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为解决 COVID-19 中细胞因子失调定量难题，研究人员开发基于离子淌度质谱（IM-MS）的平行反应监测（PRM）方法，建立 CIMP 数据库。该方法可检测 31 种细胞因子，LOD 达 62.9 fmol/L，能区分 COVID-19 重症早晚期，为诊疗提供新工具。
在生命科学与医学领域，细胞因子作为免疫细胞分泌的关键信号分子，其表达失调与多种疾病密切相关，尤其是在 COVID-19 的发病机制中，过度的细胞因子释放可引发细胞因子风暴，导致多器官损伤甚至死亡。精准监测细胞因子水平对疾病诊断、治疗监测及机制研究至关重要。然而，传统检测方法面临诸多挑战：基于抗体的检测技术虽灵敏度高，但依赖特异性抗体，多重检测能力有限且分析复杂；质谱法中的多重反应监测（MRM）虽能高通量分析，却难以检测生理浓度的细胞因子，也无法有效区分结构异构体。因此，开发一种兼具高灵敏度与结构分辨能力的新型检测技术成为迫切需求。
为解决上述问题，香港浸会大学的研究人员开展了相关研究，成果发表在《Analytica Chimica Acta》。他们开发了一种基于离子淌度质谱（ion mobility-mass spectrometry, IM-MS）的平行反应监测（parallel reaction monitoring, PRM）方法，并建立了首个细胞因子离子淌度肽（Cytokine Ion Mobility Peptide, CIMP）数据库，实现了 COVID-19 患者血清中细胞因子的高通量分析。该研究为细胞因子检测提供了新策略，有助于深入理解疾病进程并优化诊疗决策。
研究主要采用的关键技术方法包括：
- IM-MS-PRM 技术：结合离子淌度分离与质谱检测，通过引入离子淌度这一气相分离维度，增强基于结构差异的分析物分辨率，实现同分异构体在离子淌度阱中的分离。
- SP3 样品制备：用于血清样品的前处理，通过磁珠提取和消化处理，为后续质谱分析做准备。
- CIMP 数据库构建：整合 IM-MS 数据，为同源细胞因子及异构体的区分提供参考依据。
研究使用了 COVID-19 患者血清样本队列进行分析。
研究结果
方法的建立与性能评估
研究开发的 IM-MS-PRM 方法可在单次运行中准确分析 31 种细胞因子。通过引入离子淌度作为液相色谱之外的补充分离参数，该方法能够有效区分同源细胞因子和结构异构体，如 IFNA1/IFNA2、IFNL1/IFNL3 及肽异构体，这是传统基于抗体的检测方法难以实现的。在灵敏度方面，该方法的检测限（limit of detection, LOD）为 62.9 fmol/L，定量限（limit of quantification, LOQ）为 210 fmol/L，相较于传统 MRM 方法表现出更高的灵敏度，能够在生理浓度水平对细胞因子进行定量。
在 COVID-19 患者血清分析中的应用
将该方法应用于 COVID-19 患者血清样本分析，结合 CIMP 数据库，能够精确区分早期和晚期重症 COVID-19 病例。研究发现，关键细胞因子水平在不同疾病阶段存在显著差异，为 COVID-19 的诊断和治疗决策提供了更精准的数据支持。
研究结论与意义
本研究开发的 IM-MS-PRM 方法结合 CIMP 数据库，提供了一种多重、高通量且适应性强的平台，无需多次检测即可实现细胞因子的准确、灵敏定量，仅需少量 COVID-19 患者血清样本。该方法解决了传统检测方法在灵敏度和结构分辨能力上的不足，为细胞因子研究和临床应用提供了更精确的数据。通过有效区分 COVID-19 重症患者的不同阶段，该技术有望改善诊断和治疗决策，在免疫治疗监测、疾病机制研究等领域具有广泛的应用前景，为生命科学和健康医学领域中细胞因子相关疾病的研究和诊疗提供了新的有力工具。
