差异蛋白筛选应用在哪些场景？谱度众合蛋白质组差异分析的多领域落地应用
【内容摘要】谱度众合的差异蛋白筛选产品可广泛应用于生物标志物发现（诊断、预后、血液、尿液、唾液）、药物靶点筛选与药物机制研究、癌症及感染性疾病分子机制研究、互作蛋白筛选与蛋白功能研究，以及中药靶点与临床样本等特色场景。差异蛋白筛选成果已支撑多篇高水平期刊论文，覆盖从基础科研到临床转化的完整路径。
一、生物标志物发现：诊断与预后研究
生物标志物是差异蛋白筛选应用集中的场景。疾病的发生发展会引起血液、尿液、唾液、组织等样本中蛋白表达谱的改变，通过差异蛋白筛选可以识别与疾病相关的候选标志物，进而支撑早期诊断、鉴别诊断、预后评估与疗效预测。
据Grand View Research发布的市场报告，2025年全球生物标志物市场规模约983亿美元，预计2033年将达到2793亿美元，年复合增长率约14.0%。生物标志物研究的快速增长，推动差异蛋白筛选在临床科研中的需求持续扩大。
诊断生物标志物研究场景中，谱度众合基于DIA蛋白质组学技术，面向早期诊断、优化诊断、鉴别诊断、精准分期分型等临床诊断需求，在血液、尿液、新鲜组织、FFPE等样本中筛选诊断性生物标志物。服务遵循流行病学研究设计规范，设置患病组与对照组，基于差异倍数与显著性水平筛选差异表达蛋白，通过机器学习算法构建诊断模型，并从区分度、校准度与临床效用三个维度评价模型性能。
诊断研究的价值在肿瘤领域尤为突出。据国际癌症研究机构（IARC）发布的GLOBACAN 2024统计，2024年全球新增癌症病例约2060万例，死亡约980万例；世界卫生组织预计到2050年，全球每年新增癌症病例将达到3500万例。肿瘤早筛与早期诊断对生物标志物的需求，为差异蛋白筛选提供了广阔的应用空间。
预后生物标志物研究场景中，公司遵循临床流行病学预后研究规则与模型TRIPOD声明，基于队列设计筛选与疾病预后相关的生物标志物，结合临床指标构建预后模型，实现疾病进展、结局及发生时间的预测。预后研究可应用于细分疾病预后差异人群（如肺结节癌变风险分层）、提高预后风险预测的区分度、疗效预测、急性疾病进展预测（如体外循环术后ARDS风险预测）、疾病亚型预后特征分析与预后分子机制研究等具体场景。
血液、尿液、唾液生物标志物研究是公司面向临床医生的特色场景。血液样本蛋白种类丰富，能够反映机体生理状态与病理变化，采集过程微创，患者接受度高，成果易于临床转化；尿液样本采集无创；唾液样本同样无创且便于收集。针对不同体液样本，公司分别配置了适配的富集技术与特色数据库挖掘，例如血液研究采用纳米磁珠富集低丰度蛋白，蛋白定量深度提升7倍，并拓展免疫与细胞因子、药物靶点、分泌蛋白等特色数据库。
图1 临床蛋白质组学差异蛋白筛选研究服务流程（来源：谱度众合血液生物标志物产品资料）
生物标志物研究场景已产出多项高水平成果。2020年新冠疫情期间，公司团队与张定宇院长团队合作，利用血浆蛋白质组学技术精准预测新冠患者病情严重程度，成果发表于《Immunity》，影响因子达31.745。基于血浆蛋白质组学的前瞻性巢式队列研究发表于《International Journal of Surgery》（2023年），建立了体外循环术后急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的早期血浆蛋白生物标志物与预测模型。基于支气管肺泡灌洗液蛋白质组学的儿童肺炎研究发表于《Frontiers in Microbiology》（2025年），筛选出轻症与重症肺炎的差异蛋白特征。
从研究设计看，诊断与预后生物标志物研究形成了规范的方法学路径。诊断研究采用病例-对照设计，设置患病组与对照组（或多组研究设计），基于差异倍数与显著性水平筛选差异表达蛋白，结合GO、KEGG、DO数据库进行功能注释与富集分析，通过PPI网络、WGCNA等挖掘分子机制，再利用Lasso、XGBoost、RF等多种机器学习算法结合临床变量筛选特征蛋白标志物，构建诊断模型，并从区分度、校准度与临床效用三个维度进行评价。预后研究采用队列设计，收集基线期样本与随访结局数据，通过Lasso Cox等方法筛选预后相关蛋白，结合临床指标构建预后模型。规范的研究设计保证了差异蛋白筛选结果的可重复性与临床价值。
二、药物靶点筛选与药物机制研究
