Olink蛋白質(zhì)組學(xué)是基于PEA（Proximity Extension Assay，鄰位延伸技術(shù)），靶向檢測(cè)血液（或其他體液）中特定種類蛋白質(zhì)的技術(shù)，其最大的優(yōu)勢(shì)在于靈敏度達(dá)到fg級(jí)別，在血液中常被高豐度掩蓋的低豐度蛋白質(zhì)，比如細(xì)胞因子，可通過(guò)該技術(shù)檢測(cè)到。目前，olink針對(duì)不同研究需求，可提供心血管、腫瘤、腫瘤免疫、免疫反應(yīng)、炎癥、神經(jīng)、代謝、器官損傷等多個(gè)方向的96~3072 panel系列檢測(cè)，被廣泛地運(yùn)用到科學(xué)問(wèn)題的探索研究中去，包括疾病預(yù)測(cè)&預(yù)后生物標(biāo)志物的篩選、患者分層診療、疾病發(fā)生的機(jī)制機(jī)理，藥理藥靶的研究等等。
今天小編就帶大家一起來(lái)看一下panel的選擇及應(yīng)用思路。
01 Olink+宏基因組揭秘腸道菌群和免疫系統(tǒng)的關(guān)系——腸道微生物
文獻(xiàn)名稱：Gut-microbiota-targeted diets modulate human immune status
發(fā)表期刊：Cell（IF 41.6）
研究背景及目的：飲食調(diào)節(jié)腸道微生物群，進(jìn)而影響免疫系統(tǒng)。本文研究了高纖維和發(fā)酵食品飲食干預(yù)是如何影響健康成年人的人體微生物組和免疫系統(tǒng)的。
組學(xué)方法：Olink炎癥panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)、16s宏基因測(cè)序
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：招募志愿者進(jìn)行高纖維或發(fā)酵食物的飲食干預(yù)，縱向收集多個(gè)干預(yù)時(shí)間點(diǎn)的志愿者的糞便和血液樣本。
· 步驟2：通過(guò)16s RNA測(cè)序技術(shù)對(duì)糞便中的腸道菌群進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)高發(fā)酵食品的飲食增加了微生物群的多樣性，并改變了其微生物組成；而高纖維飲食對(duì)菌群多樣性影響不顯著。
· 步驟3：通過(guò)olink、質(zhì)譜流式、熒光流式研究了高纖維飲食對(duì)宿主免疫的影響，對(duì)血液進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)高發(fā)酵食品干預(yù)會(huì)顯著降低免疫細(xì)胞的特征蛋白質(zhì)表達(dá)水平，炎癥相關(guān)的92種蛋白質(zhì)中，有19種表達(dá)水平降低；而高纖維飲食干預(yù)會(huì)引發(fā)3類免疫應(yīng)答（高炎組、低炎I組和低炎Ⅱ組）。
02 Olink+單細(xì)胞組學(xué)揭示疾病發(fā)展特征——感染免疫
文獻(xiàn)名稱：Multi-Omics Resolves a Sharp Disease-State Shift between Mild and Moderate COVID-19
發(fā)表期刊：Cell（IF 41.6）
研究背景及目的：COVID-19感染的重癥新冠患者往往會(huì)伴隨造血功能失調(diào)、免疫細(xì)胞紊亂等。然而在輕度和中度感染時(shí)，患者體內(nèi)指標(biāo)如何變化仍不清楚。
組學(xué)方法：Olink心血管Ⅱ、炎癥、代謝、免疫反應(yīng)、器官損傷panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組、單細(xì)胞多組學(xué)
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：采集139名不同感染程度的新冠患者的血漿樣本，分離血漿采用olink技術(shù)對(duì)炎癥、代謝等相關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行靶向分析，采用LC/MSMS對(duì)代謝物進(jìn)行檢測(cè)；分離血液中的PBMC細(xì)胞對(duì)mRNA、細(xì)胞表面蛋白、分泌蛋白等進(jìn)行單細(xì)胞多組學(xué)檢測(cè)。
