业内唯一血浆蛋白组的全流程方案—— 赋能大队列样本研究步入自动化、高通量、极深度、极微量分析

2025-03-25 14:44:27, omicsolution 上海易算生物科技有限公司

由于样品的巨大复杂性，导致血液和其他生物体液样本的蛋白质组分析极具挑战性。血浆蛋白的数量和浓度跨越超过10个数量级的动态范围，前20种高丰度蛋白占据了血浆蛋白总量的99%，而临床上关注的分析物通常存在于低丰度中，同时生物标志物的发掘与验证往往需要分析数百甚至数千个临床样本。因此，建立一套血液蛋白质组的研究方案以满足大队列样本分析中的深度和通量需求至关重要，具体需要从深度富集低丰度蛋白、自动化并行样品处理方法、MS之前的多维分离、数据解析和质控以及高性能信息学工具的全流程各个击破。

图源：Erin Shammel Baker et al., Genome medicine, 2012, doi:10.1186/gm364

易算生物作为一家在质谱蛋白质组和生物信息学领域内持续创新的领军企业，致力于开发一整套自动化和通量化的前处理实验方案，可以广泛地兼容最先进的质谱设备，并引进专业的数据分析软件以及自建的数据质控和生信分析平台，全力打造蛋白质组研究的全流程方案。在CNHUPO 2023大会我们将全方位展示针对血液蛋白质组研究的全套方案，包括易肽DeePB低丰度富集试剂盒、易肽Auto100全自动蛋白前处理工作站、易肽Frac全自动极微量分级系统、独家代理软件Spectronaut、自建数据质控平台EasyDIA、自建生信分析平台Wkomics和OmicsCloud等、个性化分析模块以及硬件搭建方案等。该全流程将赋能血液大队列蛋白质组研究步入自动化、高通量、极深度、极微量分析，为发掘新的血液低丰度生物标志物提供一体化策略。

1. 大队列样品的高通量分析与深度覆盖

易肽DeePB低丰度富集试剂盒的测试结果想必大家早有耳闻，新出炉的两批大队列数据显示（见下图），对125例临床血浆采用实验策略：60min梯度（24 SPD方法）、DIA-PASEF采集模式、未分级未建库的directDIA，结果显示单针最高定量5400个Protein Groups，总定量6000+PG，平均定量4100PG，整个项目数百例样品4周内即完成了大规模的深度鉴定。

接下来为应对大队列蛋白质组挑战，如何平衡高通量和深度覆盖是我们目前在解决的问题。对70例临床血浆采用实验策略：12min梯度（120 SPD方法）、DIA-PASEF采集模式、未分级未建库的directDIA，结果显示单针最高定量近4000PG，平均鉴定3000PG+。另外，采用Astral 8分钟定量3600-4000PG。综上，基于易肽DeePB低丰度富集试剂盒的短梯度实验策略可以实现大队列临床血浆的高通量分析与深度覆盖。

易肽DeePB实现大规模血浆样品的蛋白深度覆盖（60min）

易肽DeePB + 短梯度策略实现大队列分析的高通量与深度覆盖（12min）

2.动态检测范围和低丰度biomarker发现

采用易肽DeePB低丰度富集试剂盒可以检测到跨越10个数量级的血浆蛋白，该试剂盒基于磁性纳米材料可以无偏向性的富集血液中所有类型的中低丰度蛋白质，比如组织分泌蛋白、各类细胞因子、已批准和正在进行的药物靶点、渗入血液循环的器官特异性蛋白以及已知和更具探索潜力的标志物，如下图显示了易肽DeePB富集下检测到的低丰度蛋白PTX3。

3. 自动化工作站、微量分级系统

上述实验策略的蛋白前处理采用易肽Auto100全自动工作站进行，96通道，2-5小时完成全部流程，内置易肽试剂盒处理方法，具有极高重复性，为高通量蛋白质组研究铺平道路。

此外，如果客户想进一步提升鉴定深度，可以通过分级和建库实现，但又因试剂盒富集后的样品量少而捉襟见肘，因此我们开发出了易肽Frac全自动极微量分级系统，支持0.1ug-100ug肽段分级，全自动馏分收集与合并，简单易用，有效解决富集后的血浆蛋白在分级与建库中样品量不够的问题。

4.专业化、可视化、定制化的数据解析策略

上述结果的数据解析策略采用易算生物独家代理数据分析软件Spectronaut和自建的EasyDIA数据质控平台，数据库使用Swissprot 20000 protein数据库，因此数据分析更为专业、严格、可靠，同时深度覆盖的血浆蛋白鉴定结果也印证了前期试剂盒和自动化工作站的性能良好，在此过程中我们可以提供一体化集成式的商业商品。此外，我们还精心开发了一系列生信分析模块，旨在基于大队列血浆蛋白组来发掘全新的低丰度生物标志物。