探索生命的深度：10X高深度Blood+DIA揭示8000+血液蛋白质!

血液：富含无尽宝藏的“汪洋”

血液作为医学研究和临床诊断中最常见的体液样本，是反映人类健康和疾病状态的理想生物标本。血液中的关键蛋白质能够实时提供疾病信息，是疾病早期诊断和预后的重要生物标志物。然而，由于血液中蛋白质组成非常复杂、蛋白质含量的动态范围跨度较大，导致血液蛋白质组学的高深度检测面临着较大的困难^[1]。

虽然血液蛋白组学研究具有一定的挑战性，但其优势也十分明显：血液具有采集便利的特点，这使得血液蛋白组学研究能够在临床及大规模人群研究中得到广泛的应用，常常登顶CNS及领域顶刊。

血液蛋白组数据质量的影响因素

通常，研究者只关注到血液蛋白质组的检测深度，而忽略了血液样本本身及仪器平台等关键因素对数据质量的影响。例如，血浆/血清样本质量、检测稳定性、数据可信度和检测深度等都是影响血液蛋白质组数据质量的重要因素。本文对上述关键影响因素进行了总结：

1）样本质量

样本采集及处理方式可能对临床研究产生负面影响，使得难以发现真实的生物标志物，甚至导致错误标志物的发现。血小板和血细胞作为血液中的重要成分，各自承担着不同的功能，且会对血浆蛋白组学检测有显著的影响。以血浆为例，较多血浆样品在收集过程中，由于取样问题和实验操作，容易混入血小板和血细胞。有研究结果显示，存在血小板干扰的血浆中检测到1682种蛋白质，在无血小板干扰的血浆中检测到912种蛋白质，说明血浆中血小板的干扰会显著增加蛋白质的鉴定深度，最终导致生物标志物的准确性下降^[2]。因此，高质量的血浆/血清样本制备对于蛋白质组学检测至关重要，直接关系到数据的准确性和可靠性。

2）检测稳定性

样品前处理和质谱检测的稳定性会直接影响数据的重复性，数据高重复性则为定量结果的可靠性保驾护航。Matthias Mann教授团队作为蛋白质组学领域的领军团队，一直致力于提升血液蛋白质组学的数据可重复性。该团队的最新研究分析了596例人血浆样本，其QC结果显示，质控样本间Pearson相关性在0.95左右^[3]，证明了该研究在数据上的高稳定性。

图1 大队列研究需要具备较高的检测稳定性

3）数据可信度

在蛋白质组学研究中，蛋白质数据库的选择和使用对于数据质量和可信度有着直接且重要的影响。使用冗余数据库会增加错误匹配的风险，导致假阳性增加，比如鉴定到大量的免疫球蛋白变体和蛋白片段，会对数据的可靠性以及分析产生负面影响。因此，放宽搜库参数或采用不匹配的数据库，表面上看会显著蛋白质鉴定数目，但对应的数据质量将会显著降低，影响后期验证。

景杰生物对冗余蛋白质数据库（180,566条蛋白序列）和严格蛋白质数据库（20,429条蛋白序列）进行数据对比分析。通过使用严格的数据库，可鉴定到6024种蛋白质；而使用更庞大的冗余数据库时，则可鉴定出至8578种蛋白质。其中，增加的大部分蛋白质为各类IgG变体和蛋白片段，增加了大量的冗余蛋白，这给后期生物学验证带来了巨大的麻烦。这一现象在蛋白鉴定深度较低时尤为突出，这也说明了数据库的选择对于数据质量的重大影响。

4）检测深度

检测深度是血液蛋白质组学的关键指标之一，一直以来不断有研究尝试突破血液蛋白质组的检测深度。在2024年第72届美国质谱年会上，Matthias Mann教授团队报告了其利用Orbitrap Astral质谱平台在14分钟上机梯度和严格的数据库条件下，平均每个血浆样本可鉴定到约2000个蛋白质^[4]。相信随着技术的进步，未来血液样本中能够挖掘到更高深度的蛋白数量，发现更多“潜水”的蛋白质。

景杰生物血液蛋白质组产品革新

众所周知，我国的深海勘探事业这几年一直不断刷新世界纪录，这离不开“敢下九洋捉鳖”中国深海潜水器的技术支撑。景杰生物一直致力于高深度血液蛋白质组学技术开发，2020年就已推出高深度、高准确度的Blood+高深度血液蛋白组学检测，引领血液研究的进步。

1）产品介绍

经过多年持续创新研发，景杰生物对血液蛋白质组进行了全面升级，推出了三款基于磁球的高深度血液蛋白质组学检测产品：“潜龙”--Blood+DIA、“海龙”--10X Blood+DIA、“蛟龙”-- 10X高深度Blood+DIA，可分别实现在血浆中鉴定超过2500、4000、6000种蛋白质。这一突破性进展打破了传统血液蛋白组学研究的限制，开启了高质量、高深度的血液蛋白质组学革新时代。

