2025-01-16
在醫學科技日新月異的當下，精準醫療已成為全球醫療領域的核心追求。它依據個體獨特的基因、環境及生活方式等因素，定制專屬醫療方案，大幅提升治療的精準性與安全性。而血漿蛋白質組學(xue)，作為(wei)精準醫療領域的(de)璀璨(can)明(ming)星，正逐步(bu)揭開疾病與(yu)健康的(de)神秘面紗，為(wei)臨床研究開辟全新路徑。
2024 年 11 月 22 日，復旦大學附屬華山醫院郁金泰、毛穎團隊與類腦智能科學與技術研究院程煒、馮建峰團隊在頂尖期刊Cell發表的研究成果，宛如一顆重磅炸彈，在醫學研究領域掀起波瀾，并登上《細胞》（Cell）雜志2025年開年封面。他們精心挑選了 53,026 名(ming)成年人(ren)作為研究對象，從其(qi)血漿樣本中(zhong)成功鑒定出 2,920 種蛋白質(zhi)，納入了1706種人(ren)類疾病與表型，繪制了一張全面的蛋白質(zhi)組圖譜，借助(zhu)機器學習模型，挖掘出潛在疾病預(yu)測診斷標志物和治療靶點 。這一過(guo)程(cheng)就像在浩渺的生物宇宙中，精準定位(wei)了數千顆(ke)“生命星辰”。
Graphical abstract
為(wei)了(le)探究這(zhe)些蛋(dan)白質(zhi)與(yu)疾(ji)病和健康特征的(de)(de)關(guan)系，研(yan)究團隊采用(yong)(yong)了(le)多種(zhong)統計(ji)模型(xing)。針對 406 種(zhong)常(chang)見疾(ji)病，運(yun)用(yong)(yong)邏(luo)輯回(hui)歸(gui)(gui)(gui)模型(xing)進行橫(heng)斷面分析(xi)；對于 660 種(zhong)新發疾(ji)病，則借(jie)助 Cox 回(hui)歸(gui)(gui)(gui)模型(xing)開展縱向研(yan)究。在研(yan)究蛋(dan)白質(zhi)與(yu) 986 種(zhong)健康相關(guan)特征的(de)(de)關(guan)聯時，依據(ju)特征的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)類型(xing)，分別使(shi)用(yong)(yong)線性回(hui)歸(gui)(gui)(gui)、邏(luo)輯回(hui)歸(gui)(gui)(gui)和比例優勢邏(luo)輯回(hui)歸(gui)(gui)(gui)模型(xing)。通過(guo)這(zhe)些復(fu)雜(za)且嚴謹(jin)的(de)(de)分析(xi)，構建出了(le)一張龐(pang)大而精細(xi)的(de)(de)蛋(dan)白質(zhi)與(yu)疾(ji)病、健康特征的(de)(de)關(guan)聯網絡。不僅如此，團隊還通過(guo)敏感性分析(xi)確保結果的(de)(de)可靠性，運(yun)用(yong)(yong)生物信息學(xue)方法進行通路富集分析(xi)，挖掘蛋(dan)白質(zhi)背后的(de)(de)生物學(xue)意義，并利用(yong)(yong) LightGBM 算法構建預(yu)測(ce)模型(xing)，為(wei)后續研(yan)究筑牢根(gen)基(ji)。同時，采用(yong)(yong)孟德爾隨機化分析(xi)，結合蛋(dan)白質(zhi)定(ding)量性狀位(wei)點（pQTL）數(shu)(shu)據(ju)，深入(ru)探索蛋(dan)白質(zhi)與(yu)疾(ji)病之間的(de)(de)因果關(guan)系。
這項研究收獲了一系列令人矚目的關鍵成果，在疾病預測與診斷方面表現卓越。血漿中的特定蛋白(bai)質成為(wei)了(le)疾(ji)病(bing)的“信號燈(deng)”，其(qi)表達水平(ping)與疾(ji)病(bing)發生風險緊密相連(lian)。例如 GDF15，與心臟疾病、代謝性疾病等多種病癥的發生風險密切相關。通過監測這些蛋白質在早期的微妙變化，醫生仿佛擁有了“未卜先知”的能力，能夠提前預測個體患病的可能性，實現疾病的早期精準干預，大大提升治療的成功率。而且，基于(yu)蛋白(bai)質表達(da)模式(shi)的診(zhen)斷(duan)(duan)方法(fa)猶如一臺高精度的“掃(sao)描儀”，比傳(chuan)統(tong)手段(duan)更(geng)靈敏、更(geng)特異，能(neng)夠精準區分不同(tong)(tong)疾(ji)病以及同(tong)(tong)一疾(ji)病的不同(tong)(tong)亞型(xing)，發現傳(chuan)統(tong)診(zhen)斷(duan)(duan)難(nan)以捕捉的早期信號(hao)，為(wei)患者爭(zheng)取寶貴的治療時間。
