基因組學和蛋白質(zhì)組學是相互關(guān)聯(lián)的，而不是分開的，但是蛋白質(zhì)組學在功能上更為復雜。人類有2.5萬個單獨的基因，但是有超過100萬個不同的蛋白質(zhì)類型。因為DNA由4個核苷酸堿基組成，而蛋白質(zhì)由20種不同的氨基酸組成。磷酸化、乙?；头核鼗确g后修飾改變了蛋白質(zhì)成型和功能。這就造成了雖然一個人的基因組基本不會改變，但是一個人的蛋白質(zhì)組是動態(tài)的，是完全個體差異化的。

圖片來自：SEER Inc 2023年報

在后基因組時代，蛋白質(zhì)組學在疾病預測和個性化醫(yī)療中的潛力也備受矚目，通過高通量血漿等體液的蛋白質(zhì)組學檢測，可以實現(xiàn)對多種疾病的早期預測和精準治療；蛋白組學檢測也是生物藥物研發(fā)領(lǐng)域的重要工具、扮演著新興標記物發(fā)現(xiàn)和定量、新治療靶點發(fā)現(xiàn)、藥物有效性評估等關(guān)鍵角色。

蛋白組檢測的兩大方向——超靈敏檢測和超多重檢測

包括翻譯后修飾在內(nèi)的蛋白質(zhì)的種類超過100萬種，22種高豐度蛋白質(zhì)占據(jù)了血漿總蛋白質(zhì)量的99%，主要包括白蛋白、IgG、纖連蛋白、IgA、轉(zhuǎn)鐵蛋白、C3/C4補體和脂蛋白等，剩余的100萬種蛋白質(zhì)含量總和僅占血漿總蛋白質(zhì)量的1%，因此含量極其低，一般含量在pg/ml級別。

這些低豐度蛋白質(zhì)往往包括一些在生命過程中起關(guān)鍵性作用的蛋白質(zhì)，如功能調(diào)控蛋白、各類型細胞因子和免疫多肽等。由于數(shù)量龐大、組成復雜、易受高豐度蛋白質(zhì)的掩蓋、屏蔽作用影響，現(xiàn)有的LC-MS/MS檢測手段難以發(fā)現(xiàn)、分離和鑒定大多數(shù)低豐度蛋白質(zhì)已成為制約蛋白質(zhì)組研究的瓶頸之一。

因此，如何提升蛋白質(zhì)組學研究的檢測下限和靈敏度，成為研究者們亟待解決的難題。

圖片來自：Molecular & Cellular Proteomics 2(10):1096-103

蛋白質(zhì)組的變化提供了細胞/機體生命活動的快照，這是因為細胞主要通過調(diào)節(jié)其蛋白質(zhì)的活性和水平來響應內(nèi)外部環(huán)境的變化。但是蛋白質(zhì)功能的復雜性也意味著檢測單一蛋白質(zhì)并不能了解生命機體的全貌，反倒是多個蛋白質(zhì)的一致性變化更能清晰的解析疾病的蛋白指紋譜，以及藥物作用的蛋白質(zhì)靶標級聯(lián)反應路徑。因此開發(fā)超多重蛋白組檢測工具對藥物開發(fā)和臨床精準醫(yī)學的深入開展具有重要意義，運用場景廣闊。

在藥物開發(fā)領(lǐng)域，目前來看，大部分人類疾病也是由于蛋白質(zhì)變化而引起的，95%的FDA批準的藥物均以蛋白質(zhì)為靶點，蛋白質(zhì)組學技術(shù)可以幫助開發(fā)新藥或改進現(xiàn)有藥物。

例如，通過分析藥物處理后細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的變化，研究人員可以更好地理解藥物的作用機理和毒理。在藥物臨床試驗中，蛋白組檢測可輔助臨床入組病人選擇、用藥監(jiān)測等，能夠有效提升藥物臨床研究的成功率，目前需要生物標志物監(jiān)測的腫瘤藥也逐漸成為主流。根據(jù)Biodesix 2022年報披露，使用Biomarker進行癌癥藥物的臨床試驗比例從2000年的15%，已上升至2018年的55%。

在臨床精準醫(yī)學領(lǐng)域，蛋白質(zhì)組學被用來識別與特定疾病相關(guān)的蛋白質(zhì)標記物，如癌癥、心臟病和神經(jīng)退行性疾病。通過分析疾病狀態(tài)和正常狀態(tài)下的蛋白質(zhì)表達差異，研究人員可以發(fā)現(xiàn)潛在的生物標志物Biomarker，后續(xù)進行開發(fā)作為伴隨診斷的產(chǎn)品，用于精準疾病分型、早篩、診斷、療效觀測及用藥方案調(diào)整、預后分析等。

開發(fā)以高速液滴生成和集成式表面陣列傳感為核心的蛋白組學檢測技術(shù)

為了加快蛋白組學檢測產(chǎn)品的研發(fā)和商業(yè)化，柵極芯致組建了一支經(jīng)驗豐富的交叉學科研發(fā)團隊，核心團隊涵蓋半導體，微流控，試劑開發(fā)及AI算法等背景，在生物傳感和IVD微流控技術(shù)方面有多年的技術(shù)積累，同時在蛋白標志物的篩選發(fā)現(xiàn)和臨床應用方面有豐富的產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)驗。