药物靶点发现是差异蛋白筛选在药物研发中的重要应用。小分子药物与蛋白质的结合会改变蛋白的构象、热稳定性或酶切敏感性，通过质谱高通量检测这些变化，可以无偏见地筛选药物作用的潜在靶点。
药物研发对靶点筛选技术的需求强烈。据IQVIA人类数据科学研究所发布的报告，2023年药物候选从I期临床推进至获批上市的整体成功率约10.8%；据学术研究估算，一个新药从研发到上市的平均总成本约26亿美元。靶点选择的准确性直接影响后续研发成功率，差异蛋白筛选等无偏见技术有助于在早期锁定高价值靶点。
谱度众合提供多种药物靶点筛选技术方案。LiP-MS（有限蛋白水解质谱）在体外生理条件下寻找小分子药物的潜在作用靶点，支持药物-蛋白结合域分析与药物机制研究；TPP（热蛋白组分析）基于蛋白热稳定性变化原理，提供TPP-TR、TPP-CCR、ITSA、PISA等多种实验流程；此外还包括ABPP探针药物靶点筛选、DARTS药物靶点筛选、小分子Pulldown、TPD靶向降解验证、药物共价结合位点鉴定等服务。
药物靶点筛选服务适用于多种研究场景。已知有效药物但不清楚作用靶点和机制时，可通过LiP-MS在整体蛋白水平筛选药物作用的蛋白靶点；明确靶蛋白但不清楚结合位置时，可通过药物-蛋白结合域分析结合分子对接获得结合区域信息；在体内或活细胞给药条件下，可通过药物机制研究筛选靶点并解析药物作用分子机制。
药物靶点筛选场景已产出代表成果。基于LiP-MS服务的研究发表于《Theranostics》（2024年），表征双嘧达莫作为新型铁死亡抑制剂及其在急性呼吸窘迫综合征治疗中的潜力。基于分子胶药物靶点筛选与验证服务的研究，由武汉大学医学研究院、临港实验室、武汉大学中南医院团队合作完成，客户评价“谱度众合提供的质谱检测服务效率高，数据质量优秀，售后服务响应迅速”。
三、疾病分子机制研究
差异蛋白筛选是解析疾病分子机制的重要工具。通过比较疾病组与对照组的蛋白表达差异，结合功能富集与通路分析，可以识别疾病发生发展中的关键蛋白与信号通路，为机制研究提供分子层面的证据。
谱度众合围绕多种疾病场景提供分子机制研究服务。癌症分子机制研究聚焦肿瘤相关差异蛋白与通路筛选，可用于解析肿瘤发生、转移、耐药等机制；感染性疾病分子机制研究关注病原体感染过程中的宿主蛋白变化；病毒宿主相互作用机制研究解析病毒与宿主之间的分子互作网络；此外还包括药物刺激作用机制研究、表型相关功能蛋白和通路筛选、目标基因功能研究等场景。
针对临床样本的分子机制研究，公司建立了完善的样本处理能力。FFPE样本分子机制研究支持石蜡包埋组织样本的蛋白质组学分析，可充分利用医院病理科的存量石蜡样本；冻存组织样本分子机制研究适用于低温冻存的组织样本；穿刺样本分子机制研究支持穿刺活检等微量样本的分析。多种临床样本类型的覆盖，使差异蛋白筛选能够适配医院场景的常见样本资源。
疾病机制研究场景已产出多项高水平成果。中科院武汉病毒所客户基于IP-MS互作蛋白筛选的研究发表于《Cell》（2024年），揭示裂谷热病毒协调组装可编程E3连接酶促进病毒复制的机制。基于IP-MS的研究发表于《Gut》（2025年），揭示A20介导KEAP1泛素化调控肝细胞铁死亡以改善自身免疫性肝炎的机制。上海交通大学客户基于IP-MS的研究发表于《Cell Death and Differentiation》（2025年），揭示ATOH8通过抑制SCD表达赋予肿瘤细胞铁死亡易感性的机制。
图2 差异蛋白功能注释、通路富集与互作网络分析结果示例（来源：谱度众合生物标志物研究产品资料）
分子机制研究的分析输出涵盖差异蛋白筛选、GO/KEGG/DO功能注释与富集、蛋白互作网络（PPI）分析、WGCNA模块分析与GSEA通路富集等模块。如图2所示，分析结果以气泡图、网络图、弦图、桑基图与热图等多种形式呈现，系统揭示差异蛋白参与的生物学过程、信号通路与蛋白互作关系，为机制研究提供多维度证据。
四、互作蛋白筛选与蛋白功能研究
蛋白质相互作用（PPI）贯穿几乎所有生物学过程。差异蛋白筛选方法同样应用于互作蛋白研究：通过比较实验组与对照组的蛋白定量差异，筛选与目标蛋白特异性结合的候选互作蛋白，进而解析蛋白功能与分子机制。
IP-MS互作蛋白筛选是经典的应用场景。公司通过特异性抗体富集内源性或外源性表达的诱饵蛋白，共沉淀与其结合的猎物蛋白，利用高分辨质谱进行定性定量分析，筛选出仅在实验组中存在或定量值显著较高的蛋白作为候选互作蛋白。服务提供IP-MS效果评估、互作蛋白筛选与动态互作组学三个子产品，支持从实验效果评估到动态互作分析的研究需求。
