Seer公司 Proteograph 技术简介

Seer公司成立于2017年，总部位于美国加利福尼亚州旧金山，该公司利用其开发的Proteograph技术来进行大规模、平行、无偏、自动化、快速和低成本的蛋白质组学数据挖掘，并利用先进算法来分析这些数据，开发first-in-class液体活检产品，用于疾病的早期诊断和筛查。

Seer在2020年12月纳斯达克IPO，募资~1.6亿美元，目前市值40亿美元。

痛点：

如何像profiling基因组信息一样得到蛋白质组信息是一个挑战。

例如，人类血浆，预估有10000+种蛋白，但是他们的浓度分布有10个数量级的差别，从mg/mL到pg/mL，这在现存质谱技术平台下会造成结果的偏差。目前缺乏高通量、无偏好、快速的profiling蛋白质组的方法，特别是针对低丰度蛋白和多肽的检测方法。

Seer的解决方案：

在质谱之前进行高度平行的蛋白质分离，具体讲，提供了一种可扩展、高效的蛋白质鉴定和定量平台，利用多种超顺磁性氧化铁纳米颗粒(superparamagnetic iron oxide，SPIONs，NPs)独特的表面物化特性，可与蛋白组进行特定的相互作用，从而形成纳米颗粒表面的“蛋白冠”。

重点：每种纳米颗粒与蛋白质组（例如血浆），在特定条件下，所形成的“蛋白冠”不受每个蛋白浓度的影响。

文章中展示了三种纳米颗粒的实验结果，结构如下：

ζ电位(ζ)分析他们的表面电荷量，在pH为7.4时，ζ值分别为−36.9、+25.8和−0.4 mV，代表负、正和中性表面。

NP的表征套路，从左至右：核心与表层结构；电镜检测形态；动态光散射测试粒径大小；高分辨率电镜检测形态和表层结构；XPS检测元素构成。

使用和操作流程：

工作流程包括四个步骤:

(1)NP -血浆孵育，蛋白冠形成;

(2)磁力纯化NP蛋白冠复合物;

(3)蛋白冠的消化和纯化;

(4) LC-MS/MS分析。

以上步骤可以在大约7个小时完成，Seer对此开发了自动化设备（移液平台模块，与核酸自动纯化平台相似）：

质谱结果（针对同一个样品的测试结果）：

多肽的检测结果：CompleteIDs，三次重复中都可以检测到的多肽数量。与纯血浆相比，10种NPs在多肽捕获方面还是有明显提升。

检测到的蛋白种类：经过含有10种NPs Panel进行蛋白冠操作，使用DDA LC-MS/MS (1% protein and peptide FDR)，总共可以得到1000+种蛋白，而未经处理的血浆得到大约200种。

检测精度：CV%分布方面，基本稳定在25%左右，纯血浆18%。

检测浓度与蛋白丰度的关系：斜率的减小表明蛋白质信号强度的动态范围随丰度的变化而减小，即NPs可以通过亲和力结合有效地归一化（normalize）蛋白质丰度，从而有效地降低蛋白冠中丰度的动态范围，有利于低丰度蛋白的检出。

Biomarker捕获数量：总数大于纯血浆检测结果。

5个NPs Panel的实战检验（针对141个NSCLC样本的测试结果）：

检测到的蛋白数量：明显高于纯血浆中捕获的蛋白种类。

聚类结果：纯血浆明显的聚为一类，5种NP各自为阵，说明每种NP在不同样本间的捕获“喜好”基本一致。

 ROC曲线量化健康与早期NSCLC患者的分类表现：0.91。

总结：

1. 文中所公布的结果还是比较“保守”的，因为作者基本都是seer的员工，从学术的角度呈现该平台技术的亮点即可，暂时没有必要披露太多，毕竟有可能言多必失（更好和更差的数据都没有公布）。

2. 平台技术的扩展性：其他体液样本、其他检测靶标（非蛋白类，比如代谢组），原理上同样适用，极大的扩展了现有质谱平台的可用性；另外，蛋白质互作也可以是应用方向。

3. 文中前3个示例NPs均来自国内学者发表的成果：

产学研的重要性啊！科研成果要有对应的应用方向，不一定是起初的设计。另外，Seer的团队中也很多华人科学家的身影。

Seer的最近成立了子公司PrognomIQ，并获得了5500万美元的资助：“PrognomIQ将利用Seer的Proteograph技术，以前所未有的深度、广度和规模进行无偏蛋白质组学分析。PrognomIQ计划将这种独特的蛋白质数据与基因组学和其他组学数据结合起来，创建一种用于健康和疾病检测的差异化多组学方法。”

至此，Seer将继续对平台技术进行加强，PrognomIQ在应用端开始发力，这种双簧组合看起来不错，有illumina+Grail的意思。

重要专利：

WO2019209888A1/WO2020096631A2/WO2020198209A1