來源：小桔燈網
作者：面氣靈
蛋白質組學是一門研究生物體在特定條件、特定時間、特定空間內全部蛋白質的種類、表達、相互作用、修飾狀態的學科。1994年，澳大利亞科學家Marc Wilkins首次提出蛋白質組這一概念，指生物體或生物樣本中所有基因表達的蛋白質及其存在方式。據統計，蛋白質組學研究相關論文在2011年僅有1628篇，2021年就達到了2524篇，截至2022年10月17日，蛋白質組學研究領域已經發表了29847篇PubMed收錄的論文。
研究方法
質譜
質譜技術是目前進行蛋白質組學研究的主要方法。即利用電場和磁場將運動的離子按它們的質荷比分離後進行檢測的方法。其靈敏度較高，通過已有的蛋白質組學資料庫，可以對上萬種蛋白同時進行定量。根據蛋白質含量的數據變化，進一步研究不同樣本中相似蛋白質的表達模式以及異常生物過程等。
親和試劑
基於親和試劑捕獲並檢測特定蛋白質的新技術，主要依靠抗體、核酸適配體等親和試劑對目標蛋白質進行檢測和定量。目前親和試劑的種類數量有限，屬於靶向式分析，可分析的蛋白質範圍受限於可供選擇的親和試劑，無法檢測到範圍之外的蛋白質分子。與質譜技術相比，雖然降低了分子鑑定的特異性，但簡化了工作流程。
適體
適體是一種短的單鏈（ss）DNA分子，能夠進行獨特的匹配確認，選擇性地與生物靶標結合。約翰霍普金斯大學醫學院研究員Benjamin Orsburn曾表示，與質譜技術相比，適體技術的使用將更少受到細胞中絕對蛋白質拷貝數的影響。
臨床應用
蛋白質組學可應用於藥物靶點的發現、藥物開發、臨床診斷等，臨床診斷中主要包括：
伴隨診斷
利用蛋白質組學方法鑑定伴隨診斷的生物標誌物，開發試劑盒用於臨床輔助診斷、伴隨診斷（POCT）。
精準療效預判/病情監控
藉助蛋白質組分析，針對不同患者的蛋白標誌物進行藥物治療的療效預判或監控治療期間患者的蛋白標誌物水平變化用於病情評估。
精準療效評估/預後評估
用藥療程後評估患者治療效果或預測患者的預後及復發概率。
從基因組到蛋白質組
1949年，Francis Crick提出20世紀生命科學領域最重要的發現之一——「中心法則」。隨著研究的深入，人們逐漸認識到生命體是一個複雜的系統，僅研究單個生物大分子無法了解生命過程和疾病的發生機理，只有系統性地研究才能更深入理解生命現象。因此，組學的概念應運而生，即對生物體某一類大分子進行集體表徵和定量研究，探究系統層面上生命的奧秘。
1986年，美國科學家Thomas Roderick首次提出基因組學概念。1990年正式啟動的「人類基因組計劃」於2005年宣告完成，花費38億美元，第一次全景式提供了人類30億個鹼基對組成的核苷酸序列信息，揭示了人類生命信息的藍圖。之後，基因測序技術加速發展，2014年實現1000美元人基因組測序，2015年美國總統歐巴馬宣布開展精準醫療計劃，基因測序技術成為研究生命科學必不可少的工具。
但是，隨著科學家對生命科學的研究加深，越來越多的證據表明，基因組學信息並不能完整闡釋複雜疾病，如癌症的發生與發展。蛋白質處於中心法則下游，且是生命活動的最終執行者，其在生命及疾病發生發展過程中的意義不言而喻，由此產生了系統研究遺傳信息所代表的生物學功能的蛋白質組學。
|
_ |
基因組學 |
蛋白質組學 |
|
概念 |
對所有基因進行作圖（包括遺傳圖譜、物理圖譜、轉錄圖譜）、核苷酸序列分析、基因定位和基因功能分析的一門科學 |
一門致力於研究生物體中在特定條件、特定時間所表達的全部蛋白質的表達和功能全貌和圖譜，分析細胞內動態變化的蛋白質成分、表達水平與修飾狀態，了解其相互之間的作用與聯繫 |
|
目的 |
對一個生物體所有基因進行集體表徵和量化，並研究它們之間的相互關係及對生物體的影響 ，幫助研究者發現新的治療方法，進一步解決疾病和疾病治療藥物的問題 |
通過分析樣本組織中所有蛋白質的組成及其變化規律，幫助研究者揭示藥物作用機理、基因表達調控機制以及疾病的發展過程等 |
|
核心工具 |
測序儀 |
質譜儀 |
蛋白質組學市場
市場規模
根據弗若斯特沙利文的數據顯示，全球蛋白質組學技術服務市場規模於2016年的17億美元增長到2020的30億美元，年複合增長率達14.7%，預計2025年將達到68億美元。
我國蛋白質組學發展較晚，仍處於行業早期階段，但市場規模增長速度遠高於全球水平。市場規模從2016年的1.2億元增長到2020年的5.8億元，年複合增長率高達49.1%，預計2025年達到22.6億元。
