蛋白質(zhì)作為所有生命周期的直接參與者，是生命現(xiàn)象和生物規(guī)律 變化的標志物，在生命科學的大環(huán)節(jié)中占據(jù)著舉足輕重的地位。 從蛋白質(zhì)的角度去描述生物的變化，業(yè)已成為研究生命科學的主 要手段。處于不同時期、不同條件下的功能性蛋白質(zhì)，其表現(xiàn) 形式及豐度水平千變?nèi)f化、生理功能模塊和介導(dǎo)信號通路紛繁復(fù) 雜，因此，深入研究蛋白質(zhì)乃至對生物標志物監(jiān)測充滿著艱辛與 挑戰(zhàn)。與早期關(guān)注蛋白質(zhì)的發(fā)現(xiàn)過程不一樣，目前生物化學家越 來越重視功能性蛋白質(zhì)在表達量上的變化，蛋白豐度的變化更能 體現(xiàn)出生命變化的多樣性。
生化實驗室根本的分析任務(wù)之一就是蛋白的定量分析，但以往 的抗體免疫化學法 (Western Blot) 表現(xiàn)出較差的特異性和較高的 測量誤差 (CV > 20 - 40%)。串聯(lián)質(zhì)譜多反應(yīng)監(jiān)測 (MRM/SRM) 定量方法，一直以來就是定量的黃金標準，在小分子定量上早已 成熟使用，隨著液相色譜和串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)的提高，越來越多的生化實驗室開始大量采用串聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)為基礎(chǔ)的蛋白（肽段）定量 流程。MRM 肽段定量方法的優(yōu)點很多，它利用蛋白專屬的肽段 序列完成定量分析，一次運行可同時分析幾十到幾百種的蛋白， 具備高通量的定量分析能力。特別是 2012 年，方法領(lǐng)域的權(quán) 威期刊《Nature Methods》將基于三重四極桿質(zhì)譜 (Q) 平臺的 MRM/SRM 定量思路的靶向蛋白質(zhì)組學 (Targeted proteomics) 技術(shù)列為當年的年度方法，確立了目標蛋白定量分析的策 略。近年來該雜志陸續(xù)發(fā)表了多篇論文，對 Q-MRM/SRM 思 路成功應(yīng)用于目標蛋白定量分析進行了持續(xù)報道。隨著質(zhì)譜靈敏 度的大幅提高，以大流速常規(guī)液相色譜 (LC) 取代納流液相色譜 (Nano-LC) 所組成的 MRM 肽段定量方法，代表著蛋白定量分析 的高技術(shù)標準，極大地促進生物化學及各種新應(yīng)用快速向前發(fā) 展，廣泛應(yīng)用在蛋白質(zhì)組學、生物制藥等研究領(lǐng)
MRM 方法作為一種成熟的定量技術(shù)，已經(jīng)廣泛用于食品安全檢 測和制藥行業(yè)以及肽段的檢測。以制藥為例，MRM 方法被用來 監(jiān)測血樣中藥物濃度或藥物代謝產(chǎn)物隨時間的變化。基于質(zhì)譜 技術(shù)的蛋白質(zhì)組學常用的一種分析策略是采用特異性蛋白酶將蛋 白質(zhì)酶切形成肽段，生成的肽段經(jīng)過液相色譜分離后進入質(zhì)譜分 析，通過鑒定蛋白對應(yīng)的性肽段 (Unique Peptides) 來鑒定 相應(yīng)的蛋白，該方法被稱為槍法 (Shotgun)，是蛋白質(zhì)組學經(jīng) 典的非靶向方法。該方法被廣泛用于復(fù)雜生物樣本，如血漿、細 胞、組織中蛋白的大規(guī)模鑒定，采用標記或非標記的方式通過相 對定量比較對照組和樣品組的差異可以發(fā)現(xiàn)具有診斷、預(yù)警或治 療有意義的潛在蛋白質(zhì)，即生物標記物。僅以癌癥為例，目前文 獻報道的潛在生物標記物就超過 1261 個[1]。然而，這其中幾乎 沒有一個潛在生物標記物能滿足臨床生物標記物的高標準而被認 可，這一點從美國 FDA 批準蛋白類生物標記物的進度就能證實。 過去 15 年，美國 FDA 批準的針對所有疾病的生物標記物平均下 來每年不超過 1.5 個蛋白[2]。在臨床上，目前使用的生物標記物 的體內(nèi)濃度低、動態(tài)范圍寬，濃度分布能跨越 11 個數(shù)量級；在分 析方法上又缺少一種能對大量不同樣品進行定量的高通量分 析方法。而 MRM 方法能彌補槍法的不足，提供了一種高靈敏 度、高度、高重現(xiàn)性和高通量的分析方法，非常適用于生物 標記物的驗證及系統(tǒng)生物學研究[3]。
MRM 方法充分發(fā)揮了 Q 定量的優(yōu)勢。在 MRM 方法中，通 過采用 Q1 和 Q3 分別選擇目標肽段的母離子和子離子來實現(xiàn)對 應(yīng)目標蛋白的定量。兩級四極桿篩選為 MRM 方法提供了極 高的選擇性，降低了復(fù)雜樣品中共流出物的背景干擾[4]。同時， Q 方法采用選擇離子通過模式，相比于槍法的傳統(tǒng)全掃描模 式，方法的靈敏度提高了 1 - 2 個數(shù)量級。另外，MRM 具有五 個數(shù)量級的線性動態(tài)范圍，能夠檢測復(fù)雜樣品中的低豐度蛋白， 這在系統(tǒng)生物學定量研究中至關(guān)重要。MRM 檢測肽段方法建 立后，在不同的實驗室里重復(fù)實驗具有非常好的重現(xiàn)性；一個方 法內(nèi)可包含上千個 MRM 離子對，能實現(xiàn)高通量的檢測[5]。通過 加入穩(wěn)定同位素標記內(nèi)標肽段 (Stable Isotope-labeled internal standards, SIS)，可以大大降低離子抑制、基質(zhì)效應(yīng)和樣品前處 理過程的誤差造成的影響，得到更準確的定量結(jié)果。對于一組給 定的待測蛋白質(zhì)，如信號通路上蛋白質(zhì)、一組生物標記物，MRM 方法能夠進行一致的、可重復(fù)的、高通量的定量分析[6]。相 比于親和方法，MRM 不受到抗體種類及特異性的限制，能夠很 方便的進行大規(guī)模研究。 目前靶向肽段定量的蛋白測定法，可以開展大規(guī)模的蛋白質(zhì)組學 定量分析項目，以及在大規(guī)模地開發(fā)、系統(tǒng)性地驗證蛋白質(zhì)生物 標志物；加之快速成熟的分析方法和軟件，以及廣泛接受和普遍 使用的質(zhì)譜儀器，為生物化學家提供了系統(tǒng)、可靠、革命性的蛋 白定量平臺，極大地促進了系統(tǒng)生物學、臨床研究、生物制藥及 其它相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域的高速發(fā)展。
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