下一代蛋白质组学平台如何加速对抗Covid-19的斗争

Olink提供了一种高吞吐量,具有成本效益的蛋白质组学平台,用于使用最小量的样品筛选〜1500蛋白生物标志物。

自Covid-19大流行开始以来,来自世界各地的研究人员一直在孜孜不倦地努力了解疾病的生物途径,并制定有效的治疗方法。一个重要的能力方法是蛋白质组学。蛋白质组学广泛定义为蛋白质的研究。蛋白质组是在生命周期或在给定时刻在生物体中产生的一组蛋白质。在医学中,蛋白质组学用于提供健康和疾病的洞察力,并在实时增加我们对生物学的理解。

Covid-19研究的蛋白质组学

在分析新疾病(如COVID-19)时,了解疾病状态中存在的潜在生物通路和生物标志物至关重要。这些信息使研究人员能够确定潜在的诊断和治疗方法。在全球大流行情况下,需要在大规模和尽可能快的情况下生成这些数据。通常调查需要几年时间,现在需要几周的时间来确定。

开放假设方法是理想的,因为它允许研究人员快速研究蛋白质生物标志物和疾病之间的相关性。然而,这种方法的挑战是调查这种大量蛋白质所需的吞吐量

Olink的蛋白质组学产品组合就做到了这一点,为研究团体提供高通量的蛋白质组学解决方案。这将有助于快速筛选和识别与疾病状态相关的生物标志物,能够确定预后的严重程度,以及研究免疫反应等。Olink的技术结合相关共病分析,可评估严重COVID-19的多种风险因素,并提供监测患者疾病进展和识别潜在新药靶点的工具。

Olink蛋白质组学-下一代蛋白质组学

Olink使用了邻近延伸分析(PEA)技术,该技术结合了基于抗体的免疫分析和使用实时定量PCR (qPCR)或下一代测序(NGS)的数字读出。该技术的独特特性支持一种可扩展的、多种多样的、高度特异性的方法,可以同时定量一千多种蛋白质生物标志物的浓度。

距离扩展分析

PEA是一种双识别免疫测定法,在溶液中,两种带有独特DNA寡核苷酸标记的匹配抗体同时与目标蛋白结合。这使两种抗体接近,允许它们的DNA寡核苷酸杂交,这是一个模板的DNA聚合酶依赖的扩展步骤。由此产生的双链DNA“条形码”对每个特定抗原都是独一无二的,并与目标蛋白的初始浓度成定量比例。杂交和扩增后立即进行PCR扩增。这提供了一种具有特殊特性的高度可扩展技术。由于PEA测定法只需要不到一滴血就可以测量病人样本中的蛋白质含量,因此不必担心应用于样本宝贵但稀缺的场合。

低丰度血浆蛋白质组

人们对利用低含量血浆蛋白质组中的信息越来越感兴趣。大多数蛋白质在个体之间的丰度差异很大。有些蛋白质的浓度非常低,几乎无法检测到,然而,正是这种低含量的血浆蛋白质组可能发现与健康和疾病的动态生物学变化有关的最丰富的知识储备。OlinkÒ Explore 1536非常适合研究低丰度血浆蛋白质组中发现的蛋白质,它以一种经济有效的方式提供了大量的吞吐量和显著扩展的蛋白质库的检测。

这种类型的研究在COVID-19研究中非常有价值,因为低丰度蛋白质往往揭示最令人惊讶和宝贵的见解,以了解生物途径和疾病。

Olink®1536年探索

Olink Explore 1536平台将PEA与下一代测序(NGS)结合在一起,可以在96个样本中同时读出1536个分析,使用的样本仅为3µL。它是完美的研究涉及大量的人血清或血浆样本,高通量技术需要。1536种分析方法被排列成四个384组的面板并行运行,在不到36小时内产生超过13万个数据点,每个系统每周产生超过130万个蛋白质测量值。它还具有广泛的动态范围,跨越10个日志(fg/mL - mg/mL)。

可扩展性

Olink的PEA技术可以实现高水平的多路复用,同时保持卓越的数据质量。与许多其他免疫分析格式不同,Olink的面板设计在多路检测过程中不会发生抗体交叉反应。Olink涵盖小到大的研究,不需要改变平台,提供了大规模筛选研究和已鉴定的特定蛋白特征验证之间的平稳过渡。

质量和验证

OLINK蛋白质组学测定严格的质量控制,验证数据是完全透明和自由的。有关目标96面板的分析性能的更多信息和关于灵敏度,动态范围,特殊性,精度和可扩展性的验证数据,请参阅透明数据验证

使用Olink蛋白质组学进行COVID-19研究

Olink的蛋白质生物标志物面板目前正在全球范围内大量正在进行和计划进行的COVID-19研究中使用。这些研究涵盖了广泛的研究主题,包括:

  • 了解疾病严重程度的基本生物学和预后
  • 疾病严重程度的患者分层
  • 纵向抽样(监测疾病进展和恢复)
  • Covid-19患者细胞因子释放风暴预测
  • 急性呼吸窘迫综合征的预测/预防
  • Covid-19心血管疾病患者的结果预测

