近日，《表型组学》（Phenomics）在线发表了四川大学杨浩教授、戴伦治教授、中国科学院杨刚龙教授、北京大学吕继成教授题为“Site-specific quantitative N-glycoproteomics: the great clinical application potential of GlycoQuant”的评述论文。该论文对中国计量院赵洋副研究员、华西医院张勇副研究员等人发表在Phenomics 研究性论文“A novel integrated pipeline for site-specific quantification of N-glycosylation”进行了系统性评价并提供了宝贵意见。

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https://link.springer.com/article/10.1007/s43657-024-00185-7

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糖蛋白是由蛋白质和糖缀合物组成的复杂生物大分子，在各种生物过程中起着至关重要的作用，并与人类健康和疾病密切相关。然而，糖蛋白的复杂结构和功能使其具有庞大的信息容量，这些信息不能简单地从遗传密码中推导出来。因此，糖蛋白质组学研究是非常重要的科学前沿。利用超高分辨率质谱分析完整的糖肽可以提供多维度的信息，包括蛋白质、糖基化位点以及糖缀合物的组成和结构。这种方法已经成为糖蛋白质组学领域的主流。然而，该领域仍然存在许多挑战，例如糖基化修饰的低丰度，糖缀合物的复杂组成和结构，以及肽段和糖缀合物共同裂解产生的碎片离子的复杂性。因此，为了在这一领域取得重大进展，开发临床适用的样本处理方法和准确的定性和定量技术是至关重要的。最近，赵洋等人提出了一种名为GlycoQuant的创新方法，整合了多种工具以实现位点特异性N-糖基化的精确测量。具体而言，它是一个整合优化的糖蛋白IgG样本预处理方法、先进质谱分析方法（EThcD-sceHCD）、Byonic软件定性、PANDA软件定量、数据处理方法和临床应用的流程或系统。这种方法在直接从临床样本中准确量化完整N-糖肽方面展示了巨大潜力。来自不同领域专家的意见可以为这项工作的意义和影响提供宝贵的见解。该评论旨在探讨并呈现专家在各自领域的观点，以便为更广泛的受众阐明这项工作的影响。

分析完整N-糖肽的主要挑战之一是获得高质量的糖肽谱图并比较不同临床样本中糖肽的丰度。然而，赵洋等人开发了一种名为GlycoQuant的突破性解决方案。该方法结合了两项关键技术：质谱裂解方法（EThcD-sceHCD）和用于批量定量完整N-糖肽的先进软件工具（PANDA v.1.2.5）。EThcD-sceHCD技术因其能够提供优质谱图和更深层次的鉴定而脱颖而出，而PANDA软件已被作为蛋白质组定量分析的高效工具。赵洋等人成功地展示了该流程在复杂样本中的广泛适用性。GlycoQuant解决方案的开发有望提升未来研究在这一领域的范围和效率。

利用GlycoQuant策略，作者解析了肾病患者的IgG N-糖基化模式，并明确其作为区分健康人群（HC）和慢性肾病患者（CKD），特别是作为膜性肾病（MN）和IgA肾病（IgAN）患者的生物标志物的潜力。不仅如此，作者还成功量化了各组间显著差异的N-糖肽，表明其潜在的诊断价值。GlycoQuant的使用突显了新技术在促进临床诊断中的重要性。该工具的推出，有望使研究人员能够更好的解决糖肽鉴定和定量的难题。该工具中五个步骤的清晰划分，包括样本准备、LC-MS/MS分析、Byonic鉴定、PANDA定量以及R编程软件进行的生物信息学分析，确保了系统且全面的样本评估。这种全流程的解决方案推动了该领域的进步，使得研究结果更为可靠、有效，且稳健性更易受到研究者的认可。值得注意的是，该流程的可及性可能仅限于配备特定MS仪器和软件的实验室。此外，PANDA中某些用户定义参数的经验性质，例如用于XIC构建的保留时间（RT）间隙截止值，可能会导致不同研究组间定量结果的差异。这给开发者将来针对样本类型和应用场景优化该工具留下了空间。

