一文看懂多肽组学在癌症检测中的潜力
- DDA（Data-Dependent Acquisition）：常用于探索性研究，捕捉信号最强的肽段进行 MS/MS。
- DIA（Data-Independent Acquisition）：全谱段扫描，适合大样本、稳定性分析。
-
标签法（TMT/iTRAQ）用于多组比较。
-
无标记法（Label-Free）适合大规模队列，简化操作。
-
靶向法（MRM/PRM）用于生物标志物验证。
多肽组学（peptidomics）作为质谱（mass spectrometry）驱动的生命科学分支，能全面分析体内天然存在的短肽或多肽片段。这些片段往往携带疾病特异性信息，是癌症早期诊断和疗效监测的新兴生物标志物来源。本文将从技术基础、应用前沿和发展趋势三方面系统解析多肽组学在癌症检测中的潜力，并软性植入 百泰派克生物科技 在该领域的优势能力。
一、什么是多肽组学？
1、技术定位
多肽组学研究的是未经酶切的内源短肽（约8–30 aa），与蛋白质组学（proteomics）相比，无需胰蛋白酶消化，能直接捕捉生理/病理生成的肽段。
2、分离与检测方法
多肽组学通常采用液相色谱（LC）或基质辅助雷射解吸/电离（MALDI-TOF-MS）进行肽段分离和高分辨质谱分析。
3、数据处理与识别
利用 MS/MS 数据库对接，配合生物信息学算法（如 DDA/DIA、深度学习），实现多肽序列的定性定量鉴定。
二、多肽组学在癌症检测中的主要应用
1、早期癌症筛查
（1）非小细胞肺癌（NSCLC）： 血清多肽指纹图谱有助于区分早期 NSCLC 与良性病变，以及健康对照。
（2）口腔癌预测： 通过口腔唾液或血清多肽组学发现与预后相关的候选多肽。
2、化疗疗效与耐药监测
肺鳞癌人群： 利用 MALDI-TOF-MS 分析化疗敏感组与耐药组的血清多肽差异，建立疗效预测模型。
3、免疫治疗靶点探索
（1）免疫多肽组学（Immunopeptidomics）： 分析肿瘤细胞通过 MHC-I/II 递呈的突变多肽（neoantigens），揭示肿瘤“暗物质”，为个性化肿瘤疫苗与 T 细胞疗法提供靶点。
（2）生物信息联动： 结合 WES、RNA-seq、in silico MHC 配对和 MS 数据，精准筛选具免疫原性的突变多肽。
4、抗肿瘤功能肽发现
通过噬菌体展示、AI 筛选等策略，从毒液肽、天然生理肽库中筛选具有肿瘤靶向或细胞毒性的功能多肽。
三、优势与挑战
1、相比传统生物标志物的优势
（1）高灵敏性：可检测低丰度肽段，反应早期病理变化。
（2）源于体内生成：无需酶切处理，保留了生理状态下的结构和修饰。
（3）标志物通用性强：多肽指纹可适用于不同样本来源，如血液、唾液、尿液。
2、当前挑战
（1）样本处理标准化不足，易影响肽谱稳定性和可重复性。
（2）高丰度肽遮蔽低丰度肽信号，需要丰富策略解决。
（3）临床验证不够深入，多数研究仍处于候选验证阶段，缺少临床试验支撑。
（4）免疫肽识别算法仍需改进，MS 数据量大，需更准、更快的深度学习模型。
四、多肽组学典型流程
多肽组学的实验流程需高度精准与标准化，以确保分析结果的重复性和生物学意义。以下是从样本采集到生物标志物验证的标准操作流程：
1、样本采集与预处理
（1）样本类型：多肽可来源于多种生物基质，如血清、血浆、尿液、脑脊液（CSF）、唾液及组织匀浆。
（2）关键考量：避免蛋白降解、肽段失活和预分析变化是核心，例如使用蛋白酶抑制剂、防冻剂，并快速冻存于 −80 °C。
（3）标准化策略：统一采样时间点、处理温度与离心条件，以减少组间变异性。
2、多肽提取与富集
（1）蛋白沉淀去除：使用三氯乙酸（TCA）、乙腈/甲醇沉淀或热处理快速去除高丰度大分子蛋白，释放内源多肽。
（2）固相萃取（SPE）：C18 或强阳离子交换（SCX）柱常用于富集多肽，去除盐类、小分子干扰物。
（3）高通量策略：自动化 SPE 平台和磁珠富集技术提升处理效率并减少批间差异。
3、分离分析
（1）液相色谱质谱联用（LC-MS/MS）：以纳升级 LC（nanoLC）结合高分辨率质谱（如 Orbitrap、TOF）进行肽段分离与检测。
（2）MALDI-TOF-MS 分析：用于快速指纹分析与初筛，适合大样本量、多组别研究。
（3）离子迁移谱（IMS）等新兴技术：进一步提升肽段结构识别能力，分辨异构肽。
4、数据采集与定性定量
（1）数据采集模式：
（2）定量方式：
5、生物信息学分析
（1）多肽识别：使用数据库搜索引擎（如 Mascot、PEAKS、MaxQuant）结合深度学习模型辅助序列匹配。
（2）差异分析：结合统计学方法（如 t 检验、ANOVA）和多变量分析（如 PCA、PLS-DA），挖掘具有显著差异的候选肽段。
（3）功能注释与通路富集：对差异多肽进行 KEGG/GO 富集分析，揭示其潜在生物学功能。
（4）肽段溯源：将鉴定肽段追溯到上游蛋白及剪切机制，探索病理状态下的蛋白水解调控网络。
6、生物标志物验证与临床转化
（1）靶向定量验证：通过 MRM/PRM 质谱平台，验证候选肽在独立队列中的表达趋势。
（2）免疫学方法融合：若开发抗体成功，可结合 ELISA、Western Blot 等手段进行临床可转化验证。
（3）模型构建：通过机器学习（如 SVM、XGBoost）整合多个标志物，建立预测模型并评估其敏感性、特异性（AUC、ROC 分析）。
百泰派克生物科技在“多肽组学+癌症检测”领域，具备以下优势：
1、高端质谱平台：采用 Orbitrap Fusion Lumos、Q‑EQ96 等高分辨仪器，具备高通量电离能力。
2、专业技术团队：SCI 出版及临床项目背景团队，熟练 LC-MS/MS、MALDI 和免疫多肽组学方法。
3、标准化流程与质量控制：从采样、提取、检测到数据管理，均可根据客户需求设计并满足 GLP/GCLP 标准。
4、定制开发能力强：支持多肽指纹库构建、突变肽筛选与功能性验证。
5、赋能客户落地转化：结合 MRM/PRM/ELISA 平台，助力体外诊断试剂和临床验证的快速推进。
多肽组学是癌症检测中的科研前沿，具备高灵敏、结构保真、疾病特异性强的优势，正逐步走向临床应用。随着免疫多肽组学与人工智能技术进步，多肽生物标志物的发现与验证将更高效、更精准。百泰派克生物科技凭借先进质谱平台和专业研发能力，可为客户提供“一站式”多肽组学服务，助力肿瘤标志物研究与体外诊断开发。如果您关注多肽组学在癌症检测的落地应用，欢迎联系我们，共同探索精准医学的未来。
百泰派克生物科技——生物制品表征，多组学生物质谱检测优质服务商
相关服务：
How to order?