在探索疾病的潛在致病蛋白方面，研究團隊借助孟德(de)爾隨機化(hua)分(fen)析和(he) pQTL 數據，成功確定了 474 個可能的因果蛋白。這些蛋白不僅與(yu)疾(ji)病(bing)(bing)存在(zai)關(guan)聯，更(geng)可能是疾(ji)病(bing)(bing)發(fa)展(zhan)的(de)(de)“幕(mu)后操(cao)縱(zong)者”。以 GDF15 為(wei)(wei)例，它或許在(zai)多種疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)進程(cheng)中起著(zhu)核心推動作用，這一發(fa)現(xian)為(wei)(wei)疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)生(sheng)物(wu)學研究和治療(liao)干預(yu)開(kai)拓了(le)全新的(de)(de)方向，為(wei)(wei)開(kai)發(fa)更(geng)有效的(de)(de)治療(liao)方法提(ti)供(gong)了(le)全新的(de)(de)靶點(dian)。
在(zai)治(zhi)療(liao)(liao)(liao)靶(ba)(ba)點的(de)(de)探索上，研究(jiu)團隊(dui)通(tong)過深(shen)入剖(pou)析血漿(jiang)蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)與疾(ji)病(bing)(bing)的(de)(de)關聯，精(jing)準(zhun)識(shi)別出在(zai)疾(ji)病(bing)(bing)發(fa)生發(fa)展中(zhong)起關鍵作用的(de)(de)蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)，為藥(yao)(yao)物重定位和新(xin)藥(yao)(yao)開發(fa)帶(dai)來了新(xin)的(de)(de)曙光。一些已有的(de)(de)藥(yao)(yao)物可能(neng)通(tong)過重新(xin)定位，實(shi)現(xian)“跨(kua)界”治(zhi)療(liao)(liao)(liao)其他相關疾(ji)病(bing)(bing)。而對于尚無有效療(liao)(liao)(liao)法的(de)(de)疾(ji)病(bing)(bing)，新(xin)發(fa)現(xian)的(de)(de)蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)靶(ba)(ba)點則(ze)為新(xin)藥(yao)(yao)研發(fa)指(zhi)明了方向。同時，基于個體蛋白質(zhi)(zhi)(zhi)表達模式(shi)制(zhi)定個性化治(zhi)療(liao)(liao)(liao)方案，能(neng)夠(gou)顯著提高(gao)治(zhi)療(liao)(liao)(liao)效果，減少副作用，真正實(shi)現(xian)精(jing)準(zhun)醫療(liao)(liao)(liao)的(de)(de)目標。
Analytical workflow
近年來，血漿蛋白質組學在臨床研究中備受關注，特別是在血液磁珠低(di)豐(feng)度(du)富集技術的廣(guang)泛應用及高(gao)端質譜設(she)備 Astral 的推出，顯著提高(gao)了血液蛋白組學的鑒定深度(du)。作(zuo)為(wei)多(duo)組(zu)學科研(yan)服務的(de)專(zhuan)家，上海派森諾生物(wu)在蛋(dan)白(bai)質組(zu)學領域(yu)布局全面，依托(tuo)先進技術和專(zhuan)業團隊(dui)，可提供血(xue)漿/血(xue)清Astral-DIA蛋(dan)白(bai)組(zu)學研(yan)究全流(liu)程服務。我(wo)們已成功助力多(duo)個項目突破性進展，期待與您攜手合作(zuo)，共同(tong)挖掘血(xue)液(ye)蛋(dan)白(bai)質組(zu)學的(de)巨(ju)大(da)潛力，為(wei)精準醫療(liao)貢(gong)獻力量(liang)。歡迎隨時(shi)咨詢合作(zuo)！
