面向“精准医疗”的”第三代“蛋白质组学

日期:2016-04-26 16:00

浏览量:199
面向“精准医疗”的“第三代”蛋白质组学(一)
 
蛋白质组学技术发展
 
从基于凝胶分离的传统的双向电泳(2-DE)技术,到荧光差异显示双向电泳(DIGE),基于凝胶的蛋白质组学技术由于其固有的一些缺陷而使其应用日益衰弱;随着质谱软电离技术的改进及分辨率的提高,目前已经发展形成了液质联用蛋白质组学技术。
 
 
精准医疗
 
2015年1月20日,美国总统奥巴马提出“精准医学计划”一词后,一时间“精准医学”在国内掀起了热潮,中国的“精准医疗”旨在:聚焦我国高发重大疾病问题,包括肿瘤、心脑血管、代谢性疾病、免疫系统疾病等,整合基因组、蛋白质组、转录组、代谢组等多维组学研究结果,应用现代遗传技术、分子影像技术、生物信息分析技术挖掘多层次分子信息,结合患者的生活环境与生理特征,实现精准的疾病检测与诊断,并制定个性化的疾病预防和诊疗方案。


从组学发展的历程来看,基因组及转录组给疾病的发生提供了可能性的检测,并无法精准判断疾病的发生发展过程。而代谢组却又是疾病发生发展过程导致的结果,对反应疾病发生发展又有一定的滞后性。因此,蛋白质组学是目前认为真正即时反映生物表型的直接数据,对于疾病的诊断有着不可替代的优势。好莱坞知名女星安吉丽娜·朱莉通过基因检测发现自己是BRCA1/2突变携带者,仅仅因为得乳腺癌的“概率较高”,就做了双侧乳腺切除术以降低罹癌风险,这引起了一场基因组带来的过度预防和治疗热议。要解决过度预防和治疗的问题,必须从基因型深入到表型,即在蛋白质组和代谢组层面,对疾病进行精确的早期诊断。蛋白更合适作为一个动态的分子指标,更直接地判断疾病的发生和发展进程。


不仅在早期诊断方面,蛋白质组学在疾病预防、分型、疗效监测、判断预后等诸多方面都有着巨大的潜力。然而众所周知蛋白质组学在研究于临床之间存在着巨大的鸿沟,如果说基因组已经100%与临床衔接,那么代谢组是70%,蛋白质组最多只有30%,蛋白质组远比基因组复杂。

 
面向于“精准医疗”的蛋白质组学不足之处

然而,蛋白质组学要想服务于“精准医学”,还需要很大的改进,无论是基于标记的还是非标记的液质联用定量蛋白质组学技术并不向基因组、转录组测序技术那么“完美”。究其原因主要有以下几点:
  1. 蛋白质组本身的样品复杂性,给技术增加了很大的困难;
  2. 质谱技术始终是限制蛋白质检测的重要因素,质谱的偏见性与分辨率限制了低丰度蛋白的检测效率;
  3. 蛋白质组结果对基因组或蛋白数据库的依赖性,是bottom-up蛋白质组学技术的巨大阻碍;
  4. 质谱数据的质量控制还并不严格、挖掘程度还不够高,蛋白质组学生物信息学分析方法还不够深入;
  5. 蛋白质组学研究还缺乏标准化流程,各个实验室的方法、流程、设备均不统一,导致蛋白质组学结果极差的稳定性。