德国蛋白质组学技术快速识别新冠疾病生物标记物

近日，德国柏林夏里特医学院与英国弗朗西斯·克里克研究所进一步开发质谱技术，可在几分钟内对样品中上千种蛋白质进行检测。应用潜力上，以检测新冠疾病患者血浆为例，新技术已经测定了11种至今未知的蛋白质，这些蛋白质标记了新冠疾病的严重程度。研究结果发表在专业期刊《自然-生物技术》。

人体内活跃着上千种不同的蛋白质，外界刺激如病菌或药物会对蛋白质的活性造成影响。因此细胞、组织或血液中的蛋白质构成，即蛋白质组能帮助科研人员进一步了解疾病，帮助诊疗。为获取这种所谓的“蛋白质指纹”，科学家采用的是耗时且成本高昂的质谱法。柏林夏里特生物化学研究所所长Markus Ralser教授领导的科研团队开发了新的“Scanning SWATH”质谱技术，检测过程更快也更经济，每天可检测上百个样品。原理上，科学家首先改变了质谱仪中的电场，生成极其复杂的数据；再通过新开发的基于神经网络的计算机算法从数据中提取所需的生物学信息。该技术帮助科学家同时确定样本中上千种蛋白质，并成倍节省检测时间，检测结果也更加精确。

该技术的应用场景广阔，从基础研究到大规模寻找有效药物，以及鉴定可评估病患个体风险的生物标记物。后者在进行新冠疾病的研究中，研究人员分析了夏里特医院30名不同严重程度的新冠患者的血浆，并与15名健康人的蛋白质类型进行比对。通过检测，科学家发现了54种（根据这些蛋白质的浓度）可以显示新冠疾病严重程度的蛋白质，其中43种在早期可以测定会发生严重新冠疾病。11种为此前未知的蛋白质，未知蛋白质多数是免疫系统对病毒产生的反应，而这种反应会提高血液凝结的趋势。该技术如应用于疾病诊断可更有效检测新冠疾病的进程。

Ralser教授认为，对血液进行质谱检测未来会成为常规血象检测（血细胞计数）的有益补充，“蛋白质组检测的成本也小于全血细胞计数”，该（蛋白质组）技术应用领域广泛如疾病早期发现等。