2022年8月25-27日，由上海市醫(yī)學會、上海市醫(yī)學會檢驗醫(yī)學?？品謺鬓k的“第十一屆東方檢驗醫(yī)學學術會議”在上海國際會議中心隆重召開。本次大會的主題是“團結、求實、創(chuàng)新、引領”。百趣生物CTO吳洪強受邀參加會議并做專題報告。

本次會議由上海交通大學附屬瑞金醫(yī)院王學鋒教授擔任大會主席，大會邀請中國工程院院士、上海交通大學醫(yī)學院院長范先群教授（上海交通大學醫(yī)學院），中科院上海生物化學與細胞生物學研究所研究院劉默芳教授，復旦大學附屬華山醫(yī)院感染科主任、國家傳染病醫(yī)學中心主任張文宏教授做大會前瞻性報告。

8月27日下午，上海百趣生物醫(yī)學科技有限公司CTO、上海百趣代謝組學技術研究中心行政主任、理事長吳洪強在分論壇“質譜論壇”分享了題為《代謝組學技術簡介及其應用》的報告，報告主要分享了代謝組學組學技術，并表示此技術處于生命科學的末端，更接近生物的表型，是系統(tǒng)生物學的重要組成部分，能夠研究分子量1500以內(nèi)的小分子物質，可以綜合反映個體化健康狀態(tài)的特征信息。吳洪強介紹了代謝組學研究中的主流儀器包括GC-MS、LC-MS、UV、NMR等，并通過多個組學研究實例，說明了代謝組學在疾病診療中的重要價值。

1、為什么一直在說質控

理想的實驗結果來源于可靠的檢測數(shù)據(jù)，可靠的檢測數(shù)據(jù)要依靠嚴格的質量控制。

好的質控具有以下三個作用

1未雨綢繆

通過對過程關鍵環(huán)節(jié)、要素進行把控，降低問題發(fā)生的概率。

2防微杜漸

早發(fā)現(xiàn)問題，以避免問題擴大化。

3溯本求源

出現(xiàn)問題依托質量控制，尋找問題的根源。

2、我們?nèi)绾螛嫿ㄗ约旱馁|控體系

質控更多是圍繞實驗來開展的，因此我們需要圍繞樣本的收集、儲存、提取等環(huán)節(jié)，從“人機料法環(huán)”五個方面來考慮對實驗質量產(chǎn)生影響的因素。

3、代謝組學質控的兩個關鍵核心

QC樣本：Quality Control樣本，是將所有實驗樣本混合而成的一例額外樣本。理論上來說該樣本含有所有樣本中的所有種類物質，因此該樣本可以作為全部樣本的“代表”，可以在不影響實驗樣本檢測的情況下，通過對QC樣本的檢測，來判斷整個實驗檢測是否穩(wěn)定。

IS：Internal standard（內(nèi)標），是在實驗樣本中額外添加的一個或幾個已知物質。在非靶標代謝組學中，由于并不知道會測到什么物質，因此需要在樣本中添加一定的已知物，通過對該已知物檢測結果的分析進而判斷整個實驗檢測的穩(wěn)定性。因此IS需要滿足以下幾個特征：

（1）在實驗條件中檢測響應良好，峰形對稱；

（2）樣本中天然不含有該物質；

（3）該物質不與樣本中原有物質反應。

此前較常見的IS是L-2-氯苯丙氨酸，但依然存在部分樣本中含有該物質的問題，因此在新的高水平文章中L-2-氯苯丙氨酸逐漸被同位素內(nèi)標取代，首先樣本中天然同位素的含量極低，此外同位素物質理化性質與樣本中原有物質完全一樣，因此不會與樣本中原有物質反應，也就不會影響原有物質的檢測，可見同位素內(nèi)標是更好的選擇。

4、6D質控體系是什么

為了不斷提高實驗數(shù)據(jù)質量，BIOTREE首先在QE-HFX非靶標代謝組學檢測平臺上創(chuàng)建了基于QC和IS兩大核心的6D質控體系，可綜合考量實驗各個環(huán)節(jié)。

1D：過程質控-QC中IS的峰高差

每個電離模式BIOTREE會分別采用3種同位素內(nèi)標，用以全面表征不同類型代謝物的檢測狀態(tài)。理論上來說由于QC樣本是反復進樣的重復樣本，因此可以通過每個QC間IS的響應峰面積差異來判斷檢測是否穩(wěn)定。

