CASMS分論壇：早期藥物發現中的質譜分析

  分析測試百科網訊 美國東部時間2021年8月9日-13日，首屆美國華人質譜學會（CASMS）學術研討會暨展覽會在Gather.Town隆重舉行。8月10日的“Mass Spectrometry in Early Drug Discovery（早期藥物發現中的質譜分析）”分論壇由百時美施貴寶研發中心科學總監Wilson Shou博士主持。來自輝瑞制藥的Hui Zhang博士、先靈葆雅/默克的Jane Wen博士、強生旗下楊森制藥的Juncai Meng博士、百時美施貴寶的Jun Zhang博士、艾伯維生物研究中心的Yu Tian博士、清華大學鄧海騰教授分別做精彩報告。分析測試百科網作為大會支持媒體，為您帶來全程跟蹤報道。

主持人：百時美施貴寶研發中心科學總監Wilson Shou博士

輝瑞藥物發現部副研究員 Hui Zhang博士

報告題目：AEMS：Brief History and Future Perspective of the Applications in Drug Discovery

  Hui Zhang博士首先介紹了當前基于LC-MS的高通量質譜（HT-MS）平臺，一般10秒-30秒分析一個樣本，完成一個384孔板的分析需數小時。2015年，張博士最早研發了聲學霧化離子化技術，后于2016年開發ADE-OPP結合的接口，并于2020年同SCIEX合作實現聲波激發與質譜耦合系統（AEMS）的商品化。當前，AEMS具有3-8%的CV重現性和2Hz基峰分離速度非常理想，兼容1536孔板，靈敏度高幾乎無交叉污染，具有理想的定量線性范圍，并可覆蓋如mAb等廣泛的化合物，且有較強的基質耐受性。

張博士隨后列舉實例，比如在CYP P450代謝分析中，AEMS定量的靈敏度與LC-MS類似，而且樣品消耗量大幅降低，只需12分鐘完成384孔板中樣品的分析。

  在尿樣中生物標志物的分析中，18個樣品分析耗時不到1分鐘，并消除了很多干擾。在體內（In Situ）動力學分析應用的結果更令人振奮，無需樣品制備，是進行生物分析方法開發的好工具。總體來看，AEMS方法的優點包括：無需標記，比LC-MS方法快10-50倍；報告演示了ADME、HTS、化學、代謝動力學，生物標志物分析方面的應用潛力；AEMS對新藥開發是一種有力的工具，包括快速、樣品消耗量少，高通量，巨量的成本節省等。最后，張博士簡介了幾項新工作：開發新的DDI之上的ADME篩選法；開發結合高分辨質譜（HRMS）的方法。

先靈葆雅/默克 高通量篩選部門科學家 Jane Wen博士

報告題目：Observations from Our First Lap Around the Block: Successful Execution of An HTS Campaign on An Automated Echo MS

  Jane Wen博士首先介紹了質譜技術在高通量分析中的優點。Merck實驗室原來篩選25萬的化合物庫，用Transcend-MS篩選80萬化合物需時8周和2臺儀器；用RapidFire-MS篩選10萬化合物需時2周和2臺儀器。報告主要演示和討論了用Echo MS篩選25萬化合物的結果。

  Wen博士介紹了ECHO MS的原理和操作，它分析1個樣品只需1秒，樣品耗量少，所需硬件維護少，并縮短方法開發時間。2019年，實驗室用早期的AED-OPI-MS，篩選6400個化合物，后來用Echo MS開展了實驗和驗證，最后的結論是：使用ECHO MS可進行高通量高性能的生物分析，12天完成207*1536板（即30多萬）上樣品的篩選。從試驗中，Jane建議使用分析物和ISTD內標比可獲得更高的精度，沒有明顯的離子抑制；典型CV值，ISTD峰面積<8%；triazine標樣混合物峰面積<10%。

楊森制藥首席科學家，Juncai Meng博士

報告題目：Leveraging HTMS to Accelerate Small Molecule Lead Discovery

  Meng博士首先介紹了高通量質譜平臺用于藥物篩選具有的諸多優點，如無標記技術，無熒光干擾，更高的靈敏度和選擇性，提供更多生物學有意義的數據。接下來介紹親和選擇性質譜技術（ASMS），它為傳統的高通量篩選技術提供有益的補充，是篩選富有挑戰性的目標物的有效工具，并可鑒定具有多樣MOA（效用機理）的目標物。Meng博士介紹并比較了三種親和排序的策略。