使用蛋白质生物标志物确定COVID-19的严重程度和结局

在迄今为止最大的纵向Covid-19研究之一,Olink和Massachusetts综合医院(MGH)使用新的Olink探索1536平台执行了用于Covid-19的第一个主要蛋白质生物标志物研究之一。该平台允许在约400名Covid-19患者和症状对象的群组中迅速分析1500蛋白。该研究产生了超过130万蛋白质数据点以及与更广泛的科学界共享的相关临床参数。该数据可用于增强其他研究人员的调查结果并加速新疗法的发展,并更好地了解Covid-19的内在内部。

这是迄今为止最大的COVID-19蛋白质组学研究,需要强大的技术和Olink Explore 1536提供的吞吐量。Olink Explore 1536仅用一小份血样就能在多个时间点筛选出近1500种生物标志物。Olink Explore 1536花了一到两周的时间,用质谱技术可能要花上几个月的时间。因此,研究人员发现了可能预测入院时COVID-19感染患者的严重程度和结果的蛋白质。在应用中,这可以用于疾病状态的早期监测和优先考虑处于危险中的患者。这也可能导致未来的临床试验干预和基于这些结果的定制治疗。

其他利用Olink蛋白质组学对蛋白质生物标志物的研究也为COVID-19提供了重要信息。荷兰奈梅根市Radboud UMC内科医学系报告了他们如何使用定向蛋白质组学与Olink板研究近270种蛋白质,并发现了涉及COVID-19感染的新的和意外的病理生理通路。这些发现促进了对这种疾病的理解,并可能为未来的治疗提供起点。

在另一个例子中,由斯坦福大学(Stanford University)研究人员牵头、发表在《科学》(Science)杂志上的一项研究调查了轻度和重度COVID-19感染的免疫反应。血浆细胞因子的多重分析用于评估来自两个地理位置遥远的队列的COVID-19轻中度至重度疾病患者的免疫应答。研究结果揭示了COVID-19的机制和潜在治疗靶点。

合并症

研究的另一个关键领域是COVID-19与世界卫生组织(世卫组织)确定的与较差健康结果相关的相关共病之间的关系。在《柳叶刀》最近的一项研究中,Olink的技术被用于一项大型流行病学研究,调查血浆ACE2水平与COVID-19风险之间的关系,因为ACE2是一种SARS-CoV-2病毒细胞受体。具体来说,Olink的ACE2检测方法被用于测量10000多名受试者的血浆ACE2水平。作者发现血浆ACE2水平与主要心血管事件(如心力衰竭、中风和心肌梗死)的风险之间存在明确的相关性。

未来COVID-19研究

即使疫苗和重组抗体疗法前景看好,仍有很多工作要做。迄今为止,COVID-19的免疫反应和疾病严重程度背后的细胞机制尚不清楚,对于COVID-19的炎症过程仍缺乏全面的概述。COVID-19背后的病理生理学必须通过深入剖析炎症系统来进一步探索。了解和预测疾病严重程度对改善患者预后至关重要。最后,寻找新的治疗靶点,进一步了解对多器官系统和炎症生物标志物的治疗影响是迫切需要的。

非Covid-19应用程序

除了Olink蛋白质组学在Covid-19研究中使用的方式外,它还在其他疾病区域中实施,包括心血管疾病,癌症,炎症,神经病学,自身免疫疾病研究等......蛋白质正在用于鉴定生物标志物预测患者患者较高风险的签名较高。

制药公司也使用Olink蛋白质组学来发现新的药物目标,并具有筛选成千上万的生物标志物的能力,具有更高的成功可能性。这项工作通知疾病生物学如何运作,为什么我们首先发展疾病,为什么有些患者对某种药物有利反应,而其他患者则没有。

药物发现财团

为了进一步开展与药物发现相关的工作,Olink是扇贝协会使用的核心技术。扇贝是在Olink蛋白质组学平台上发现和跟踪蛋白质遗传关联的学术和行业成员的合作框架。他们的目标是找出新的致病的分子连接和蛋白质生物标记物。到目前为止,来自20个研究机构的25名主要研究人员已经加入了这项研究,目前包括了近6.5万名患者或对照组的SNP到蛋白水平关联的总结级数据。扇贝欢迎新成员。

总结

Olink Proteomics提供两个平台,以满足研究Covid-19研究和其他疾病区域的研究人员的需求。Olink探索1536个测定对于具有大型样品数的高吞吐量筛选研究非常完美。OLINK目标96面板范围很好,用于使用与学习主题最相关的一个或多个面板的特定疾病或生物过程的更多有针对性的研究。

通过两个平台,OLINK技术使蛋白质组学研究能够进行以前无法进行。例如,科学家现在能够在低丰富的血浆蛋白质组中寻找新的可操作的蛋白质签名,可以应用于液检查的液检查调查以改善疾病检测,援助更个性化的医疗保健,并更好地了解实时人类生物学。

Olink正在为他们的Covid-19相关研究提供大幅降低的价格,以支持将有助于更好地理解并最终更好地治疗疾病的重要作用。他们致力于帮助加快处理当前全球大流行所需的基本数据的收集和出版。

如需更多信息,请参见上面的信息图以及:

Olink的网站

Olink探索1536.

Olink COVID-19资源

Mass General COVID-19研究

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