大量研究已经证实，糖基化异常是自身免疫疾病或免疫介导肾病发生和发展的重要因素。例如，在包括类风湿性关节炎、系统性红斑狼疮和PLA2R抗体相关膜性肾病的疾病人群中，自身抗体IgG中唾液酸或半乳糖的缺失显著增加。这些异常糖基化还与某些疾病的表型或进展有关，其可能通过影响ADCC效应或通过凝集素途径激活补体系统来潜在地影响器官损伤。然而，大多数研究由于技术限制，难以快速或准确地检测糖类型。因此，不同疾病中涉及的关键糖类型仍然不清楚。赵洋等人开发的快速准确的N-糖解析策略在临床应用中具有重要潜力，包括疾病辅助诊断、进展和转归的监测和对治疗的指导作用。

赵洋等人在量化N-糖基化方面的创新贡献是糖蛋白质组学领域的一大进步。GlycoQuant流程有望发现新的CKD生物标志物并提高诊断准确性。我们期待这一方案将来能广泛应用于临床诊断中的糖蛋白质组表征，包括O-糖蛋白质组，并应用于其他疾病的研究与表征。然而，在临床应用之前，必须按照监管机构的要求进行外部质量评估（EQA）。

杨浩教授

杨浩 博士，研究员，博士生导师。四川大学华西医院器官移植研究所、国家卫健委移植工程与移植免疫重点实验室、四川大学疾病分子网络前沿科学中心PI。四川省卫健委学术技术带头人后备人选，全球抗新冠质谱联盟成员。研究方向为生物技术药物与蛋白质组学。致力于发现并建立重大疾病的生物标志物图谱及其辅助分类系统，并进行多价态创新蛋白质药物的研发，以实现对肿瘤、器官移植等重大疾病的诊断与干预。近年来以第一或通讯作者在PNAS、Nucleic Acids Research、Biomaterials、Theranostics等本领域高水平期刊发表论文近40篇，获授权中国发明专利11项，美国发明专利2项。主持科技部重点研发计划子课题、国家自然科学基金面上项目和省科技厅国际合作项目等10余项研究。

杨刚龙教授

杨刚龙，博导，中国科学院过程工程研究所，研究领域为蛋白质糖基化修饰解析与细胞改造。

戴伦治教授

戴伦治，四川大学生物治疗全国重点实验室，研究员，博士生导师，博士后合作导师。2000-2004年同济大学学士，2004-2009中国科学院博士，2009-2014芝加哥大学博士后。衰老研究是生物医学研究的最前沿，旨在为人类提供更健康、更长寿的生活。衰老是一个复杂的生物学过程，涉及大量分子，如蛋白质、蛋白质翻译后修饰、代谢物等，的异常表达和调控。深入探索这些分子在衰老过程中的动态变化、功能和作用机制，对寻找衰老生物标志物，发现有效的衰老干预靶点至关重要。围绕衰老这一核心科学问题，课题组主要从事两个方面的研究工作:1）建立蛋白质翻译后修饰组学新技术新算法；2）基于修饰组学新技术研究器官和细胞衰老的新机制新靶点。

吕继成教授

吕继成，医学博士，教授，主任医师，博士研究生导师，国家杰出青年基金获得者(2019)科技部中青年科技创新领军人才(2018)教育部新世纪优秀人才(2012)获得者。1999年毕业于山东大学医学院(原山东医科大学)，2004年获得北京大学医学博士学位，2009-2010年澳大利亚乔治国际健康研究所从事临床研究工作。中国研究型医院学会肾脏病专委会委员;北京市中西医结合协会常委;中国中药协会肾脏病专委会常委;曾任美国肾脏病协会临床杂志(CJASN)编委、KDIGO国际肾小球肾炎临床实践指南及KDIGO慢性肾脏病高血压临床实践指南更新受邀专家。以第一作者或通讯作者在国际医学期刊发表SCI论文30多篇，包括国际医学四大期刊的Lancet、JAMA杂志。多项成果引入KDIGO国际肾脏病临床实践指南或者被国际期刊/F1000重点推荐。是目前IgA肾病领域最大的国际多中心临床试验TESTING研究的学术委员成员和主要设计者之一。