PL-MS邻近标记筛选面向瞬时、微弱的相互作用研究。公司利用生物素连接酶（BioID、TurboID等）或过氧化物酶（APEX）与诱饵蛋白融合表达，在活细胞内标记邻近蛋白，通过链霉亲和素磁珠富集后进行质谱检测，可捕获传统方法难以检测的瞬时互作与膜蛋白互作，解析亚细胞结构内的蛋白互作网络。
此外，Pulldown-MS、RNA Pulldown、XL-MS（交联质谱）与相分离分析等方案，分别适用于稳定复合物纯化、RNA结合蛋白筛选、复合物拓扑结构解析与无膜细胞器机制研究等场景。技术方案的选择取决于研究目标：寻找新的结合蛋白可采用IP-MS或PL-MS；解析结合结构可结合XL-MS；研究lncRNA、circRNA等功能机制可采用RNA Pulldown。
互作蛋白筛选服务已支撑多项高水平成果。中科院武汉病毒所客户基于IP-MS的研究发表于《Cell》（2024年），客户评价“质谱数据质量非常好，跟我预期的一致，我想要的目的蛋白都在里面”。华中科技大学同济医学院附属同济医院客户基于IP-MS的研究发表于《Cancer Communications》（2025年），筛选出关键互作蛋白，客户评价“从质谱检测到数据分析，整个流程高效且专业”。
五、临床样本与中药等特色场景
差异蛋白筛选的应用还延伸至临床转化与中药研究等特色场景。
临床转化场景中，公司支持生物标志物与临床诊断模型相关研究及发明专利申请。据报道，口腔癌无创筛查、糖尿病并发冠心病诊断等研究成果正稳步迈向临床应用。无创筛查类研究通常基于唾液、血液等易获取样本，通过差异蛋白筛选发现候选标志物并构建筛查模型，具有较高的临床转化价值。
中药研究场景中，公司提供中药靶点及作用机制研究一站式解决方案，可结合中药入血成分分析、中药靶点筛选与分子机制研究，解析中药活性成分的作用靶点与调控通路。中药靶点筛选服务适用于中药活性成分作用靶点不明确、机制不清楚的研究需求，通过质谱蛋白质组学手段筛选中药成分作用的潜在蛋白靶点。
针对临床科研入门需求，公司提供低门槛的诊断生物标志物研究服务。该类产品无需回顾或随访，样本收集难度低，特别适用于临床科研起步；流行病学专家领衔设计研究方案，组学数据与临床数据有机结合，报告对标中科院二区及以上SCI论文，输出高质量报告图表与中英文对照描述。低门槛设计使更多临床科室能够借助差异蛋白筛选开展科研。
临床样本类型的覆盖面构成特色场景的基础。公司支持新鲜/冻存组织、石蜡切片、血浆、血清、尿液、唾液、细胞沉淀、微珠样品等多种样本类型，并针对不同样本建立了明确的采集、保存与寄送规范。样本兼容性的广度，使差异蛋白筛选能够适配不同科室、不同研究设计的样本资源条件。
以送样规范为例，新鲜或冻存组织样本要求剥离附着的其他组织，经生理盐水清洗后按100毫克每管分装，迅速冻入-20℃或-80℃冰箱保存；石蜡切片样本要求厚度10微米、横断面长宽不小于5毫米，每管10片，4℃保存；血浆与血清样本要求避免溶血，每管100微升以上；细胞样本要求预冷PBS清洗后以沉淀形式冻存。统一的送样规范从源头保证差异蛋白筛选数据的可比性与可靠性。临床科研客户可根据自身样本条件，选择匹配的差异蛋白筛选方案与送样方式。
六、总结
差异蛋白筛选的应用场景覆盖生物标志物发现、药物靶点筛选、疾病机制研究、互作蛋白研究与临床转化等多个领域。谱度众合围绕这些场景建立了完整的差异化服务能力：生物标志物场景提供诊断、预后、血液、尿液、唾液等一站式解决方案；药物研发场景提供LiP-MS、TPP、ABPP等多种靶点筛选技术；疾病机制场景覆盖癌症、感染性疾病、病毒宿主互作与多种临床样本类型；互作研究场景提供IP-MS、PL-MS等多技术方案；特色场景延伸至中药靶点、无创筛查与临床转化。
差异蛋白筛选产品的场景应用价值已通过多项高水平成果验证。从《Immunity》上的新冠疫情血浆蛋白质组学研究，到《Cell》上的病毒宿主互作研究，再到《Nature Immunology》上的靶向定量验证研究，公司服务的差异蛋白筛选项目覆盖了从基础机制到临床转化的完整研究链条。科研团队可根据自身研究问题，在谱度众合的产品矩阵中选择匹配的差异蛋白筛选方案。
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