相關政策
|
政策名稱 |
發文時間 |
發文單位 |
相關內容 |
|
《「十四五」生物經濟發展規劃》 |
2022.05 |
發改委 |
建好用好蛋白質科學、多模態跨尺度生物醫學成像、模式動物表型與遺傳、轉化醫學、國家種質資源庫、農業生物安全科學中心等國家重大科技基礎設施。 |
|
《「十四五」國家重點研發計劃》 |
2020.01 |
科技部 |
圍繞我國經濟與社會發展的重大戰略需求和重大科技問題，結合生物大分子和的前沿發展態勢，開展戰略性、基礎性、前瞻性研究，增強我國在蛋白質生物大分子研究的核心競爭力，產出國際領先、具有長遠影響的標誌性工作，實現重點領域對國際前沿的引領，在原創性基礎和理論研究中取得突破，為人口健康、生物醫藥、農業與環境、生物安全等領域提供理論支持和技術支撐。 |
|
《國家重大科技基礎設施建設中長期規劃（2012—2030年）》 |
2013年2月 |
國務院 |
建成蛋白質科學研究設施，支撐高通量、高精度、規模化的蛋白質製取與純化、結構分析、功能研究。 |
代表玩家
蛋白質組學產業鏈的上游主要包括賽默飛、布魯克、CST等質譜儀和試劑生產商。中游為蛋白質組學技術服務供應商，包括景傑生物、中科新生命等。下游高校、科研院所、醫院以及生物醫藥企業等終端用戶。
國 外
Seer
Seer, Inc.於2017年3月16日在德拉瓦州註冊成立，2020年在NASDAQ證券交易所上市。該公司致力於創新變革生物領域產品並將其商業化，幫助研究員獲得深入、精確的生物信息以及實現卓越的科學成果，並逐步將產品應用於臨床診斷中。初始產品Proteograph利用其專有的工程納米顆粒（NP）技術，在整個蛋白質組中提供無偏見、深入、快速和大規模的訪問，幾乎任何實驗室都可以使用。
Olink
Olink Proteomics創立於瑞典烏普薩拉，其公司使命是共同促進蛋白質組學，致力於突破蛋白檢測在「多重能力/特異性」、「靈敏度」和「檢測通量」等方面的綜合瓶頸，進而實現超靈敏多重蛋白標誌物檢測、無偏靶向蛋白質組學和精準蛋白組學，以幫助蛋白標誌物的發現、藥物研發、轉化醫學、以及讓「多組學整合」真正切實可行。
Nautilius
Nautilus總部位於華盛頓西雅圖，是一家處於發展階段的生命科學公司，致力於量化和揭秘蛋白質組複雜性的平台技術。其公司使命是普及蛋白質組的使用，促進人類健康和醫學的根本性進步，從而對蛋白質組學領域進行改革。
國 內
2020年，中國蛋白質組學科研服務市場規模達到5.8億人民幣規模，其中份額排名靠前的5家公司分別是景傑生物、中科新生命、華大基因、諾禾致源以及歐易生物，占到了總市場份額的58.8%。
景傑生物
杭州景傑生物科技股份有限公司成立於2010年，以蛋白質分析技術為核心，通過提供蛋白質組學技術服務和抗體試劑產品，服務於生命科學基礎研究、藥物研發和臨床診療。先後推出了包括巴豆醯化、丙二醯化、琥珀醯化、2-羥基異丁醯化、戊二醯化、苯甲醯化、3-羥基丁醯化以及乳酸化在內的 11 種新型蛋白質修飾組分析業務。2019-2021年，公司蛋白質組學技術服務收入分別為 11,028.78 萬元、14,308.07萬元、17,137.86 萬元，占主營業務收入的比重分別為 95.11%、93.22%和 77.53%，是公司業績主要來源。
中科新生命
上海中科新生命生物科技有限公司成立於 2004 年，前身為中科院上海生命科學研究院蛋白質組研究分析中心對外服務部，是最早參與國際HLPP（肝臟）、HPPP（血漿）項目的平台之一，主要從事質譜技術的應用，布局科技服務、生物醫藥、臨床檢測三大業務板塊，已建立起以蛋白質組、修飾組、代謝組、脂質組、基因組、轉錄組為核心的多組學平台。
歐易生物
上海歐易生物醫學科技有限公司成立於 2009 年，為大生命科學、大健康相關研究領域，以及醫藥、食品及日化企業的客戶提供從基礎研究到藥物靶點發現、藥理藥效及安全性評價、疾病分子標誌物篩選、致病菌及耐藥菌溯源等相關技術服務。已建成完整的多組學檢測服務平台和多組學聯合大數據分析平台，提供基因組、轉錄組、表觀組、微生物組、蛋白組、代謝組等全組學檢測服務。
參考來源：
1. 蛋白組學：臨床科研無法忽視的領域；這5項基金和兩位大咖，可為你提供研究思路的借鑑（2022）
2. 蛋白質組學最新進展、應用及挑戰
3. 景傑生物招股書
4. 各企業官網