當所有QC中所有IS的峰高差小于30%才認為該項目合格。

2D：過程質控-空白樣本中IS的出峰

由于空白樣本僅是空的流動相其中并不含有IS或者被測代謝物，所以若是實驗中有各種原因的殘留，就會導致原本干凈的空白樣本中有IS被檢測出。因此可以通過檢測穿插在整個實驗過程中的空白樣本中是否有IS信號，從而及時判斷實驗中是否有殘留現(xiàn)象。

當所有空白中所有IS均無明顯峰被檢出才認為該項目合格。

3D：數(shù)據(jù)質控-二維PCA得分圖中QC樣本的聚集程度

通常來說過程質控多用于在實驗中及時發(fā)現(xiàn)問題，以及針對發(fā)現(xiàn)問題的有效處理。而數(shù)據(jù)質控更多是對整個實驗結果是否可靠的展示，多見于高分文章中，用以表明整個實驗結果良好，其中又以二維PCA得分圖最為常見。

我們都知道PCA是非監(jiān)督模型，樣本自然地散落在模型空間中，因此樣本間的距離代表樣本之間的相似程度，又因為QC樣本是重復進樣的技術重復，因此QC樣本間應該距離較近。

當兩個電離模式下所有QC的聚集程度均良好時才認為該項目合格。

4D：數(shù)據(jù)質控：一維PCA得分圖中QC樣本的分布

雖然二維PCA得分圖是最常見的質控結果展示方式，但是存在對于聚集程度判斷過于主觀的問題，不同人對于樣本是否聚集存在一定的主觀判斷，因此可以通過QC樣本在一維PCA得分圖中的分布來判斷QC樣本是否偏離。

與二維PCA得分圖一樣，圖中每個點代表一個樣本，X軸代表了進樣順序，通常所有QC樣本應該在2STD以內(nèi)圍繞X軸上下波動。當項目樣本量過大時，由于儀器波動會出現(xiàn)一定的偏移。這種時候可以對結果進行一定的矯正。

當全部QC樣本均分布在2STD以內(nèi)才認為該項目合格。

5D：數(shù)據(jù)質控-QC樣本相關性

PCA得分圖更多是以圖中樣本位置來判斷數(shù)據(jù)的質量，而QC樣本相關性則是通過樣本中測到的數(shù)據(jù)進一步判斷數(shù)據(jù)質量。既然QC樣本是技術重復，那QC樣本間的差異應該是很小的，我們對QC樣本中測到所有物質在一起計算相關性，這個相關性值越接近1越好。

當同一批內(nèi)QC樣本的相關性>0.8時才認為該項目合格。

6D：數(shù)據(jù)質控-QC樣本中內(nèi)標響應的穩(wěn)定性

最后一個質控是依據(jù)IS的響應偏差來做的，由于IS是我們在樣本中額外加入的已知濃度的物質，所有樣本中IS的濃度都是相同的，所以IS的響應差異越小，說明系統(tǒng)越穩(wěn)定，數(shù)據(jù)質量越高。

當同一批次QC樣本中IS響應的RSD值中位數(shù)≤15%時，才認為該項目合格。

BIOTREE 6D質量控制體系，全面監(jiān)控整個實驗流程，為您的數(shù)據(jù)保駕護航。

關于百趣生物

上海百趣生物醫(yī)學科技有限公司（前身為阿趣生物）于2012年在上海復旦科技創(chuàng)業(yè)示范園成立，專注于創(chuàng)新質譜技術在生命科學與醫(yī)學健康領域的應用，經(jīng)過10年的發(fā)展，公司建立并完善了包括非靶標代謝組、高通量靶標代謝組、廣泛靶標代謝組、脂質組學、代謝流、蛋白質組學、抗體測序檢測與開發(fā)平臺，構建了2萬多個化合物的二級譜庫及全自動化的質譜檢測分析方法，開發(fā)了20多種高通量的質譜檢測試劑盒，其中有5個試劑盒產(chǎn)品獲得臨床I類備案。公司自成立以來，相繼被認定為國家高新技術企業(yè)、專精特新企業(yè)、高新技術成果轉化項目、上海市科技型中小企業(yè)技術創(chuàng)新資金資助項目。公司目前取得了BSL-2備案，CMA，ISO9001等認證，同時百趣及其下屬公司共擁有84項專利及軟件著作權。

文/阿趣代謝組學