科研動態

標志物研究新風向——外周血蛋白組全譜分析策略

2020/05/06

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        2020年4月27-28日,美國癌癥研究協會(AACR)2020年年會以線上會議的形式展開。本次會議公布了一項名為DETECT-A前瞻性研究的中期分析數據,該研究應用了著名的CancerSEEK 技術(精準檢測血液中的16個常見ctDNA突變基因的 1,933 個堿基和8個已知與癌癥相關的蛋白質),對10,006名年齡在65~75歲之間健康女性(未有癌癥病史)進行了10種不同類型的癌癥(包括目前尚無篩查手段的7種癌癥)的廣泛篩查[1]。

        DETECT-A研究首次公布了2項重磅結果:

        1.“微創的血液檢測(ctDNA+蛋白質)對于多癌種的早期篩查是可行的,有助于早期發現并治愈患者,可以安全地納入常規臨床護理篩查。

        2.  DETECT-A所采用的CancerSEEK結合PET-CT的方案,可以將常規篩選方法發現的癌癥數量增加一倍以上。

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        相比于傳統的基于新一代高通量測序(NGS)的液態活檢技術,CancerSEEK的特別之處是除了對常見ctDNA突變基因進行檢測外,還利用Luminex為基礎的免疫檢測技術對8種蛋白質(癌癥抗原125、癌胚抗原癌抗原19、癌胚抗原癌抗原9、催乳激素、肝細胞生長因子、骨橋蛋白、髓過氧化物酶和金屬蛋白酶組織抑制劑1)等進行同步檢測[2]。由于早期腫瘤釋放到血液中的ctNDA量可能特別低,即使用最靈敏的NGS檢測技術也不一定能檢測到。因此,CancerSEEK策略是通過對蛋白標志物進行同步檢測,以重復評估癌癥發生的可能性,其結果顯著提高了多種癌癥檢測的靈敏度和準確性。

        在常規臨床診療過程中,除了常見癌癥早期診斷外,仍然有很多疾病是常規診斷方法無法精準區分開的。DETECT-A的研究成果給全世界的臨床科研工作者增添了巨大的信心,即確實可以通過開發外周血分子標志物為疾病的診治提供幫助。而CancerSEEK技術的成功更是提示了外周血中蛋白標志物的重要性,尤其是對于非腫瘤疾病,在沒有ctDNA作為協同標志物的前提下,外周血中蛋白標志物的篩選與檢測顯得尤為重要。

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Mol Cell Proteomics. 2002, 1:845–867.

        然而,外周血中的蛋白質高度復雜,動態范圍達11-12個數量級,其中以白蛋白(Albumin)為代表的高豐度蛋白質可以占據外周血總蛋白質量的99% [3]。一般情況下,對于復雜的蛋白質的篩選來說,液相色譜-質譜串聯(LC-MS/MS)技術成為首選。然而,常規LC-MS/MS技術基于bottom-up的篩選策略(將所有蛋白質無差別的酶解成多肽后,同步進入質譜進行檢測),在大量高豐度蛋白存在的情況下,往往會更傾向于檢出高豐度蛋白質,對于ng級以下的低豐度蛋白質的檢測能力不足。因此,需要以抗體芯片技術為代表的免疫學檢測方法作為補充,才能夠對對外周血蛋白組進行較為廣泛和全面的篩選

        2019年4月,中國科學家在銀屑病用藥標志物的研究中綜合利用了LC-MS/MS與抗體芯片兩種技術,對血清中的蛋白譜進行了廣泛篩選,獲得了良好的效果[4]。該研究同時證實了LC-MS/MS技術主要在高豐度蛋白質篩選中具有優勢,而抗體芯片在低豐度蛋白質篩選中具有優勢的假設

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Theranostics. 2019; 9(9): 2475-2488.

        華盈生物在標志物研究領域深耕多年,擁有LC-MS/MS和抗體芯片兩大技術平臺,我們建立的外周血蛋白質全譜分析策略,可以為研究人員篩選到可靠的外周血蛋白標志物提供有效幫助:


標志物篩選:

        通過高通量抗體芯片技術(超過2000種抗體)對血清/血漿中105 pg/mL及以下的蛋白質進行廣泛篩選;通過Fusion lumos等高精度orbitrap質譜儀對血清/血漿中105 pg/mL以上的蛋白質進行廣泛篩選。

標志物驗證:

        通過Luminex及Simoa技術,對于篩選出的低豐度候選蛋白標志物(如果白介素類蛋白),進行擴大樣本驗證。通過MRM技術,對于不能獲得高質量抗體并且豐度較高的候選蛋白標志物,進行擴大樣本驗證。

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參考文獻:

[1] Papadopoulos N. A first-of-its-kind prospective study of a multi-cancer blood test to screen and manage 10,000 women with no history of cancer. Presented at: 2020 AACR Virtual Annual Meeting I; April 27-28, 2020. Abstract CT031.

[2] Cohen J D , Li L , Wang Y , et al. Detection and localization of surgically resectable cancers with a multi-analyte blood test[J]. Science, 2018, 359(6378):eaar3247.

[3] Xu M , Deng J , Xu K , et al. In-depth serum proteomics reveals biomarkers of psoriasis severity and response to traditional Chinese medicine[J]. Theranostics, 2019, 9(9):2475-2488.

[4] N. Leigh Anderson, Norman G. Anderson. The Human Plasma Proteome: History, Character, and Diagnostic Prospects[J]. Mol Cell Proteomics, 2002, 1,(11):845-867.


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