跨平臺(tái)數(shù)據(jù)整合困難與測(cè)量結(jié)果不可重復(fù)，是生命組學(xué)研究長(zhǎng)期以來(lái)面臨的挑戰(zhàn) 。近日，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院（ NIM ）在 轉(zhuǎn)錄組 精準(zhǔn) 測(cè)量方面取得 了 原創(chuàng)性成果，論文 A metrological foundation for absolute transcriptomics using International System of Units-anchored calibrators 發(fā)表于 Nature Communications 。該研究構(gòu)建了具備國(guó)際單位制（SI）溯源性的轉(zhuǎn)錄組絕對(duì)定量校準(zhǔn)體系TranScale，突破了轉(zhuǎn)錄組測(cè)序局限于“相對(duì)比較”的技術(shù)瓶頸，推動(dòng)該領(lǐng)域向“絕對(duì)量化”的范式跨越。

領(lǐng)域 痛 點(diǎn) ： 轉(zhuǎn)錄組 測(cè)序的 “ 相對(duì)性 ”局限

轉(zhuǎn)錄組 測(cè)序（ RNA-seq ）是解析生命活動(dòng)、發(fā)現(xiàn)疾病生物標(biāo)志物的核心工具。然而，受限于實(shí)驗(yàn)批次效應(yīng)（系統(tǒng)偏差）和基因序列差異（序列依賴性偏差），研究者通常只能在同批次內(nèi)比較樣本間的相對(duì)變化。 由于絕對(duì)定量“精準(zhǔn)標(biāo)尺”的長(zhǎng)期缺位， 導(dǎo)致不同實(shí)驗(yàn)室和平臺(tái)的數(shù)據(jù)難以直接整合，同一樣本內(nèi)不同基因的表達(dá)量也無(wú)法直接比較，嚴(yán)重阻礙了臨床通用決策閾值的建立與精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的落地。

核心突破： TranScale —— 為分子測(cè)量錨定 “真值”

針對(duì)上述難題，中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院董蓮華研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)石樂(lè)明教授團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)多年攻關(guān)，研制出 由 100 個(gè)生物仿生轉(zhuǎn)錄子組成的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)體系 —— TranScale 。 該體系包含了 2 套共 4 種標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，且均獲批為國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)（ GBW09352~GBW09355 ），可從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)資源共享平臺(tái)公開(kāi)獲取。 相較于傳統(tǒng)外部控制，該體系具備三大核心技術(shù)優(yōu)勢(shì)：

絕對(duì)定量溯源 ：采用計(jì)量學(xué)高等級(jí)的同位素稀釋質(zhì)譜法，為每個(gè)轉(zhuǎn)錄子賦予 SI 溯源的絕對(duì)拷貝數(shù)濃度標(biāo)準(zhǔn)值。

高度生物仿生：序列設(shè)計(jì)充分涵蓋可變剪接、單核苷酸變異、融合基因等人類 轉(zhuǎn)錄組復(fù)雜 特征。其獨(dú)特的鏡像序列結(jié)構(gòu) ，真實(shí)模擬內(nèi)源基因物理化學(xué)行為的同時(shí)避免分析過(guò)程中的序列干擾。

文庫(kù)特異性校準(zhǔn)： 將 TranScale 作為 “內(nèi)標(biāo)” 與待測(cè)樣本共同處理，建立文庫(kù)特異性的線性校準(zhǔn)模型，捕獲并校正測(cè)序過(guò)程中的系統(tǒng)性及序列依賴性偏差 。

性能飛躍：變異系數(shù)從 85% 降至 25% 以下

在跨實(shí)驗(yàn)室、跨 平臺(tái)及跨建庫(kù) 方式的驗(yàn)證中， TranScale 將基因表達(dá)量的實(shí)驗(yàn)室間變異系數(shù)（ CV ）中位值從 >85% 顯著降低至 <25% ，信噪比（ SNR ）提升 7.9 倍以上，批次效應(yīng)去除效果優(yōu)于目前廣泛使用的 ComBat 等 純計(jì)算 校正工具。更重要的是，該體系首次實(shí)現(xiàn)了任意兩個(gè)基因之間的絕對(duì)量比較，使基于 “ 分子拷貝數(shù) ” 建立普適性的臨床決策閾值成為可能 。

圖 1. TranScale 實(shí)現(xiàn)跨實(shí)驗(yàn)室 RNA 絕對(duì)定量的數(shù)據(jù)統(tǒng)一

意義深遠(yuǎn)：開(kāi)啟定量系統(tǒng)生物學(xué)新篇章

TranScale 的成功開(kāi)發(fā)，為 轉(zhuǎn)錄組 學(xué)研究提供了新的 精準(zhǔn) 測(cè)量工具與標(biāo)準(zhǔn)化思路：

助力精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)： 為大規(guī)模多中心研究提供底層數(shù)據(jù)一致性保障，實(shí)現(xiàn)跨機(jī)構(gòu)生物大數(shù)據(jù)的真正 “ 互聯(lián)互通 ” 。

支撐系統(tǒng)生物學(xué)：絕對(duì)定量的實(shí)現(xiàn)讓研究人員能夠準(zhǔn)確計(jì)量細(xì)胞內(nèi)分子的摩爾比，為構(gòu)建精密的細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模型提供基礎(chǔ)可靠的數(shù)據(jù)輸入。

提供質(zhì)量基準(zhǔn)：首次 將 RNA 測(cè)序 溯源至 S I 單位 ，為生命科學(xué)大數(shù)據(jù)時(shí)代的質(zhì)量控制提供 “ 中國(guó)方案 ” ，標(biāo)志著我國(guó)在 生命組學(xué) 計(jì)量領(lǐng)域步入國(guó)際領(lǐng)跑行列。

中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院 副 研究員張瑜、研究生楊炳文、復(fù)旦大學(xué)副教授郁穎為論文共同第一作者。中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院董蓮華研究員、方向研究員及復(fù)旦大學(xué)石樂(lè)明教授為共同通訊作者。

論文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-70582-1

制版人： 十一

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