基因组学后的下一个蓝海——蛋白质组学

蛋白质组学是一门研究生物体在特定条件、特定时间、特定空间内全部蛋白质的种类、表达、相互作用、修饰状态的学科。1994年，澳大利亚科学家Marc Wilkins首次提出蛋白质组这一概念，指生物体或生物样本中所有基因表达的蛋白质及其存在方式。据统计，蛋白质组学研究相关论文在2011年仅有1628篇，2021年就达到了2524篇，截至2022年10月17日，蛋白质组学研究领域已经发表了29847篇PubMed收录的论文。

研究方法

质谱

质谱技术是目前进行蛋白质组学研究的主要方法。即利用电场和磁场将运动的离子按它们的质荷比分离后进行检测的方法。其灵敏度较高，通过已有的蛋白质组学数据库，可以对上万种蛋白同时进行定量。根据蛋白质含量的数据变化，进一步研究不同样本中相似蛋白质的表达模式以及异常生物过程等。

亲和试剂

基于亲和试剂捕获并检测特定蛋白质的新技术，主要依靠抗体、核酸适配体等亲和试剂对目标蛋白质进行检测和定量。目前亲和试剂的种类数量有限，属于靶向式分析，可分析的蛋白质范围受限于可供选择的亲和试剂，无法检测到范围之外的蛋白质分子。与质谱技术相比，虽然降低了分子鉴定的特异性，但简化了工作流程。

适体

适体是一种短的单链（ss）DNA分子，能够进行独特的匹配确认，选择性地与生物靶标结合。约翰霍普金斯大学医学院研究员Benjamin Orsburn曾表示，与质谱技术相比，适体技术的使用将更少受到细胞中绝对蛋白质拷贝数的影响。

临床应用

蛋白质组学可应用于药物靶点的发现、药物开发、临床诊断等，临床诊断中主要包括：

伴随诊断

利用蛋白质组学方法鉴定伴随诊断的生物标志物，开发试剂盒用于临床辅助诊断、伴随诊断（POCT）。

精准疗效预判/病情监控

借助蛋白质组分析，针对不同患者的蛋白标志物进行药物治疗的疗效预判或监控治疗期间患者的蛋白标志物水平变化用于病情评估。

精准疗效评估/预后评估

用药疗程后评估患者治疗效果或预测患者的预后及复发概率。

从基因组到蛋白质组

1949年，Francis Crick提出20世纪生命科学领域最重要的发现之一——“中心法则”。随着研究的深入，人们逐渐认识到生命体是一个复杂的系统，仅研究单个生物大分子无法了解生命过程和疾病的发生机理，只有系统性地研究才能更深入理解生命现象。因此，组学的概念应运而生，即对生物体某一类大分子进行集体表征和定量研究，探究系统层面上生命的奥秘。

1986年，美国科学家Thomas Roderick首次提出基因组学概念。1990年正式启动的“人类基因组计划”于2005年宣告完成，花费38亿美元，第一次全景式提供了人类30亿个碱基对组成的核苷酸序列信息，揭示了人类生命信息的蓝图。之后，基因测序技术加速发展，2014年实现1000美元人基因组测序，2015年美国总统奥巴马宣布开展精准医疗计划，基因测序技术成为研究生命科学必不可少的工具。

但是，随着科学家对生命科学的研究加深，越来越多的证据表明，基因组学信息并不能完整阐释复杂疾病，如癌症的发生与发展。蛋白质处于中心法则下游，且是生命活动的最终执行者，其在生命及疾病发生发展过程中的意义不言而喻，由此产生了系统研究遗传信息所代表的生物学功能的蛋白质组学。

蛋白质组学市场

市场规模

根据弗若斯特沙利文的数据显示，全球蛋白质组学技术服务市场规模于2016年的17亿美元增长到2020的30亿美元，年复合增长率达14.7%，预计2025年将达到68亿美元。

我国蛋白质组学发展较晚，仍处于行业早期阶段，但市场规模增长速度远高于全球水平。市场规模从2016年的1.2亿元增长到2020年的5.8亿元，年复合增长率高达49.1%，预计2025年达到22.6亿元。

相关政策

代表玩家

蛋白质组学产业链的上游主要包括赛默飞、布鲁克、CST等质谱仪和试剂生产商。中游为蛋白质组学技术服务供应商，包括景杰生物、中科新生命等。下游高校、科研院所、医院以及生物医药企业等终端用户。

国 外

Seer

Seer, Inc.于2017年3月16日在特拉华州注册成立，2020年在NASDAQ证券交易所上市。该公司致力于创新变革生物领域产品并将其商业化，帮助研究员获得深入、精确的生物信息以及实现卓越的科学成果，并逐步将产品应用于临床诊断中。初始产品Proteograph利用其专有的工程纳米颗粒（NP）技术，在整个蛋白质组中提供无偏见、深入、快速和大规模的访问，几乎任何实验室都可以使用。

Olink

Olink Proteomics创立于瑞典乌普萨拉，其公司使命是共同促进蛋白质组学，致力于突破蛋白检测在“多重能力/特异性”、“灵敏度”和“检测通量”等方面的综合瓶颈，进而实现超灵敏多重蛋白标志物检测、无偏靶向蛋白质组学和精准蛋白组学，以帮助蛋白标志物的发现、药物研发、转化医学、以及让“多组学整合”真正切实可行。

Nautilius

Nautilus总部位于华盛顿西雅图，是一家处于发展阶段的生命科学公司，致力于量化和揭秘蛋白质组复杂性的平台技术。其公司使命是普及蛋白质组的使用，促进人类健康和医学的根本性进步，从而对蛋白质组学领域进行改革。

国 内

2020年，中国蛋白质组学科研服务市场规模达到5.8亿人民币规模，其中份额排名靠前的5家公司分别是景杰生物、中科新生命、华大基因、诺禾致源以及欧易生物，占到了总市场份额的58.8%。

景杰生物

中科新生命

上海中科新生命生物科技有限公司成立于 2004 年，前身为中科院上海生命科学研究院蛋白质组研究分析中心对外服务部，是最早参与国际HLPP（肝脏）、HPPP（血浆）项目的平台之一，主要从事质谱技术的应用，布局科技服务、生物医药、临床检测三大业务板块，已建立起以蛋白质组、修饰组、代谢组、脂质组、基因组、转录组为核心的多组学平台。

欧易生物

上海欧易生物医学科技有限公司成立于 2009 年，为大生命科学、大健康相关研究领域，以及医药、食品及日化企业的客户提供从基础研究到药物靶点发现、药理药效及安全性评价、疾病分子标志物筛选、致病菌及耐药菌溯源等相关技术服务。已建成完整的多组学检测服务平台和多组学联合大数据分析平台，提供基因组、转录组、表观组、微生物组、蛋白组、代谢组等全组学检测服务。

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