技术简介

SomaScan平台由SomaLogic公司(现并入Standard BioTools)开发,基于慢速解离速率修饰适配体(SOMAmer)技术,实现了一次性对单个样本中7,000至11,000种人类蛋白质的高通量、高灵敏度定量检测,突破了血液蛋白质组分析的极限,已获得FDA认可并广泛应用于全球大规模队列研究。

SomaScan技术简介

技术原理

技术原理图

(引自SomaLogic Operating Co., Inc.)

核心优势

📊

超高覆盖

单次检测7,000-11,000种蛋白,覆盖人类基因编码蛋白的半数以上

🔬

超高灵敏度

直接检测fM级低丰度蛋白,动态范围跨越10个数量级

📈

超高稳定性

批间变异CV仅~5%,多批次数据可直接合并分析

💧

微量样本

仅需55μL血浆/血清,适配珍贵临床队列

🎯

低丰度蛋白优势

可检测大量被质谱和Olink遗漏的信号蛋白

应用场景

🔬

大规模队列生物标志物发现

肿瘤、心血管、神经退行性疾病早期诊断标志物

💊

药物研发与药效评估

药效标志物筛选、药物靶点发现

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心血管疾病预测

冠心病、心衰风险预测与机制解析

🧠

神经退行性疾病

血液/脑脊液中AD、PD低丰度蛋白检测

🧬

肿瘤免疫治疗

循环蛋白识别癌症特征、预测免疫反应

🔗

多组学整合

与基因组、转录组联合挖掘pQTL

技术对比:SomaScan vs Olink vs 质谱

对比维度 SomaScan (适配体) Olink (PEA) 高通量质谱 (MS)
核心原理 SOMAmer 适配体特异性捕获 双抗体邻位识别+DNA扩增 离子化后根据质荷比分离检测
检测通量 极高(单次11,000+蛋白) 高(单次5,000+蛋白) 中等至高(覆盖数千蛋白)
灵敏度 极高(fM级,10个数量级动态范围) 极高(fg/mL级) 中等(主要针对中高丰度蛋白)
样本量需求 极低(55 μL) 极低(1-8 μL) 较高
数据稳定性 极高(批间CV ~5%,缺失率<1%) 中等(CV ~23%,缺失率~51%) 中等(CV ~19%,缺失率~12%)
检测模式 靶向(已知蛋白) 靶向(已知蛋白) 非靶向/靶向(可发现新蛋白)
主要优势 覆盖最深、稳定性最高、低丰度蛋白检测能力最强 兼顾高通量与超高灵敏度 无偏发现,可鉴定新蛋白及修饰
适用场景 超大队列筛查、低丰度标志物发现与验证 大队列筛查、低丰度标志物发现 蛋白组全景扫描、新蛋白发现

对比数据参考(Nat Commun, 2025; bioRxiv, 2025)

研究案例

Comparative studies of 2168 plasma proteins measured by two affinity-based platforms in 4000 Chinese adults

期刊:Nature Communications (2025) 影响因子:14.7 DOI:10.1038/s41467-025-56935-2

研究背景与挑战:蛋白质作为遗传与环境因素致病的最终生物效应分子,能够直接反映人体内的生物学过程及病理生理变化。近年来,高通量蛋白质组学技术蓬勃发展,基于抗体的Olink平台和基于适配体的SomaScan平台已被广泛应用于大规模人群研究。然而,这两个平台的检测结果一致性如何?各自在哪些场景下更具优势?此前,大部分研究集中在欧洲人群,且样本量有限,缺乏在非欧洲人群中的大规模、系统性的头对头比较。

多组学技术应用:研究团队采用Olink Explore 3072和SomaScan Assay v4.1两个平台对同一批样本进行并行检测。Olink Explore 3072基于抗体的邻位延伸分析(PEA)技术,纳入2923个试剂;SomaScan Assay v4.1基于适配体的SOMAmer技术,纳入7301个SOMAmers。通过匹配试剂和UniProt ID,最终获得2749对Olink-SomaScan试剂对,覆盖2168个蛋白。分析维度包括:平台间相关性分析、顺式/反式pQTL鉴定、表型关联分析(BMI、缺血性心脏病风险预测)、蛋白质组风险评分模型构建等。

主要研究发现:平台间相关性适度,受蛋白丰度影响:两个平台检测的蛋白水平相关性为中度(中位数rho = 0.29),蛋白丰度和数据质量参数是影响相关性的关键因素。pQTL鉴定互补性强:Olink平台鉴定出765个具有顺式pQTL的蛋白(45.2%),SomaScan平台鉴定出513个(30.3%),两个平台在pQTL鉴定上具有互补性。表型关联一致性良好:Olink平台有1096个蛋白与BMI显著相关,SomaScan平台有1429个。疾病风险预测均有效:在传统风险因素基础上加入蛋白,缺血性心脏病的C统计量显著提升。

研究意义:本研究首次在中国大型人群队列中对Olink和SomaScan两大高通量蛋白质组学平台进行了系统的头对头比较,证明两个平台在平台间相关性、pQTL鉴定和表型关联上各具优势,为研究人员在生物标志物发现、疾病风险预测及药物靶点筛选等场景中提供了关键的技术选型参考。

SomaScan研究案例