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1.2生物标志物研究的新方向——突破从发现到确认的瓶颈

Oct 13, 2008 No Comments

1.2生物标志物研究的新方向——突破从发现到确认的瓶颈

生物标志物研究包括为了解复杂的生物系统,对蛋白质混合物的定量研究,从而发现大量蛋白样品中真正起作用的蛋白分子之间的功能联系。研究生物标志物的目的就是为了发现并证实那些能在临床上用来诊断病人、疗效监测或帮助药物开发的生物标志物。

       

一般而言,生物标志物的研究是一个连续的过程:从发现到确认,直至最终应用于临床。发现生物标志物的首要一步是筛选候选分子,对这些候选分子进行定量研究,根据它们在某些环境改变、给予药物治疗后或发生疾病的情况下是否发生相应的改变来判断这些候选分子是否为真正的生物标志物。上述整个过程都需要在大范围的患者或人群中进行这一筛选工作。为了避免因为大量样本可能给整个过程带来的瓶颈限制,一个能够预先初步检索候选生物标志物的验证步骤就显得尤为重要。这样,便可以保证只有那些最有可能“出线”的“候选分子”进入下一步的研究阶段——即昂贵的确认阶段。可见这个初筛的验证步骤对于节约成本来说具有非常重要的意义。一个高通量、高特异性及高灵敏度,同时所需的样品准备时间又较短的检测设备是用于初筛标志物的较为理想的设备,同时该设备最好还能够进行初步确认。此外,验证阶段的测量结果要能够用于确认阶段,也十分重要。

鉴定生物标志物工作流程图

更快、更有效率地发现候选生物标志物

蛋白质生物标志物的发现

低丰度的样品要求、广覆盖的样品检测

在发现生物标志物的过程中,最困难的事情莫过于在成分复杂的生物样品中发现中等丰度或低丰度的蛋白质了。比如人类的血浆中含有超过1×106种不同的蛋白质分子,它们的含量差别可达到1010(Anderson, J.Physiol 563.1 (2005), 23-60)。在这么多的蛋白质中,含量最丰富的22种蛋白质就占了血浆蛋白质总数的99%,而某一个生物标志物的含量在样品中又是波动的。一种优良的能够发现生物标志物的设备,必须能够在血浆这样的生物样品中准确地发现一系列的生物标志物,并对其进行定量。

生物标志物研究系统

美国应用生物系统与其合作伙伴MDS Sciex公司正在为生物标志物研究工作制定新的标准。他们设计、开发了更加高级的基于质谱技术的设备来帮助研究人员发现、验证及确认生物标志物分子,并能提供高质量的数据,这套设备对样品的检测范围非常广。

                

带QSTAR® Elite LC/MS/MS System系统的BIOiTRAQ™ Discovery System QS设备。

特点:

高速、高准确度

高效、多功能          

       

带4800 MALDI TOF/TOF™分析设备的BIOiTRAQ™ Discovery System TT设备。

特点:

最大的检测范围

强大的LC/MALDI

使用简便的MALDI,高敏感度

因为正常范围的临床差异性或生物差异性的存在,在发现生物标志物候选分子后的确认过程中需要对大量样品进行检测。因此,研究人员需要一种耗时更少的检测手段来检测尽可能多的样品,样品可以多达数百个至数千个。显然,对如此多的样品进行检验将是一个十分费时费力的工作,同时也是一个瓶颈步骤,如果对抗体或人工合成的肽段进行检测则更是如此。

对生物标志物候选分子进行验证——即初筛,有可能突破这一瓶颈。因为经过初筛后,只有那些最有希望的候选分子才能进入到下一步的确认程序中。MIDAS™系统就能同时进行多路(10个至100个分子)验证工作。成分复杂的样品,例如血浆或组织样品需要尽量短的样品准备时间,并且要能够在数分钟之内分析完毕。经过这个初筛步骤之后,最有可能成为最终的生物标志物的候选分子就可以进入下一步更加严格的确认阶段了。由于有了验证步骤,使人们节约了时间和经费,同时也提高了分析质量。

用于验证及确认阶段的设备

有4000 Q TRAP®和Tempo™ nano MDLC系统的MIDAS TRAQ™ 确认系统。

特点:

极高的敏感性出色的定量表现大范围的定量区间

有3200 Q TRAP®和Tempo™ nano MDLC系统的MIDAS TRAQ™确认系统。

特点:

一次试验定量测定及蛋白质确认经济高效高度的敏感性及出色的定量表现

 
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