图2 高深度血液蛋白质组探究生命奥秘

2）技术优势

1、自研纳米微球（ProteoMax^TM和升级版ProteoMax pro^TM），显著提升中低丰度蛋白鉴定深度；

2、开发ProTeoMaster^®全流程自动化平台，专用血液蛋白组研究。自动化机器人替代人工处理，提升样本检测的效率和平行性，特别适用于大队列样本分析。

3、针对血液蛋白质组研究构建超高深度谱图库，数据库包含10000+血液蛋白信息谱图库，大幅度提高蛋白鉴定深度和准确性；

4、采用严格的经过人工验证和注释的高质量非冗余蛋白质数据库Swiss-Prot，去除数据“灌水”，确保研究结果的准确性和有效性；

5、结合最新的质谱检测平台-10X Proteomics平台，从更高、更快、更深三个维度保障数据检测深度及准确性！

景杰生物血液蛋白质组内测数据展示

1）8000+高深度血浆蛋白鉴定

高深度血液蛋白组学数据能为科学家提供了大量未探索、高价值的血浆蛋白质数据，对于揭示体液蛋白与疾病间的未知联系至关重要，对疾病标志物的发现和药物靶点发现等具有显著的推动作用。

在最新的内部测试中，景杰生物成功克服了血浆蛋白质的高动态范围和低丰度蛋白等挑战，将血浆蛋白质组的检测深度提升至8000+。利用10X高深度Blood+DIA技术，成功从30例健康组及疾病组血浆样品中共鉴定到8487种蛋白。

图3 10X高深度Blood+DIA揭示8000+血液蛋白质

2）高质量的血液蛋白质组数据

血浆中的血小板和血细胞干扰会显著提高血液蛋白质组的鉴定深度，但是会严重影响到蛋白数据质量，影响后续验证。因此，对血液样本的严格质控非常关键。在最近的内测中，我们对血浆样本的质量进行了严格评估。测试结果显示，以血小板蛋白为例，其蛋白占比均小于3%，这一低血小板占比表明样本质量良好，确保了后续结果的高可靠性。蛋白质数据库的选择同样也决定了数据质量，景杰生物采用严格的蛋白质数据库（20,429条蛋白序列）确保数据的可靠性，减少各类IgG变体和蛋白片段。

图4 低血小板占比确保高质量血液蛋白质组数据

3）高稳定性的大队列项目数据

在大队列蛋白组研究中，质谱技术和实验体系的稳定性至关重要，直接影响数据的可靠性。体系的高稳定性可以确保在整个研究期间内，样本到样本之间具备一致和重复的结果，从而提高研究的整体质量和可信度。

根据我们的最新内部测试，质谱仪器在连续运行一个月，通过Pearson相关性热图显示，所有样本间的相关性≥0.98，这充分证明了基于质谱的高深度血液蛋白组学分析上千例血液样本的高稳定性。

图5 高稳定性结果提高大队列研究的整体质量和可信度

4）数据质量深度解析

人们依靠质谱技术已建立了人类血浆蛋白组数据库（Human Plasma Proteome Project, HPPP），获得了4608种血浆蛋白质的信息。景杰生物通过技术创新，不断突破检测上限，在鉴定到的8487种血浆蛋白中，有3325种能匹配到HPPP数据库。剩余5162种蛋白是景杰高深度血液蛋白组平台新鉴定/新发现的血浆蛋白。

通过深入挖掘血液数据，发现了一系列重要的功能蛋白，在浓度上覆盖了全部HPPP数据库的动态范围：如参与脂蛋白代谢的高丰度蛋白APOB（100 mg/L）；内分泌疾病及代谢综合症相关的SHBG（9.1 mg/L）；与炎症和脂质转运相关，在动脉粥样硬化和糖尿病中发挥重要作用的CD36（5.3 µg/L）；与血红素结合，潜在的生物标志物或治疗靶点的HEBP1（290 ng/L）；具潜在药物靶点价值的心肌特异性蛋白TNNI2（110 ng/L）；丰度极低的炎症因子IL18（16 ng/L）和IL16（7.3 ng/L）；以及HPPP数据库已报道浓度最低的RNF213（3.5 ng/L）。这些发现进一步展现了血液高深度蛋白组学平台发现更多创新功能蛋白的巨大潜力！

图6 8487种鉴定到的血浆蛋白涵盖一系列重要的功能性蛋白

景杰生物长期深耕血液样本的分析研究，形成了体系化的血液研究系统性解决方案，可对血液中的蛋白质、完整N-糖肽、完整O-GalNAc糖肽、N-糖基化修饰、外泌体蛋白质以及代谢物进行高通量的定量分析，并可实现靶向的蛋白质组和糖基化修饰组学的验证分析。

血液生物标志物研究是一个复杂的过程，后期还需要利用特定的抗体来验证准确性和可靠性。景杰生物已建立从组学发现到大数据的深入挖掘，结合抗体开发和验证，以及IVD原料开发的业务闭环，加速生物标志物的发现、验证和临床转化。

图7 景杰生物血液研究系统性解决方案

参考文献：
1、Geyer, et al. 2017. Revisiting biomarker discovery by plasma proteomics. Molecular systems biology.

2、Geyer PE, et al. 2019. Plasma Proteome Profiling to detect and avoid sample-related biases in biomarker studies. EMBO Mol Med.
3、Niu L, et al. 2022. Noninvasive proteomic biomarkers for alcohol-related liver disease. Nat Med.

4、ASMS 2024, Oral, Deep and economical plasma proteome profiling in a very large cohort to identify biomarkers for adverse pregnancy outcomes.