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“Blood+”高深度血液蛋白组,1000+覆盖深度创新升级

发布时间: 2020-06-01
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血液是临床中最为常用的检测标本,其中的蛋白质变化作为标志物可以指征多种疾病的发生和进展。从常规体检的谷丙转氨酶,到癌症诊断的AFP、CA125等蛋白指标,都为临床诊断提供了不可或缺的重要信息。近年来,随着质谱技术的进步,通过组学方法来筛选新的血液标志物,已经成为了一个越来越重要的研究和转化应用的方向。

血液分析难点

血液因其特殊的蛋白质组成结构,使得其在组学层面上检测一直面临着较大的困难。这主要有两个方面的原因:

首先,相比于一般的组织细胞类样本,血液蛋白质含量的数量级跨度更大——可达1012数量级(图1),也就意味着有些蛋白含量很高,而有些蛋白的含量又极低。这种情况对仪器检测来说是巨大的挑战,很难有仪器能横跨如此大的检测范围。

其二,这些蛋白质不但含量差异大,而且分布非常不均匀。在血浆/血清样品中,仅仅血清白蛋白(HSA)这一个蛋白,就占据了全部蛋白约50%的含量;而前22种蛋白的集合,更是占据了全部蛋白99%的含量;剩下上万种蛋白加起来,只占了不到1%的份额。

“Blood+”高深度血液蛋白组,1000+覆盖深度创新升级

图1. 血液中蛋白质含量的数量级分布

为了应对高丰度蛋白的挑战,目前普遍使用的做法是使用试剂盒去除高丰度蛋白,但是由于高丰度蛋白含量极高,抗体试剂盒的去除不可能完全,其残留的蛋白仍然足以对蛋白组检测产生显著的影响。

而另一方面,人们也在通过调整质谱设置的方式进行优化,例如DDA进行HPLC预分级、DIA建立历史库等方式来尽量提高检测深度。但是即便如此,普遍的检测深度仍然多数徘徊在500-600的深度范围[1,2],并且这些方式如果过度使用来一味追求更高检测深度,不但会大大增加成本,而且将对鉴定和定量的可靠性带来负面影响。

那么,是否有其他的方式来解决高丰度蛋白的困扰呢?

基于FAIMS解决血液分析难点

FAIMS装置的引入提供了一个新的思路。

FAIMS是一种气态的离子过滤装置,通过电场的作用可以使得某些离子信号被偏转出去,从而降低样品的复杂度,有利于后续质谱对肽段信号的鉴定,在常规的细胞和组织样品中,可以提高大约10%-20%的检测深度。

FAIMS“离子过滤”的原理,在面对血液这种高丰度蛋白干扰严重的样品时,其长处恰恰能够得到最大化的发挥。根据实际测试的结果,通过FAIMS装置进一步过滤筛选掉高丰度的干扰信号,能够将血液的检测深度从600多提升到1000,提升超过50%的幅度(图2左),同时能够保持良好的定量平行性(图2右)。

图2. 左,使用FAIMS前后的血浆蛋白质鉴定数目;右,使用FAIMS的两次技术重复的平行性分析

“Blood+”高深度血液蛋白组,1000+覆盖深度创新升级

基于FAIMS的血液蛋白组检测,相比于传统的方法有一系列的优势。

  • 相比于传统TMT的方法,其不受制于标记通道数的限制,适用性更加广泛;

  • 相比于传统的DDA方法,其不会造成大规模分级而推高的成本;

  • 相比于传统的DIA方法,其在实现蛋白组深度覆盖的同时不会牺牲鉴定的可靠性。

“Blood+”血液蛋白质组

景杰生物率先独家推出整合FAIMS离子过滤技术机器学习标志物筛选的“Blood+”血液蛋白质组方法,特别适合于大规模队列样本的分析,为血液标志物筛选提供新的强大工具。

详情可微信后台留言或致电400-100-1145。

“Blood+”高深度血液蛋白组,1000+覆盖深度创新升级

参考文献

1. Lili Niu, et al. (2019) Plasma proteome profiling discovers novel proteins associated with non-alcoholic fatty liver disease. Molecular Systems Biology.

2. Yansheng Liu, et al. (2015) Quantitative variability of 342 plasma proteins in a human twin population. Molecular Systems Biology.


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