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dahua1981

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如何快速锁定中毒“真凶”？这双质谱“眼睛”最精准

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分享： 2023/12/05 09:26:13

导读：毒物筛查是救治急危重症中毒患者的重要环节，检测结果影响着临床决策，提升毒物筛查的速度和精准度，对于提高急性中毒患者救治能力具有重要意义。

提及中毒你会想到什么？是古装剧中的各类影视桥段，还是推理小说里扑朔迷离的故事？其实，中毒离我们的生活并不遥远。

近年来，我国中毒发病率和死亡率均呈上升趋势，除了职业性因素，还有很多中毒的发生是由于日常生活中忽视管理造成的。目前，全球已知的毒物就有近2亿种。如何在中毒救治中快速锁定“真凶”，有效达到救治目的？带着这个问题，近日，记者来到湖南省职业病防治院中心实验室一探究竟。

研发档案

毒物筛查是救治急危重症中毒患者的重要环节，检测结果影响着临床决策，提升毒物筛查的速度和精准度，对于提高急性中毒患者救治能力具有重要意义。

湖南省职业病防治院研发的“化学毒物质谱大数据评估系统 V1.0”，经国家版权局审核，获得了计算机软件著作权登记证书。这是我国首个登记软件著作权的化学毒物质谱分析评估软件，标志着毒物筛查技术实现了新突破。该系统可大幅提升检测分析速度、减少数据运算时间、提高数据精准度，检测效率和检测结果的准确性得到极大提高，能帮助医务人员迅速锁定人体受害的毒物证据，为患者争取黄金救援时间。

　实地探访

能“看图识人的秘密武器”可盲筛数万种化合物

近日，记者跟随湖南省职业病防治院中心实验室主任、主任技师傅胜来到位于省职防院创新楼的中心实验室。

实验室一共两层，面积1600平方米。在实验室走廊两侧的房间内，一台台精密仪器正在工作，穿着白大褂的技术人员各自忙活着手中的工作，取样、送检、分析数据……他们在进行样品的理化检测和微生物检测，涉及各个领域，如生物材料、食品、消毒产品，甚至职业病相关的工作场所内空气等。实验室检测能力涵盖14大类、5000多个参数。

作为湖南省化学中毒与重金属检测中心的核心科室，省职防院中心实验室在生物标志物检测方面经验丰富，超高通量毒物筛查和检测技术在全国同类实验室中处于领先水平。但在实验室检测能力的14个大类中，傅胜最引以为傲的还是液质联用室内的“秘密武器”。

在液质联用室内，首先映入眼帘的是一台巨大的白色仪器，这是一台高分辨率液质联用仪。傅胜打了个生动的比方：如果把识别化合物的流程形容为“看图识人”，那么高分辨率液质联用仪就是一台超高分辨率的专业相机，“这是核心硬件，只有‘拍得清楚’，才能‘认得清楚’。”

此外，想要通过照片进行精准识别，还需要一位拍摄技术高超的“专业摄影师”——化学分析的专业技术人员。相对化学检测来说，想要从提取的样本里更好地得出结果，则需要专业技术人员完成第一道样本提取工作，且做到无损提取，仅这项工作就需要两个小时。

样本提取后，使用高分辨率液质联用仪进行检测，需要约两小时完成数据采集。随后进入数据处理阶段，这时要用上实验室的“秘密武器”——评估系统。傅胜说，过去在检测样本中的有毒物质时，通常由临床医生或送检人员给出样本存在某种毒物的判断，再由实验室用化学检测手段来验证，即目标毒物检测。但实际工作中，常常会有不明原因的中毒，只能靠盲筛。

评估系统可以做到数万种化合物同时盲筛。再以“看图识人”来作比，评估系统相当于一个海量的人脸数据库加一双火眼金睛，只需导入一张足够清晰的“照片”，便可锁定其中的“目标对象”有毒物质。但由于拍摄的可能是成千上万人的“集体照”，而需要找到的可疑物质只是“集体照”中某一个，评估系统会首先进行有用信息的提取，一旦识别到和数据库内“可疑分子”相似的面孔，则会将它们标记出来，进行定性定量检测，并按照出现频率进行报告。

傅胜说，目前评估系统内收录了数万种有毒化合物样本数据，且每天都在更新，越来越全的数据库更有助于揪出狡猾的“毒虫”。

　科研解密

使用高分辨率液质联用仪，更易找到“可疑分子”