其中CEO張清洋博士，畢業(yè)于Johns Hopkins University材料工程系，擁有豐度的半導體微納工藝經(jīng)驗，曾任職于華星光電等企業(yè)；CTO具有半導體和微流控專業(yè)背景，具有十年IVD體外診斷設備和耗材開發(fā)經(jīng)歷，曾任職于華大智造和萬孚生物等IVD頭部企業(yè)。

另外公司研發(fā)團隊也包括pTau-217 Simoa檢測試劑盒開發(fā)經(jīng)驗的資深研發(fā)科學家以及10多年化學發(fā)光、電化學發(fā)光、抗體核酸偶聯(lián)的試劑研發(fā)專家。

柵極芯致聚焦于將先進半導體技術(shù)應用于蛋白組學的超靈敏蛋白檢測及超多重蛋白檢測領(lǐng)域的研發(fā)，核心目標是為生命科學上游、新藥研發(fā)及臨床診斷開發(fā)更多高效、快速、低成本和便攜化的蛋白組檢測設備及試劑。

團隊開發(fā)了全球首創(chuàng)的集成式表面陣列傳感系統(tǒng)（ISAS），通過在晶體管光電傳感器表面集成特殊封裝工藝，可實現(xiàn)片上1:1多通道熒光成像。該系統(tǒng)可替代目前使用的熒光顯微成像系統(tǒng)，可以實現(xiàn)一鍵式自動成像檢測，使檢測儀器變得方便快捷；在成本上比精密光學系統(tǒng)的成本有指數(shù)級的優(yōu)勢；另外還具備大視野、易集成等優(yōu)勢。

>>>>第一條管線：針對目前行業(yè)內(nèi)特定疾病蛋白靶點檢測靈敏度不高的問題

基于獨創(chuàng)的高速液滴生成的微流控芯片及ISAS檢測芯片，柵極芯致產(chǎn)品矩陣中的Drip單分子免疫檢測平臺可以突破傳統(tǒng)蛋白檢測的下限，實現(xiàn)飛克級別的蛋白檢測。

該平臺從檢測設備及耗材成本上較現(xiàn)有基于微孔芯片的單分子免疫產(chǎn)品有十倍數(shù)量級的下降，同時檢測的穩(wěn)定性和準確性也不受傳統(tǒng)微孔芯片磁珠存在落孔率的影響，有望加速單分子免疫設備在科研端及臨床端的普及，從而幫助疾病的早期篩查和藥物干預。

>>>>第二條管線：針對目前蛋白靶點種類和數(shù)量過多的大panel檢測痛點

通過自研的PXA試劑技術(shù)及ISAS基因芯片，柵極芯致產(chǎn)品矩陣中的超多重陣列芯片檢測平臺，可以實現(xiàn)單張芯片完成千重靶點的多重檢測，為蛋白組差異分析提供一種更靈活的檢測方式。

柵極芯致利用自身在微流控及半導體領(lǐng)域方面的優(yōu)勢，集中精力在核心模塊實現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和突破，通過對一個或者多個模塊的優(yōu)化改進，從而對檢測平臺在系統(tǒng)層面有相當大的改善，最終體現(xiàn)在檢測平臺測試結(jié)果的性能及成本相較于國外行業(yè)標桿有大幅的改善或下降。

第一代原理樣機已通過驗證，多線并舉打造蛋白組學綜合檢測平臺

據(jù)悉，柵極芯致的第一代原理樣機已經(jīng)通過驗證，并在進一步優(yōu)化后將快速推向市場。

為了將超靈敏和超多重的蛋白組檢測平臺快速推向市場，柵極芯致目前即將啟動新一輪融資。隨著新一輪資金的到位，柵極芯致在未來的研發(fā)規(guī)劃方面會持續(xù)地進行底層技術(shù)的創(chuàng)新。

首先，憑借在半導體光電傳感領(lǐng)域深耕數(shù)年，柵極芯致針對全球首創(chuàng)的集成式表面陣列傳感系統(tǒng)（ISAS）進行2.0版本的迭代更新。

其次，柵極芯致會持續(xù)加大試劑方面的研發(fā)力度，尤其是抗原抗體核心原材料的開發(fā)，核心原材料的自主可控可以為產(chǎn)品開發(fā)提供更好的保障，另外對抗原抗體等核心原材料的穩(wěn)定性驗證，同時試劑的配方和優(yōu)化等多方向研發(fā)工作會明顯地提升蛋白組學檢測的性能。

再次，柵極芯致會更加重視蛋白組學在科研和臨床方面的應用開發(fā)，積極參與科研及藥物開發(fā)過程中的靶點發(fā)現(xiàn)和檢測。

最后，柵極芯致也會逐步突破目前現(xiàn)有方法學的限制，在方法學層面進行更多的嘗試和創(chuàng)新，希望通過檢測方法學的創(chuàng)新而引領(lǐng)蛋白組學的發(fā)展。 

轉(zhuǎn)載來源：動脈網(wǎng) 作者：李汶蕓