Bristol-Myers Squibb 百時美施貴寶Jun Zhang博士

報告題目：Application of Microflow LC-MS/MS for Quantitative Discovery Bioanalysis

  Zhang博士首先介紹了LC-MS/MS生物分析用于藥物發現的特點，比如常用三重四極桿質譜做SRM/MRM定量，高通量，高樣品容量，快速，滿足質量/靈敏度等分析目標，較短的儀器閑置時間等；但其仍面臨靈敏度的挑戰，用微流（microflow）的LC-MS/MS可解決這些問題。Zhang博士隨后介紹了典型的操控模式，獲得的結果，在蛋白結合方法（Protein Binding Assay）中的優勢等。總體來看microflow LC-MS/MS對于小分子和多肽都提高了靈敏度，獲得穩定和理想的分析性能；并能更好解決生物分析方法開發中的問題；而且，使用者可以很容易地在常規流速LC和微流LC間切換質譜接口，使一臺質譜儀器可成功地操控在兩種流速模式下。

Abbvie（艾伯維）生物研究中心DMPK部門組學技術總監，Yu Tian博士

報告題目：Evaluation of DIA and DDA Quantitative Proteomics Strategy in Large-cohort Biomarker Discovery Applications

  Tian博士此項研究由Abbvie和UB（水牛城大學）的Jun Qu合作，分別介紹了：大型隊列蛋白質組學分析中的無標記定量（Label-free），AbbVie使用的SWATH（DIA）平臺，UB使用的IonStar（DDA）平臺，并比較了IonStar和SWATH在蛋白質組學定量方面的性能。在制藥/臨床蛋白質組中，大隊列的分析能力非常重要，大隊列定量蛋白質組學的挑戰包括：同位素標記技術費時費錢，會增加額外的餾分收集步驟，會有批量效應（batch effect）；但Lable-free方法也存在挑戰，比如重現性、精密度、準確度、丟失數據、假陽性率高等。通過實驗比較AbbVie使用的SWATH（DIA）平臺，UB使用的IonStar（DDA）平臺說明，兩者對75%的高豐度蛋白都展現良好性能；對大隊列分析的較低豐度蛋白，UHR-IonStar具有高準確度、高精度和高重現性，但對色譜的校準（alignment）要求較高。Spectronaut結合TripleTOF方法在優化后，可定量>6000個蛋白并具有優秀的重現性，證明SWATH平臺非常適用于研究非常大批量的樣本，在樣本分析和數據分析方面SWATH也具有更高的通量。研究者可根據不同的科學問題、樣品類型、樣本量等來選擇不同的Lable-free定量策略。

清華大學生命科學學院，鄧海騰教授

報告題目：Deciphering the Complexity of Aging by Redox Proteomics

  在中國老年人口比例逐年上升，更受關注的是高齡老年人的失能、失智、共病（患有一種以上疾病）等衰老問題。鄧教授介紹了課題組用Geroscience來研究衰老問題。過去的理論認為，衰老標志主要源于氧化還原適應性內穩態和蛋白質穩態下降。課題組主要研究：衰老的生物標志物是什么？衰老和慢性病之間有因果關系嗎？如何延長健康期？

  在用多組學研究生物標志物方面，可使用第一代蛋白/多肽測序技術、第二代串聯質譜技術、第三代自上而下的質譜技術，第四代納米孔技術等。鄧教授舉例了腎臟衰老的組學研究，使用基于TMT的定量LC-MS/MS技術，發現老齡Peroxisomal（過氧化物酶體）蛋白下調，使用Western-blot可發現老齡Glutathioylation（谷胱甘肽化）提高，發現腎臟衰老的27個標志物panel和代謝的途徑。接下來，研究NAD+（煙酰胺腺嘌呤二核苷酸）降低在衰老和相關疾病產生關聯，近期很多報道談到抗衰老藥NAD+，NMN藥物等。鄧教授在腎臟衰老研究中也對比了NAD+水平和使用NMN后的作用。此外，課題組還研究了同許多疾病相關的全身炎癥問題，研究了其代謝途徑，比如15-PGDH（15-羥基前列腺素脫氫酶）、Nrf2在衰老和腫瘤中的復雜作用。接下來介紹了活性分子靶點蛋白的鑒定，包括研究其靶標、副作用、安全性等。一個不成熟的想法是：如果人真的要“返老還童”，需要體內適應性內穩態的氧化還原/免疫/pH值都重歸正常化。

關于本分論壇各演講人的介紹，請見：http://www.casms.org/?action=content&id=49