“这项工作关系到患者的‘生命线’，来不得一点儿马虎。”傅胜表示，送检样品除了来自该院中毒医学科外，也有不少其他医院送检的，送检样品种类繁多，包括血液、尿液、头发和各种疑似中毒物品等，毒物检测工作量很大。检验人员需要细致分类，了解中毒背景信息，分辨毒物种类，再检测毒物浓度。

在没有评估系统时，该实验室只能靠人力来筛查有毒物质，将提取的样本数据与100多种有毒物质的已知数据进行对比，即“怀疑某种中毒，验证是否中毒”。傅胜坦言，这种人工对比的方法，对于目标筛查而言基本足够，但遇上复杂的中毒样本时力有不逮。

毒物检测是患者的一重保险，“面对分辨不清的疑难杂症，患者是否属中毒不确定时，如果能做个筛查，无疑多了一份希望。”随着工业化速度的加快、化学品种类的剧增，近年来省职防院承接的中毒样品检测工作，难度和复杂度都在不断增加。

目前，我们的生活中有超过2.74亿种化学物质，每天约有10000种新化学物质被创造出来。如何在众多化合物中找出“可疑分子”？识别化合物的关健在于分子量，使用高分辨率液质联用仪，可使检测结果精确到化合物的质量数小数点后的更多位数，这样一来，“可疑分子”可归属到的已知化合物的分子式数量会明显减少，更易找到它的身份。

但高精度检测无疑会给人工对比带来庞大的工作量，是否可以建立一套自动评估的系统，从海量的样本提取数据并自动对比、精准地识别出可疑毒物？3年前，傅胜带领团队开始自主研发评估系统，突破了评估系统算力、算法、数据库3个难题，2022年7月，评估系统V1.0经国家版权局审核，获得了计算机软件著作权登记证书。这也是我国首个登记软件著作权的化学毒物质谱分析评估软件。

此前，市面仪器能筛查约3000种有机物，傅胜团队研发的评估系统，通过处理液质联用仪采集的质谱大数据，采用数据自动抓取和多维向量算法，得出客观结果，并排除巧合性物质影响，极大提升检测效率和准确性。目前该中心实验室能筛查的有机物达数万种，标志着该院毒物筛查技术实现了新的飞跃。

评估系统可在实际检测工作中发现新的化合物，还能为后续科研工作提供指导。傅胜说，目前，中心实验室作为湖南省化学中毒与重金属检测中心的核心科室，在生物标志物检测方面经验丰富，因此承接了省内卫监部门的一些药品抽查工作。

“在最近的一次消毒产品抽查中，我们发现某品牌的消毒剂疑似非法添加一种未知化合物，通过数据库检索‘查无此人’，因此无法给该化合物定性，只能怀疑其为非法添加。”傅胜回忆，将此情况上报卫监部门之后，他将此物质的相关信息进行记录，并找到与之相似的物质进行对比。“好比我们看到一张陌生的脸时，可以从数据库中寻找相似的面孔——那或许是该人的亲戚。当此人与某一些人相似度够大时，即使无法明确此人姓名，但或许可以从此人亲缘关系、社会关系、个人履历进行分析，从而判断他是否属于‘可疑分子’。”在后来的一次数据更新中，这个化合物有了姓名——新康唑，这是一种新的咪唑类杀菌剂，属于儿童违禁物质，傅胜的猜想和探索也得到了证实。

受益者说

近日，吴先生回到家后，发现4岁的儿子成成（化名）独自晕倒在家中，他连忙将成成送往医院。但由于孩子一直昏迷不醒无法自述，吴先生也没察觉到家中有可疑物品和其他异常，孩子昏迷的原因成了“谜”。抱着一丝希望，吴先生找到了省职防院。

“通过样本检测，我们用评估系统找到了孩子血样中的异常成分：地芬尼多。”傅胜说，这是一种晕车药。后来，吴先生在家中洗手间地板上找到了极少量被水化开的药粉，经送检后，该物质被确认是地芬尼多，成成昏迷的原因自此揭开。

这样的案例屡见不鲜。近5年来，湖南省职业病防治院每年收治各类中毒患者超过1000例。由于做到了早期检测、早期诊断、早期治疗，大大减少了患者辗转就医的奔波，为他们赢得了救治时间。

该院副院长邓晓彬介绍，有了评估系统之后，检验能力得到了较大提升，但仍需进一步推进技术攻关、强化平台建设，促进系统更新迭代。未来，他们将探索引入人工智能技术，实现评估系统自主学习、自主思考。

[来源：长沙晚报]

标签：液质联用仪中心实验室