2022年8月25-27日，由上海市醫學會、上海市醫學會檢驗醫學專科分會主辦的“第十一屆東方檢驗醫學學術會議”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、上海交通大學醫學院院長范先群教授（上海交通大學醫學院），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院感染科主任、國家傳染病醫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，是系統生物學的重要組成部分，能夠研究分子量1500以內的小分子物質，可以綜合反映個體化健康狀態的特征信息。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據，可靠的檢測數據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
      通過對過程關鍵環節、要素進行把控，降低問題發生的概率。
2.防微杜漸
      早發現問題，以避免問題擴大化。
3.溯本求源
      出現問題依托質量控制，尋找問題的根源。

2、我們如何構建自己的質控體系
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、提取等環節，從“人機料法環”五個方面來考慮對實驗質量產生影響的因素。
 

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定。

IS：Internal standard（內標），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據質量，BIOTREE首先在QE-HFX非靶標代謝組學檢測平臺上創建了基于QC和IS兩大核心的6D質控體系，可綜合考量實驗各個環節。

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種同位素內標，用以全面表征不同類型代謝物的檢測狀態。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：數據質控-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現問題，以及針對發現問題的有效處理。而數據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：數據質控：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以內才認為該項目合格。

5D：數據質控-QC樣本相關性
 

PCA得分圖更多是以圖中樣本位置來判斷數據的質量，而QC樣本相關性則是通過樣本中測到的數據進一步判斷數據質量。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QC樣本的相關性>0.8時才認為該項目合格。

6D：數據質控-QC樣本中內標響應的穩定性
 

最后一個質控是依據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，說明系統越穩定，數據質量越高。

當同一批次QC樣本中IS響應的RSD值中位數≤15%時，才認為該項目合格。

BIOTREE 6D質量控制體系，全面監控整個實驗流程，為您的數據保駕護航。

關于百趣生物
上海百趣生物醫學科技有限公司（前身為阿趣生物）于2012年在上海復旦科技創業示范園成立，專注于創新質譜技術在生命科學與醫學健康領域的應用，經過10年的發展，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，開發了20多種高通量的質譜檢測試劑盒，其中有5個試劑盒產品獲得臨床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、專精特新企業、高新技術成果轉化項目、上海市科技型中小企業技術創新資金資助項目。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