血漿是含有多種分子，包括蛋白質、核酸、脂質、小分子代謝物和電解質。這些分子中的許多對于維持體內的各種生理過程是bi不可少的，它們濃度的變化可以預示或引發潛在的健康問題，這使得血漿成為發現生物標志物或疾病治療靶點的寶貴資源。其中蛋白質在生物過程和疾病機制中發揮著重要作用，蛋白質經常成為健康和疾病狀態的關鍵指標，分析血漿蛋白水平以及遺傳和表型信息可以創建一個的圖像，增強我們對健康狀況的理解。

血漿作為診斷樣本的優勢

● 容易收集

● 采集成本低廉

● 微創，患者對該方法的耐受性良好

血漿蛋白質組作為生物標志物來源的缺點

● 血液中存在高豐度蛋白：血漿中排名qian20的蛋白占據了全部蛋白含量的99%左右，其中排名di一的血清白蛋白 (HSA)，約占據了全部蛋白含量的50%。

●血液蛋白質含量的數量級跨度更大： 動態范圍跨越10個數量級

血漿蛋白質組學檢測技術

目前，主要有兩種方法用于分析血漿蛋白：基于親和力的技術和基于質譜（MS）的方法。基于親和力的這主要包括SomaLogic、Olink以及抗體芯片，分別使用結合探針、適配體或抗體來檢測蛋白質。相比之下，質譜方法受高豐度蛋白質的影響較大。為了應對動態范圍的挑戰，樣本的預處理可以采用去除高豐度蛋白質、通過微球或納米顆粒進行蛋白質富集等。

實驗設計

該實驗采用包含78例的志愿者的隊列，男女比例為1:1，其中包括40個老年人（55-65歲）和38個年輕人（18-22歲）。血漿樣品通過血漿置換法收集，并使用7個蛋白質組學進行分析，如圖1所示。為了清楚起見，我們將把Olink Explore 3072和Olink Explore HT分別稱為Olink 3K和Olink 5K。同樣，MS-based工作流程將被指定為MS-Nanoparticle (Seer Proteograph™XT), MS-HAP Depletion （Biognosys TrueDiscovery™使用高豐度蛋白質耗盡）和MS-IS Targeted （SureQuant™內部標準觸發-平行反應監測）。SomaLogic 11K包括11083項分析，其中10776項人類蛋白質分析針對9852種獨特蛋白質，對應9645種不同的UniProt id。SomaLogic 7K包括7,596項分析，其中7,288項人類蛋白質分析針對6,467種獨特蛋白質，對應6,401種不同的UniProt id。Olink 5K和3K檢測分別針對5,416和2,925種獨特的人類蛋白。

各項指標對比結果

●鑒定量

所有七項檢測中，共鑒定出13007個血漿蛋白質， SomaScan 11K和SomaScan 7K分別檢測到9645個和6401個蛋白質。MS-Nanoparticle 5,943個，MS-HAP Depletion 3,575個，MS-IS Targeted 551個，分別定量68,527,42,581和766個肽段。與Olink和MS相比，SomaLogic貢獻了多的特異性蛋白，其中SomaScan 11K鑒定了3,610種專屬蛋白，SomaScan 7K鑒定了1,957種專屬蛋白。MS-Nanoparticle貢獻了1036個專屬蛋白。

●變異系數（CV）

SomaScan 11K和7K的中位數cv分別為5.3%和5.8%，這表明在版本的SomaScan中增加了3000多種檢測并沒有影響的精度。相比之下，Olink 5K的中位CV是Olink 3K的兩倍多，分別為26.8%和11.4%。對于基于質譜的（非靶向），cv高于SomaScan 11K， SomaScan 7K和Olink 3K， MS-Nanoparticle的中位cv為26.4%，MS-HAP Depletion的中位cv為29.8%。與發現的質譜相比，MS-Targeted的中位CV為8.3%。

在不同的蛋白質組學方法中，技術CV和生物CV之間的差距差異很大。對于兩種SomaScan，Olink 3K和MS-Targeted，技術變異對生物變異幾乎沒有干擾，而對于兩種MS發現方法和Olink 5K，技術變異占觀察到的總變異的比例要大得多。

●定量性

對于基于親和探針的SomaScan和Olink，通過將混合血漿樣品稀釋3倍和9倍，并檢查測量的蛋白質信號的線性度，進行了簡單的線性度評估。97%的SomaScan檢測（7K和11K）在其線性范圍內檢測到正常血漿蛋白水平（r > 0.9），而相同的測量結果在Olink 5K的檢測中發現為42%。將分析限制在所有3種稀釋度均高于eLOD的分析中，我們發現高比例的Olink分析也顯示出線性行為（85%的分析為r > 0.9）。

●數據完整性

SomaLogic具有的數據完整性，在所有78個樣本中，SomaScan 11K和7K分別顯示96.2%和95.8%的完整性。Olink 3K的完整性為60.3%，MS-HAP Depletion的完整性為53.6%。Olink 3K的完整性為60.3%，MS-HAP Depletion的完整性為53.6%。值得注意的是，版本的Olink5K的數據完整性明顯低于之前3K版本的60.3%，僅為35.9%。

●蛋白質定量的動態范圍

我們根據來自人類蛋白質組圖譜（HPA）的大約4,392個血漿蛋白的估計濃度繪制了它們的分布，從而將每個中鑒定的蛋白質豐度可視化。所有都能在很寬的濃度范圍內（105 - 10-2 ng/mL）鑒定分析物，并且每個和HPA之間重疊的蛋白質的濃度分布驚人地相似。

●間共享蛋白的相關性

Somascan11K和MS-Nanoparticle之間蛋白組間技術的重疊是3978個蛋白，其次是Somascan11K和Olink 5K之間的3720個蛋白。

如何選擇合適的技術進行血漿標志物的發現研究

1. 定量蛋白質數量：SomaScan 11K ＞ SomaScan 7K ≈ MS-Nanoparticle ＞ Olink 5K ＞ MS-HAP Depletion ＞ Olink 3K

2. 數據重復性：SomaScan 11K ≈ SomaScan 7K ＞ Olink 3K ＞ MS-Nanoparticle ≈ Olink 5K ≈ Olink 3K

3. 成本：MS-Nanoparticle ＜ MS-HAP Depletion ＜ SomaScan ≈ Olink

4. 發現潛在新蛋白：MS-Nanoparticle ＜ MS-HAP Depletion

蛋白質分析技術的進展大大提高了我們了解血漿蛋白質組的能力。SomaScan的蛋白質組覆蓋范圍已從2009年的約800次檢測擴大到2025年初的11,000次檢測。同樣，隨著Olink Explore HT的引入，Olink將檢測數量從大約15年前的不足1000項增加到5400多項。同時，質譜法也取得了顯著進展，提高了樣品通量、定量，增加了血漿蛋白質組學的覆蓋深度。這些促進了血漿蛋白質組分析的強大、自動化和可擴展工作流程的發展。

以上結果來自2025年2月14日Alkahest Inc.的Sara Ahadi團隊發表在bioRxiv的名為“The Current Landscape of Plasma Proteomics: Technical Advances,Biological Insights, and Biomarker Discovery"研究。