“工业级”蛋白组学技术在精准医学中的实践

精准医学热潮中的中国愿景！

“精准医疗”引发全球生命科学研究热潮，许多国家制定了相关的国家级战略。2016年10月26日，中国政府颁布《“健康中国2030”规划纲要》，该纲领是今后15年推进健康中国建设的行动纲领。这个时代大背景下，奉行“In China, For China.”  策略的SCIEX高度重视中国“大健康”概念相关的客户需求。以全球创新的质谱分析技术服务精准医学市场，更希望与每一个致力于人类健康事业的科学家们比肩作战。

如何让科学研究解答临床问题？

质谱技术长期作为科研级的“高精尖武器”，现在越来越多与实际应用场景相结合，尤其在临床中被赋予了很高的发展期待和市场价值。测序技术迅速发展，成本一路下降，发展速度甚至超越了经典的摩尔定律。相较之下，同为生命组学分析技术的质谱含金量被日益体现，热资竞相追逐。

基于质谱的蛋白组学、代谢组学和脂质组学发展迅速，多组学联合研究成为阐释疾病机理和开发新型诊断分子配伍的必备工具。而从学术界跨越到工业界的同时，质谱也面临如何提高检测通量、降低成本、提高数据完整性的挑战，来匹配当下以人群队列为研究对象的临床转化手段。

作为“癌症登月计划”合作伙伴，澳大利亚癌症研究中心ProCan^®使用6台TripleTOF^®6600 高分辨质谱系统，以Ruedi Aebersold教授团队发表的科研论文为技术原型，引入了PCT-SWATH流程，用于临床大队列样本高通量蛋白组学分析。这是全球使用高通量质谱分析方法，并应用于生物标志开发和临床转化的成功案例。

什么是PCT-SWATH高通量临床蛋白组分析方法？

Ruedi  Aebersold教授实验室作为主要执行者，建立了一套独特的高通量临床蛋白质组方法学PCT-SWATH，解决了将蛋白质组学实际应用于医学临床检验的一个核心技术难题， 实现了对小量临床样本的高重复性高通量的质谱分析，并将其应用于大量的临床样本（包括前列腺癌、肾癌等）以寻找生物标志物。

图片来源：Tiannan Guo, et al. Rapid mass spectrometric conversion of tissue biopsy  samples into permanent quantitative digital proteome maps. Nat Med. 2015 Apr; 21(4): 407–413.

与国内精准医学同道们分享“工业级”组学质谱分析方法

近日,  SCIEX市场部组织了以SCIEX全球应用专家和科学家客户为班底的精准医学技术巡礼，邀请到了西湖大学郭天南老师，针对目前大队列临床样本分析的“工业级”组学技术及精准医学发展，与国内知名医院专家开展学术交流。西湖大学郭天南老师曾师从SWATH技术主要发明人Ruedi Aebersold教授，随后在ProCan^®协助建立了PCT-SWATH高通量蛋白组学分析平台，目前他在西湖大学也搭建类似平台并已开展了甲状腺癌大队列等实际临床样本分析。

在拜访天坛医院及郑州大学第一附属医院期间，郭天南老师分享了他对PCT-SWATH流程创建的经验，共同推动组学研究走向临床人群大样本分析的进程。郭天南老师指出，PCT (Pressure Cycling Technology，压力循环技术)  可以大幅降低组织样本蛋白质组分析的需求量、大幅减少组织样本前处理的时间并大幅提升前处理通量，结合SWATH数据采集模式，可以将样本中所有不同色谱行为、响应强度和质荷比的多肽，无差别地采集所有MS1和MS2的质谱信息，最大化保留多肽和蛋白的信息。相比经典的DDA方法，SWATH技术对非常珍贵的临床样本进行数字化，在日后发现新的感兴趣蛋白，只要重新处理数据即可。同时，他们也正在尝试利用微流液相 (MicroFlow) 进一步缩短蛋白分析的时间，以满足临床应用时对降低成本的需求。

同行的SCIEX全球应用总监Christie Hunter博士，曾获得2013年HUPO颁发的“Science and Technology  Award”，以表彰她在创新基于MRM定量蛋白方法的贡献。在此次学术交流中，Hunter博士展现了她在实验室中使用MicroFlow与SWATH结合，将蛋白组分析通量提升了400%。因为微流系统可以允许更大的上样量，以及专利的SWATH可变窗口隔离母离子的技术，在微流体系中也定量到了5000多个蛋白（CV<20%）。此外，Christie  Hunter博士也介绍了SCIEX基于MicroFlow和QTRAP平台，开发的“工业级”靶标代谢组和脂质组分析方法，便于组学研究者们将发现的大量潜在生物标志物进行有效的临床转化，最终结合SCIEX 3200 MD和4500 MD三重四极杆用于临床诊断。 

扩展阅读：

 (本文首次描述PCT-SWATH技术，并应用于临床活检样本的高通量蛋白质组分析)

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