· 步驟2：根據(jù)靶向蛋白質(zhì)組和代謝組的數(shù)據(jù)，描繪了新冠感染程度與多組學(xué)數(shù)據(jù)變化特征的相關(guān)性圖譜，發(fā)現(xiàn)健康到新冠輕癥的過(guò)渡中，蛋白質(zhì)會(huì)發(fā)生巨大的變化。
· 步驟3：從單細(xì)胞數(shù)據(jù)中挖掘新冠感染后細(xì)胞亞群的變化特征，發(fā)現(xiàn)CD8+T細(xì)胞與疾病嚴(yán)重程度呈現(xiàn)非單調(diào)變化，并呈現(xiàn)出異質(zhì)性，CD4+T細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)兩種類群的CD4+T細(xì)胞亞群與新冠嚴(yán)重程度有關(guān)。
· 步驟4：整合多維度多組學(xué)數(shù)據(jù)，挖掘功能基因調(diào)控模塊。結(jié)果中找到了關(guān)鍵的基因模塊能夠清楚區(qū)分輕度和中度新冠感染的生理波動(dòng)。
03 Olink+非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)助力生物標(biāo)志物篩選——腫瘤免疫
文獻(xiàn)名稱：In-depth plasma proteomics reveals increase in circulating PD-1 during anti-PD-1 immunotherapy in patients with metastatic cutaneous melanoma
發(fā)表期刊：Journal for ImmunoTherapy of Cancer（IF 13.8）
研究背景及目的：有相當(dāng)部分的黑色素瘤(CM)患者對(duì)腫瘤免疫檢查點(diǎn)（ICI）治療無(wú)應(yīng)答或產(chǎn)生耐藥性，即使是抗PD-1和抗CTLA-4聯(lián)合治療也有約40%的無(wú)應(yīng)答率。到目前為止，臨床實(shí)踐中尚缺乏有效的生物標(biāo)志物用于預(yù)測(cè)CM患者的抗PD-1治療效果。
組學(xué)方法：基于質(zhì)譜的非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)LC-MS/MS、Olink腫瘤免疫panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：采用非靶向的蛋白質(zhì)組學(xué)和olink對(duì)24名接受ICLs或MAPKis治療期間的CM患者的血漿進(jìn)行蛋白質(zhì)層面的檢測(cè)。LC-MS/MS檢測(cè)到1835種蛋白質(zhì)，在接受抗PD-1治療的患者中，80種蛋白質(zhì)有顯著變化；olink檢測(cè)到23種蛋白質(zhì)有顯著變化。
· 步驟2：根據(jù)組學(xué)數(shù)據(jù)對(duì)轉(zhuǎn)移性皮膚黑色素瘤抗PD-1治療反應(yīng)進(jìn)行分層分析。對(duì)比蛋白質(zhì)表達(dá)情況顯示抗PD-1-R亞組中的特異性蛋白，包括PD-1、IL-6和IL-10等，參與T細(xì)胞反應(yīng)、炎癥、中性粒細(xì)胞脫顆粒和細(xì)胞黏附等過(guò)程，表明抗PD-1-R的治療過(guò)程中，急性炎癥正在進(jìn)行中。
· 步驟3：基于（Cox模型）評(píng)估蛋白質(zhì)血漿水平與無(wú)進(jìn)展生存期(PFS)之間的關(guān)系，調(diào)整年齡和性別的因素后，在ICI隊(duì)列中找到了9種蛋白的血漿水平的增加與更長(zhǎng)的PFS相關(guān)。
04 Olink對(duì)患者進(jìn)行分層——心血管
文獻(xiàn)名稱：Machine learning based on biomarker profiles identifies distinct subgroups of heart failure with preserved ejection fraction
發(fā)表期刊：European Journal of Heart Failure（IF 15.5）
研究背景及目的：射血分?jǐn)?shù)保留的心力衰竭（HFpEF）病癥復(fù)雜且高度病變，異質(zhì)性強(qiáng)，治療難度高，患者對(duì)藥物響應(yīng)不一，因此需要對(duì)患者亞群更準(zhǔn)確的分層以進(jìn)行更精準(zhǔn)的治療。
組學(xué)方法：Olink心血管Ⅱ、心血管Ⅲ、免疫反應(yīng)、腫瘤panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：采用olink對(duì)429名HFpEF患者的363種蛋白質(zhì)進(jìn)行靶向檢測(cè)。
