在臨床方案設(shè)計(jì)中俊庇，不同的實(shí)驗(yàn)階段有不同的目的狮暑，需要納入的樣本量也有不同，“越多越好”并不是一個合乎邏輯的答案辉饱，下述文章非常詳細(xì)地解答了臨床方案設(shè)計(jì)中的各種問題，提供給大家參考拣展。
引言
在人類2萬多種疾病中只有一小部分可以進(jìn)行準(zhǔn)確彭沼、靈敏的診斷檢測，人們迫切需要新的生物標(biāo)志物來改進(jìn)當(dāng)前的診斷和預(yù)后分析方法备埃⌒栈螅基于組織、血漿按脚、呼出氣冷凝液于毙、唾液和尿液等生物樣本的蛋白質(zhì)組學(xué)分析，是發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物辅搬，推進(jìn)各種疾病預(yù)防唯沮、診斷和治療的有力方法。
基于質(zhì)譜技術(shù)發(fā)現(xiàn)蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物的過程中堪遂，存在大量容易忽略的問題介蛉，如研究隊(duì)列的選擇、統(tǒng)計(jì)功效的評估溶褪、樣本的盲法和隨機(jī)化币旧、樣本和數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制等。2021年8月猿妈，美國西北太平洋國家實(shí)驗(yàn)室Thomas O. Metz課題組在Nature Protocols發(fā)表了題為“Tutorial: best practices and considerations for mass-spectrometry-based protein biomarker discovery and validation”文章吹菱，描述了在生物標(biāo)志物探索中每個步驟的基本原理巍虫、干擾因素和潛在問題，為提高生物標(biāo)志物開發(fā)研究的嚴(yán)謹(jǐn)性和可重復(fù)性提供了參考鳍刷。
內(nèi)容概覽
01研究階段
生物標(biāo)志物的開發(fā)通常分為三個階段：
發(fā)現(xiàn)階段：主要基于非靶向蛋白質(zhì)組學(xué)分析垫言，識別和量化盡可能多的蛋白質(zhì)，從而篩選出數(shù)十到數(shù)百個候選生物標(biāo)志物倾剿，以便在驗(yàn)證和確認(rèn)階段進(jìn)一步評估筷频。?但由于成本、物流前痘、檢測通量等影響因素凛捏，該階段使用的樣本量通常較為有限。
驗(yàn)證階段：通過靶向質(zhì)譜驗(yàn)證疾病組和對照組之間存在顯著豐度差異的目標(biāo)肽芹缔。所需的樣本數(shù)量取決于疾病的復(fù)雜性坯癣、先前的研究和分析試驗(yàn)的平臺，可通過功效分析來確定最欠。
確認(rèn)階段：通過分析擴(kuò)大或獨(dú)立隊(duì)列的相同疾病個體樣本示罗，確認(rèn)生物標(biāo)志物在疾病中的效用。通常芝硬，只有少數(shù)（3-10個）候選生物標(biāo)志物可進(jìn)入確認(rèn)階段蚜点。這一階段通常通過免疫分析（如 ELISA）或靶向質(zhì)譜分析（如果沒有特異性抗體）進(jìn)行。與驗(yàn)證階段類似拌阴，樣本數(shù)量可通過功效分析確定绍绘，并取決于多種因素，如候選生物標(biāo)志物的數(shù)量等迟赃。
02隊(duì)列選擇及研究設(shè)計(jì)
隊(duì)列選擇：準(zhǔn)確預(yù)測疾病生物標(biāo)志物的關(guān)鍵是選擇具有代表性疾病病例樣本及匹配的非疾病樣本陪拘。許多疾病受性別、年齡纤壁、體重左刽、種族/民族、合并癥和既往病史的影響酌媒，因此在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮這些因素欠痴，盡可能匹配實(shí)驗(yàn)組和對照組♀捎樱可能需要額外的樣本或比較組來解釋由協(xié)變量（協(xié)變量是一個獨(dú)立變量不為實(shí)驗(yàn)者所操縱,但仍影響響應(yīng),例如年齡）引起的多因素疾病斋否。
研究設(shè)計(jì)：觀察性研究可能會使用多種不同的研究設(shè)計(jì)方法，例如動物實(shí)驗(yàn)拭荤、個案研究茵臭、病例對照研究、臨床試驗(yàn)舅世、隊(duì)列研究旦委、系統(tǒng)綜述和薈萃分析等奇徒，每種設(shè)計(jì)具有不同程度的偏差，可通過逆概率加權(quán)或貝葉斯方法等統(tǒng)計(jì)方法調(diào)整偏差缨硝。
功效分析：研究對象和樣本數(shù)量取決于所選定的研究設(shè)計(jì)摩钙，而研究設(shè)計(jì)本身取決于科學(xué)問題和預(yù)期推論。在具有一定統(tǒng)計(jì)顯著性的前提下查辩，功效分析提供了一種獲得所需研究對象和樣本數(shù)量的估算方法胖笛。在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過程中，需要權(quán)衡給定樣本量下蛋白質(zhì)數(shù)量和豐度差異倍數(shù)宜岛。（常用功效分析工具：G*Power）
03樣本收集长踊、處理、儲存萍倡、跟蹤
發(fā)現(xiàn)階段工作流程和注意事項(xiàng)
驗(yàn)證和確認(rèn)階段工作流程和注意事項(xiàng)
04成功的生物標(biāo)志物實(shí)例
研究討論
生物標(biāo)志物的開發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的任務(wù)，有多個研究階段和失敗點(diǎn)列敲。因?yàn)檠芯恳?guī)劃和執(zhí)行過程中忽略了多種重要因素阱佛，許多已發(fā)表的生物標(biāo)志物研究尚未得出結(jié)論或結(jié)論不可重復(fù)。目前樣本數(shù)量少戴而、候選物缺乏適當(dāng)驗(yàn)證是研究中的主要挑戰(zhàn)凑术，這表明更優(yōu)的研究設(shè)計(jì)、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和質(zhì)量控制是非常必要的填硕。
分析足量樣本面臨的挑戰(zhàn)是數(shù)據(jù)通量低和成本高麦萤，但隨著質(zhì)譜技術(shù)的不斷進(jìn)步，將在分析大規(guī)模樣本以開發(fā)生物標(biāo)志物方面發(fā)揮重要作用扁眯。
綜上，基于質(zhì)譜蛋白質(zhì)組學(xué)是生物標(biāo)志物開發(fā)的重要手段翅帜，從研究設(shè)計(jì)到實(shí)驗(yàn)執(zhí)行姻檀，再到數(shù)據(jù)分析每個步驟都需要嚴(yán)謹(jǐn)、規(guī)范涝滴。
