人类血浆蛋白质组的昼夜节律图谱：揭示26%蛋白质的时序波动及其临床诊断意义

本研究通过高精度质谱技术分析24名健康男性在严格控时条件下采集的208份血浆样本，首次系统揭示138种（26%）血浆蛋白存在显著昼夜振荡，包括36种临床常用生物标志物（如ALB、CST3、FGA）。研究发现肝脏和血小板来源蛋白呈现早晚双峰节律，涉及止血、免疫信号和糖代谢等通路，为优化诊断采样时间和建立时序特异性参考区间提供重要依据。

　　

在临床诊断中，血液检测是最常用的手段，但长期以来，医生和研究人员都忽略了一个关键问题——人体内的蛋白质水平是否会像体温、激素一样随着昼夜更替而波动？这种潜在的生物节律，可能直接影响疾病诊断的准确性。想象一下，如果同一位患者在不同时间抽血检测，得到的肝功能或凝血指标差异高达20%，这究竟是病情变化还是正常生理波动？目前临床指南对此几乎只字未提，使得医生们如同在"生物钟的迷雾"中解读检验报告。

正是这一诊断盲区，促使哥本哈根大学的Elvar M. S. J?h?nnuson团队开展了这项开创性研究。通过结合严格的环境控制和前沿的质谱技术，研究人员首次绘制出人类血浆蛋白质组的昼夜波动图谱，相关成果发表在《Clinical Proteomics》上。研究发现，超过四分之一的血浆蛋白存在显著昼夜节律，其中包括36种常规检测项目，这些蛋白的峰值浓度在不同时段可能相差近50%，这为"标准化采样时间"的临床实践提供了确凿证据。

研究团队采用了几个关键技术方法：1）严格控制的24小时人体实验设计，24名健康男性在标准化光照、饮食和活动条件下每3小时采血；2）高通量Orbitrap Astral质谱仪进行数据非依赖采集（DIA）分析，检测灵敏度达380-980 m/z范围；3）CosinorPy节律分析模型结合Benjamini-Hochberg多重检验校正；4）DAVID数据库进行组织和通路富集分析。样本来自丹麦Bispebjerg医院的标准化生物库。

主要研究结果

蛋白质昼夜节律的全局特征

在523个通过质控的蛋白质中，138个（26.4%）呈现显著昼夜波动，振幅均值0.172（95%CI 0.151-0.194）。这些蛋白的变异系数与节律振幅高度相关（r=0.76），表明波动幅度越大，个体间差异越明显。

双峰节律模式

层次聚类分析揭示两个特征性节律簇：

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  下午簇（Cluster A）：91种蛋白，中位峰值时间16.5时（约下午4:30），主要来源于肝脏（66种）和血小板（34种），涉及血小板脱颗粒、Rho GTPase信号和糖酵解等通路。

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  清晨簇（Cluster B）：47种蛋白，中位峰值3.3时（凌晨3:20），仅富集于肝脏，调控胰岛素样生长因子（IGF）运输和脂蛋白代谢。

临床生物标志物的节律特征

36种常规检测项目呈现昼夜波动，包括：

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  凝血功能：纤维蛋白原α链（FGA）清晨达峰，可能影响D-二聚体检测

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  肝肾功能：白蛋白（ALB）午夜最低，胱抑素C（CST3）凌晨峰值

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  炎症标志物：钙卫蛋白（S100A8/A9）午后升高

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  胰腺功能：淀粉酶（AMY2A）晚间活性最高

讨论与意义

这项研究首次通过无偏质谱技术系统揭示血浆蛋白质组的昼夜编排规律，发现26%的蛋白质存在生物学显著波动。从临床角度看，这意味着当前"一刀切"的参考区间可能掩盖真实的病理变化——例如急性胰腺炎患者在晚间检测淀粉酶可能获得假阳性结果，而清晨检测胱抑素C可能高估肾功能损伤程度。

研究还提出两个创新观点：1）血小板相关蛋白的午后波动提示心血管事件风险可能存在昼夜差异；2）肝脏蛋白的双峰节律反映该器官在昼夜不同时段分别侧重代谢调控（夜间）和止血功能（日间）。这些发现为"时间医学"在诊断领域的应用奠定基础，未来可能需要建立生物钟时间（Zeitgeber Time）校正的参考区间，或针对特定检测项目规定标准化采样窗口。

当然，研究存在一定局限，如仅纳入健康男性志愿者，且未完全消除进食等混杂因素。但毫无疑问，这项工作为理解人体昼夜生物学开辟了新视角，其临床启示可能重塑未来实验室医学的实践规范——正如研究者所言："当我们在不同时间检测同个生物标志物时，本质上是在测量不同的生理状态。"这一认知飞跃，或将推动诊断医学进入"生物钟校准"的新时代。