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精准医学研究首选——血液DIA蛋白定量分析产品

血液汇聚了体内生命过程中的重要分子,血浆定量蛋白质组科研论文发表的蛋白质鉴定水平主要在300-400种蛋白质 [1],行业大牛的文章水平也在500-600种 [2]。华大科技推出的全新血液蛋白质组DIA定量分析蛋白鉴定数突破1500种,覆盖更多低丰度低分子量蛋白,涉及更多功能蛋白质种类,同时可对血液中蛋白质组进行定量分析,技术稳定性高达90%,是大队列血液样本蛋白质组研究的创新解决方案。

血液样本用于疾病研究

血液样本由于它的体内循环特性,汇聚了所有组织的生理学与病理学过程所产生和交换的分子物质,可作为生物标志物及分子作用机制研究发现的重要窗口。血液作为临床上无创或微创容易获取的检测样本,所以也是常用的研究对象。基于血浆或血清的蛋白质组学研究可应用于疾病蛋白标志物的发现,健康生理参考基线的建立,药物调控及副作用机制研究,以及结合转录组、代谢组等其他组学更加全面的多组学贯穿研究,用于疾病精准诊断治疗和大健康数据精准监测。


推荐研究思路——生物标志物寻找

1. 发现阶段

每组选取10个以上的血浆或血清样本,采用DIA定量的方法鉴定潜在biomarker。预计能鉴定到上千种蛋白质,找到百种差异蛋白。通过与疾病表型、其他组学差异基因或代谢物的通路关联分析,进一步筛选出更显著更相关的差异蛋白。

 

2. 后期验证手段

a)  扩大群体验证(Additional cohort)

选择相同组别新的样本群体,最好有跨中心(医院)的样本,进一步验证研究结果。常见方法:MRM、PRM、Western blot或ELISA等技术。

b) 时间纵向研究(Longitudinal cohorts )

对同一人群进行不同时间点研究,不同用药时期的研究,分析疾病发生发展及治疗过程中的蛋白质的动态变化,进一步提高诊断和监测的精准性。

c) 动物模型验证

动物实验可以通过严格的实验设计,控制环境因素及宿主因素对结果的影响,有利于大量生理生化指标的检测。可以动物模型对发现阶段的biomarker进行验证。

d) 体外功能验证

通过深入的体外功能研究明确biomarker的作用机制。常见方法:基因敲除、CRISPR技术。

产品特点

1. 样本数量不受限制,不需要pooling样本,可以单个个体检测。

2. 技术重现性好,可达90%;定量稳定性高,CV低于25%;

单个个体研究的好处:1)避免混样,标志物被个体差异性而拉平;2)可以对数据进行后处理,例如依据数据结果进行重新分组或者剔除异常样本。

周期

样本数

自然日

25

44

25-50

54

50

每增加10个样本,增加6个自然日


送样建议

血浆或血清≥200µL

 

应用案例

1. 血清蛋白质组学鉴定银屑病及其中药疗效的生物标志物

In-depth serum proteomics reveals biomarkers of psoriasis severity and response to traditional Chinese medicine

影响因子:8.063

发表期刊:Theranostics

发表时间:2019.4

背景:

银屑病(Psoriasis;俗称牛皮癣)是一种免疫系统疾病,此病有病程长、难治疗、易复发等特点,其发病率占世界人口的0.1%~3%,目前全球约有银屑病患者超过1个亿,在我国约有一千多万名银屑病患者。此外,银屑病还能显著增加心脑血管等重大疾病的发病率,导致患者出现严重的心理压力、自卑、失落,甚至自杀倾向,极大程度地影响了患者的生存质量。血液中的蛋白可反映病人的生理病理状态,随着质谱技术的发展,有着更高定量准确性和重现性的DIA (Data Independent Acquisition)技术,可在血液中鉴定到数百种蛋白。本文采用这种技术,对银屑病患者的血液标志物及其对中药响应的标志物进行了探索。

 

样本及方法:

发现阶段:1)健康对照组:16例健康人血清;2)银屑病患者:23例银屑病患者血清;3)银屑病治疗组:11例经12周银屑病治疗的患者血清。采用抗体微阵列及DIA的方式进行检测。

验证阶段:1)健康对照组:20例健康人血清;2)疾病对照:10例荨麻疹患者血清;3)银屑病患者组:50例银屑病患者血清。采用ELISA的对候选biomarker进行验证。

 

结果:

1. 银屑病血清蛋白质marker

本部分通过QE-HF质谱仪对各组血液样本进行DIA检测,共鉴定到283个特异性肽段。对银屑病患者组和健康对照组进行比较发现58种差异蛋白,其中有已知的炎症和凝血相关蛋白。

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图1 DIA检测银屑病患者血清蛋白


2. 临床指标、血清蛋白质组和银屑病严重程度的相关性分析

为了进一步说明血清蛋白质组的临床实用性,分析了临床指标、血清蛋白质组和银屑病指标间的相关性,发现了三个血清蛋白(PI3、CCL22、IL-12B)与银屑病指标正相关。

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图2 血清蛋白质组、临床指标和银屑病指数的相关网络

 

3. 鉴定银屑病生物标志物

经统计分析,58个差异蛋白(P <0.01)可显著区分银屑病患者和健康对照,基于这些差异蛋白进行主成分分析,也同样可区分两组。在发现集和独立验证集中,用ELISA技术对PI3进行验证,结果均表明其在银屑病患者组中高表达。说明其找到的差异蛋白可能成为银屑病的潜在标志物。

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图3 鉴定银屑病诊断蛋白