不同类型的研究中血液样本选择小锦集

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不同类型的研究中血液样本选择小锦集前言

寄送血液样本开展各种研究时，经常会被要求提供血浆、血清、白细胞、全血等样本。我们按照要求准备的同时，是否有考虑过为什么选择这种而不是其它类型？今天小编就带大家一探究竟。

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首先，咱们需要先对血液成份进行简单介绍，基于各组成部分内容物的差异，来分析怎样取样才能达到咱们科研的要求。血液是多种物质和细胞的混合物，由血浆和游离在其中的血细胞组成。血细胞又包括红细胞、白细胞和血小板。这些物质和细胞的质量各异，所以采集好的血液静置一段时间后就会出现分层的现象。而咱们常说的血清，指的是血液凝固后析出的无色透明液体。所以，其与血浆之间的差异除颜色外，在成份方面也有不同。比如血浆中含有凝血因子，而血清中没有，反而血清中含有很多抗体。



图1 血液的组成

基于上述信息，我们根据不同项目类型来介绍如何选择血液样本。

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通过液体活检进行肿瘤循环游离DNA（ctDNA）检测：选择血浆或血清样本。

之所以选择血浆或血清样本，因为ctDNA是肿瘤细胞发生凋亡、坏死破裂后释放或者主动分泌到血液中的DNA片段，通过检测这些片段可以进行肿瘤的早期筛查、术后监测等。如果我们选择的样本中带有白细胞，因为白细胞自身具有细胞核，这时如果白细胞破裂就会造成DNA流出，最后与ctDNA混合在一起就会造成DNA污染，使检测结果不准确。所以在分析ctDNA时一定要防止白细胞污染。但被分离掉的白细胞也不是一无是处，它可以作为ctDNA的背景基因组DNA对照。所以在进行这些研究时一定要去除血细胞的影响。

在血浆和血清的选择中，许多研究都推荐血浆样本，也仍有研究使用血清样本进行检测。还有少数研究者对血浆和血清样本的ctDNA分析结果进行比较[1]。结果发现，血清中大片段DNA的含量更高，而＜800bp的cfDNA的含量在血浆和血清中相似。并且血浆样本可以最大限度的减少对肿瘤来源DNA的稀释。由此可以看出，在研究ctDNA时最好选择血浆样本，而血清样本也是可以的。

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人全基因组重测序、外显子组测序研究：

使用全血样本或者分离的白细胞。

首先不管是基因组重测序还是外显子组测序，都需要的是基因组DNA作为起始样本。对个体而言，不管组织或者细胞类型如何，基因组DNA在理论上是一样的，所以可以直接使用全血样本进行。除此之外，因为在全血中红细胞和血小板都没有细胞核，所以实际上我们提取的全血基因组DNA主要就是白细胞的DNA。所以这种情况下，我们可以选择全血，也可以选择分离的白细胞。

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人转录组测序研究：根据不同目的，

可以选择全血、血浆/血清样本。

正常转录组测序可以选择全血，如果进行细胞外囊泡的转录组测序，则需要先分离血浆再分离囊泡。另外目前还有研究以miRNA作为癌症早筛或者治疗相关的生物标志物，这时可以选择血浆或者血清样本。

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蛋白组学、代谢组学、脂质组学研究：

血浆/血清样本。

在这一类研究中，一般不选择全血。推测原因可能是因为从采集完血液样本到处理的过程中血细胞还会有微弱的代谢，从而会影响最终结果，所以血浆和血清样本是更好的选择。在这几类研究中血浆和血清的使用可以说势均力敌，那我们自己的研究中到底选择谁更合适呢？这里我们通过对两者的溯源来提供一些参考。

血清是正常凝血过程发生后剩余的血液，血液成分（红细胞和白细胞和血小板）以及参与凝血的相关蛋白都被去除，纤维蛋白凝集成团也被去除，所以导至血清蛋白质浓度低于血浆蛋白质的浓度。而血浆是用抗凝血剂处理血液（防止发生凝血）再离心除去血细胞后得到的，里面含有凝血因子等蛋白。另外，血浆和血清的准备过程也有差异，比如血浆样本的制备过程中需要低温离心机。所以在我们实际的项目中需要根据具体情况做出选择：比如，现场缺少低温离心机则可以选择血清样本；如果想研究凝血因子等相关蛋白，那可以选择血浆样本[2]。

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临床检测中：全血/血清/血浆。

因为在组学研究中很少会用到临床方面的检测，所以这个方向在这里做简单介绍。临床检测中全血、血清和血浆样本都会用到，需要根据具体情况来确定。比如血常规检测等就需要全血样本，而检测C反应蛋白、血液三项、免疫常规等则需要血清样本。

以上介绍了几种常见组学项目类型中血液样本的选择原则及原因，可以看出不管哪种形式的样本，都需要先采集全血后才能进行后续分离。但不同类型的样本需要的采集管有所不同：全血或者血浆样本，要防止发生凝血，所以需要采用含有抗凝剂的抗凝管（比如EDTA抗凝管等）来收集全血；而血清样本则需要血液发生凝固，所以要使用不加抗凝剂的采集管来采集全血。而不管是哪种形式的样本，都要避免发生溶血[3]。因为溶血后会影响许多生化指标，导至结果不准确。


参考文献

[1] Jee-Soo Lee, Miyoung Kim , Moon-Woo Seong, et al. Plasma vs. serum in circulating tumor DNA measurement: characterization by DNA fragment sizing and digital droplet polymerase chain reaction. Clin Chem Lab Med. 2020 Mar 26;58(4):527-532. doi: 10.1515/cclm-2019-0896.

[2] Haleem J Issaq, Zhen Xiao, Timothy D Veenstra. Serum and Plasma Proteomics. Chem Rev. 2007 Aug;107(8):3601-20. doi: 10.1021/cr068287r. Epub 2007 Jul 18.

[3] Mario Plebani, Giuseppe Banfi, Sergio Bernardini, et al. Serum or plasma? An old question looking for new answers. Clin Chem Lab Med. 2020 Jan 28;58(2):178-187. doi: 10.1515/cclm-2019-0719.