· 步驟2：基于機(jī)器學(xué)習(xí)，結(jié)合病理特征及影響因素將患者分成了四個(gè)亞群，并注釋了每個(gè)患者群體的生理病理特征。
· 步驟3：經(jīng)21個(gè)月的隨訪發(fā)現(xiàn)，不同患者亞群的死亡或心力衰竭風(fēng)險(xiǎn)率有明顯差異。
05 Olink助力生物標(biāo)志物篩選——腫瘤
文獻(xiàn)名稱：Circulating proteins and risk of pancreatic cancer: a case-subcohort study among Chinese adults
發(fā)表期刊：International Journal of Epidemiology（IF 13.8）
研究背景及目的：胰腺癌有“萬(wàn)癌之王“之稱，發(fā)現(xiàn)的時(shí)候已多為晚期，故5年生存率5%-10%，中位生存期僅為4-6個(gè)月。生物標(biāo)志物可能有助于預(yù)測(cè)或診斷胰腺癌，可能導(dǎo)致早期診斷和提高生存率?，F(xiàn)有的預(yù)測(cè)風(fēng)險(xiǎn)的標(biāo)志物區(qū)分能力有限，急需能預(yù)測(cè)疾病發(fā)生發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)的檢測(cè)方法。
組學(xué)方法：Olink腫瘤免疫panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：在2004-08年期間招募了512,891名30-79歲的成年人，截止到2016年，共9年期間隨訪并記錄了702例胰腺癌病例。
· 步驟2：經(jīng)隨機(jī)抽樣并結(jié)合癌癥病史等因素，選擇610例胰腺癌血漿樣本及623例對(duì)照組樣本采用olink技術(shù)對(duì)腫瘤免疫相關(guān)的92種蛋白質(zhì)進(jìn)行了靶向檢測(cè)。
· 步驟3：使用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型來(lái)評(píng)估蛋白質(zhì)與胰腺癌風(fēng)險(xiǎn)之間的聯(lián)系，并結(jié)合年齡、性別、吸煙、飲酒、受教育程度、糖尿病等各類風(fēng)險(xiǎn)因素進(jìn)行校正。綜合發(fā)現(xiàn)，幾種趨化因子、白細(xì)胞介素、生長(zhǎng)因子等與胰腺癌的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)，多個(gè)蛋白標(biāo)志物與風(fēng)險(xiǎn)因素結(jié)合使用，對(duì)于預(yù)測(cè)胰腺癌的風(fēng)險(xiǎn)具有較高的可信度。
06 Olink助力新藥靶點(diǎn)發(fā)現(xiàn)——藥靶篩選
文獻(xiàn)名稱：Genomic and drug target evaluation of 90 cardiovascular proteins in 30,931 individuals
發(fā)表期刊：nature metabolism
研究背景及目的：循環(huán)蛋白在人類健康和疾病中至關(guān)重要，經(jīng)常被用作臨床決策的生物標(biāo)志物或作為藥物干預(yù)的目標(biāo)。
組學(xué)方法：Olink心血管panel靶向蛋白質(zhì)組學(xué)
主要步驟及內(nèi)容：
· 步驟1：對(duì)來(lái)自13個(gè)隊(duì)列的三萬(wàn)多人的心血管相關(guān)蛋白質(zhì)進(jìn)行靶向檢測(cè)，得到 85 種蛋白質(zhì)的 451 個(gè) pQTL。對(duì)于每個(gè)蛋白進(jìn)行通路定位以獲得反式pQTL基因和調(diào)控標(biāo)記。
· 步驟2：利用小鼠敲低實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)結(jié)果(趨化因子受體)，用反式pQTL的正交證據(jù)證實(shí)了這些調(diào)控結(jié)果，且發(fā)現(xiàn)這些結(jié)果具有一致的調(diào)控作用。
· 步驟3：評(píng)估已知的藥物靶點(diǎn)，并使用孟德?tīng)栯S機(jī)法提出新的靶點(diǎn)候選或重新定位的機(jī)會(huì)。確定了11種先前未被靶向的與人類疾病有關(guān)的因果證據(jù)蛋白。