一文看懂多肽组学在癌症检测中的潜力

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：

• 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。

（2）定量方式：

• 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。

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。

百泰派克生物科技特色项目

一、蛋白测序

百泰派克生物科技使用Thermo公司新推出的Obitrap Fusion Lumos质谱仪及岛津公司埃德曼降解测序系统对蛋白质序列进行分析，提供基于质谱的蛋白测序分析服务，包括对蛋白质的氨基酸组成分析，N端测序，C端测序和全序列分析，以及基于埃德曼降解的蛋白质N端序列分析服务。对于未知理论序列的蛋白质，提供基于从头测序法的蛋白质从头测序服务，对蛋白序列进行分析。

※服务优势：

1.采用目前世界上先进的质谱仪器 Obitrap Fusion Lumos;

2.可实现对所测定靶蛋白序列 100% 的覆盖;

3.可测定蛋白N端多达 70个氨基酸序列;

4.可测定多种形式的样品: 蛋白溶液、PVDF 蛋白条带;

5.样品用量低: 蛋白样品仅需 5-10ug，即可完成检测;

6.测序不受N端封闭，PEC和和糖基化等N端修饰的影响。

二、蛋白质组学

百泰派克生物科技采用Thermo Fisher的Orbitrap Fusion Lumos质谱平台结合Nano-LC，提供定量蛋白质组学、靶向蛋白质组学、多肽组学、翻译后修饰蛋白组学等多种蛋白质组学分析服务。此外，百泰派克生物科技新推出基于timsTOF Pro的4D蛋白质组学服务，助力微量样本蛋白组学、大样本群医学及高通量修饰组学等研究工作。

※服务优势：

1 .高通量定量蛋白分析:多对照组大规模实验分析，发现新的生物标记物;

2.体内体外多种蛋白质标记方法，适用于分析组织、细胞、血液等多种样品;

3.质谱分析灵敏度高，实验结果重复度高;

4.可检测较低丰度蛋白，线性范围广;

5.专业生物信息学分析，分析更系统准确。

三、单细胞质谱流式技术分析

百泰派克生物科技采用Fluidigm质谱流式系统进行单细胞质谱流式技术分析，采用金属元素标记物（通常是金属元素标记的特异抗体）标记细胞表面和内部的分子，然后用流式细胞原理分离单个细胞，再用电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）分析单个细胞的原子质量谱，最后将原子质量谱数据转换为细胞表面和内部的信号分子表达量。

※服务优势：

1.技术先进，填补技术空白

采用金属标记抗体技术，避免了传统流式荧光通道少且易相互影响的问题。可在单细胞层面上对多种指标同时进行表征，百泰派克生物科技可做到同时检测51个目标蛋白。

2.分析数量大，成本较低

单细胞RNAseq受成本等因素限制，所有样本细胞汇总的分析数目一般在2x10^4个左右，而流式质谱技术一次（单样本）就可分析至少10^5的细胞，实现了数量级的提高，且成本不高于单细胞RNAseq。

3.应用前景大

①流式质谱结果可以给出细胞亚群的变化，在临床诊断、疾病机制研究等方面具有极大的研究前景；

②将金属标签技术与其他技术结合会有新应用方向。除常规蛋白外，质谱流式细胞技术还可用于蛋白翻译后修饰；

③可检测细胞存活率、细胞大小、mRNA转录子表达量、DNA合成速率以及蛋白酶活性等。

四、基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现

百泰派克生物科技的基于高精度质谱的免疫多肽组学分析及新抗原发现一站式解决方案包括我们专有的、高度敏感的免疫肽富集和鉴定方案。我们能够帮助您实现10,000个以上I型多肽和10,000个以上II型多肽的鉴定和识别。通过我们优化的高通量免疫多肽组学分析平台进行免疫肽组学分析，可从最小的样品材料中进行可重复的识别和定量。该服务可以应用于大规模的研究，旨在助力科研工作者寻找癌症、免疫疾病及传染病的解决方案，深入挖掘未知的靶标。

五、生物药物表征

百泰派克基于高分辨率质谱技术，MALDI TOF，高效色谱分离技术，提供一系列完善的生物药物分析方案，从蛋白质、多肽、抗体、疫苗等生物制品的氨基酸组成和一级结构分析，到产品变异性和纯度分析。旨在提供优质生物药物分析服务，帮助生物医药生产商提高生物药物品质。

百泰派克生物科技七大检测平台

百泰派克生物科技-生物制品表征，生物质谱多组学优质服务商

北京百泰派克生物科技有限公司致力于为生物/制药和医疗器械行业提供质量控制检测和项目验证等专业服务。公司实验室遵循NMPA、ICH、FDA和EMA等的法规和指导原则，通过CNAS/ISO9001双重质量体系认证，建立了完备的质量体系，数据冷热/异地备份，设备定期计量/期间核查，软件审计追踪，为客户提供一体化解决方案和技术服务，支持新药研发、药物申报注册和生产放行。

1.公司采用ISO9001质量控制体系，专业提供以质谱为基础的CRO检测分析服务；

2.获国家CNAS实验室认可，为客户提供符合全球药政法规的药物质量研究服务；

3.业务范围覆盖蛋白质组学、多肽组学、代谢组学、生物药物表征、单细胞分析、单细胞质谱流式、生信云分析以及多组学生物质谱整合分析等；

4.七大质量控制检测平台，满足您一站式服务需求；

5.服务3000+企业，10000+客户的选择；

6.致力于为您提供优质的生物质谱分析服务!