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本综述聚焦基于质谱（MS）的临床蛋白质组学中微量采样技术，分析 64 项研究发现，微量采样（如干血斑 DBS、容积吸收微量采样 VAMS）适用于标准自下而上工作流程，在采样程序上有明显优势，但样本收集和定量流程仍需标准化，其应用有望减少临床蛋白质组学采样资源需求。
背景与研究目标
精准医学依赖生物标志物，血液生物标志物虽常用，但传统采血需专业人员且流程复杂。微量采样（<100μL 血液）如干血斑（DBS）通过指尖采血即可完成，运输存储便捷，在新生儿筛查等领域已有应用，但在蛋白质组学中的应用尚处新兴阶段，其定量精度和蛋白质组覆盖度与血浆 / 血清的可比性尚不明确。
本综述基于 PRISMA-ScR 指南，系统分析 2007-2025 年 64 项研究，旨在总结微量采样在临床质谱蛋白质组学中的应用，包括概念验证和临床研究，并评估最新进展。
研究方法与数据筛选
通过 MEDLINE、EMBASE、Scopus 数据库及引文检索，筛选出使用自下而上质谱分析人类微量样本中内源性蛋白质的研究，分为概念验证（健康样本）和临床研究（疾病 / 实验组）。共纳入 64 项研究，其中 26 项为概念验证，38 项为临床研究，涵盖靶向和非靶向分析。
关键发现：概念验证研究
技术可行性与挑战
- 蛋白质组覆盖度提升：早期研究（2013 年）通过 DBS 样本鉴定 120-253 种蛋白质，近年研究（如 2023 年）利用 VAMS 和数据非依赖采集（DIA）技术，鉴定出高达 4661 种蛋白质，显示技术进步显著提升覆盖度。
- 定量方法多样：多数研究采用稳定同位素标记内标（SIS）的峰面积比（PAR）定量，部分通过肽段比率或标签 - free 定量，但血球压积（Hct）偏差导致的血容量未知问题普遍存在。例如，DBS 样本中相同打孔面积因 Hct 不同导致实际血量差异，影响绝对定量。
- 样本类型与设备：DBS 因成本低、易存储成为最常用样本（62% 研究），VAMS 因定量精准（体积变异 < 5%）逐渐普及。定制微流控设备可分离血浆，避免 Hct 影响，但通用性不足。
技术参数与稳定性
- 精密度与稳定性：多数研究的变异系数（CV）为 10-30%，满足研究需求但低于临床要求（如临床检测 CV<5%）。蛋白质稳定性因肽段而异，例如 HbA1c 在室温 3 天即发生糖基化，多数肽段在 - 20°C 可稳定 154 天。
- 与传统样本的可比性：DBS 与全血蛋白质重叠率达 96%，但与血浆 / 血清仅 32%，提示 DBS 更适合全血成分分析，而血浆分离技术可排除细胞干扰。
临床研究应用与进展
疾病筛查与监测
- 新生儿筛查：利用 DBS/MS 检测血红蛋白病（如镰状细胞病、β- 地中海贫血）、威尔逊病、原发性免疫缺陷病等，例如通过多重反应监测（MRM）筛查超 10 万例新生儿 DBS 样本，检测出 10 例镰状细胞病。
- 慢性病与罕见病：在遗传性血管性水肿中，靶向检测补体成分 C4、C1 酯酶抑制剂，与 ELISA 相比具有高通量优势；抑郁症研究中，基于 DBS 的蛋白质组学模型预测准确率达 AUC=0.80。
- 纵向研究：运动员在南极探险期间通过 DBS 监测免疫功能变化，老年人通过 DBS 追踪炎症标志物（如 C 反应蛋白、血清淀粉样蛋白 A-1），避免频繁就医。
技术创新与标准化
- 新型采样设备：VAMS、微流控血浆分离装置等解决 Hct 偏差问题，例如定制移液器尖端离心装置可从 5μL 全血中分离 1μL 血浆。
- 多重检测与快速分析：单次 MRM 运行可检测超 100 种蛋白质（如 60 生物标志物健康监测 panel），检测时间缩短至 2.5 分钟（如免疫缺陷病筛查）。
- 组学整合：结合转录组、代谢组分析，例如 VAMS 样本的多组学研究揭示生活方式相关健康变化。
挑战与未来方向
当前瓶颈
- 标准化缺失：样本采集（如指尖血 vs 静脉血）、设备（如 DBS 卡片类型）、定量方法（如 PAR vs 肽段比率）缺乏统一标准，导致研究间可比性差。
- 临床验证不足：多数研究为概念验证或单中心数据，独立验证队列稀缺，尤其在生物标志物临床转化中，需遵循 FDA-NIH 生物标志物验证指南。
- 技术局限：高丰度蛋白（如白蛋白、血红蛋白）抑制低丰度蛋白检测，需通过免疫亲和去除或化学沉淀（如碳酸钠沉淀）优化样本制备。
发展趋势
- 自动化与便携化：家用采样套件（如数字问卷结合 DBS）提升远程监测可行性，适用于资源有限地区或精神疾病等 stigmatized 领域。
- 质谱技术升级：高分辨率质谱（如 Orbitrap）和 DIA 技术提升蛋白质覆盖度，单细胞质谱为微量样本分析提供新维度。
- 政策与指南：需建立针对 MS - 蛋白质组学的微量采样最佳实践，参考新生儿筛查标准，规范采样流程、数据报告和质量控制。
结论
微量采样在蛋白质组学中应用日益广泛，尤其在临床筛查、纵向监测和资源受限场景中优势显著。尽管技术进步提升了蛋白质组覆盖度和定量精度，但标准化流程（如 Hct 校正、采样设备统一）和大规模临床验证仍是普及关键。未来，随着质谱技术革新和跨学科合作，微量采样有望推动精准医学中低成本、高通量生物标志物发现与应用。
