监管流程;MSI 主要在标志物发现、机制解释与现有诊断互补方面发挥作用。

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