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这篇综述聚焦于个性化医学中的多组学质量评估。欧洲转化医学基础设施（EATRIS）整合资源，从样本处理、数据生成到整合及资源传播多方面发力。其相关举措助力提升数据质量，推动多组学在个性化医学中的应用，为精准医疗发展提供关键支持，值得一读。
多组学在个性化医学中的重要性及质量评估的必要性
在个性化医学领域，精准地检测生物变量对于疾病诊断、预后判断以及治疗方案选择意义重大。多组学技术能够同时对核酸、蛋白质、代谢物等众多分子实体进行定性和定量分析，为医生提供全面的分子信息，进而帮助制定更具针对性的治疗策略。例如，通过分析患者的基因组信息，可预测其对特定药物的反应，实现精准用药。
然而，随着多组学技术在临床诊断和研究中的广泛应用，数据质量的重要性愈发凸显。不准确的数据可能导致错误的诊断结果和治疗决策，严重影响患者的健康。因此，确保多组学数据的高质量成为了该领域的关键任务。这不仅要求遵循数据的可发现、可访问、可互操作和可重用（FAIR）原则，还需要在整个多组学研究过程中进行严格的质量评估（QA）和质量控制（QC）。
EATRIS 及其在多组学质量评估中的作用
欧洲转化医学基础设施（EATRIS）在多组学质量评估中发挥着核心作用。它汇聚了各类技术、专业知识和服务资源，为研究人员提供了一个综合性平台，贯穿从研究构思、实验设计到数据再利用的整个转化医学流程，有效避免了研究中的 “孤岛” 现象。
EATRIS-Plus 项目作为 EATRIS 的重要组成部分，致力于为个性化医学研究提供创新工具，推动 EATRIS 的长期可持续发展。该项目生成了包含约 100 名健康个体的多组学数据集，并通过一系列质量评估措施，确保数据的可靠性和有效性，这些数据将为后续的生物医学研究、医疗保健和药物研发提供重要参考。
评估预分析样本处理方法的能力验证
能力验证（PT）计划是评估实验室检测能力和确保数据质量的重要外部质量评估工具。参与 PT 计划，实验室可以将自身的检测结果与同行进行对比，从而发现实验流程中的优势与不足。例如，在样本处理环节，实验室能够通过 PT 计划评估不同样本处理方法的效率，及时发现潜在问题并加以改进，确保后续组学分析的样本质量。
在 EATRIS-Plus 项目中，卢森堡综合生物样本库（IBBL）开展了针对生物样本处理的 PT 计划。2020 - 2022 年期间，有两个参与组学分析的 EATRIS-Plus 合作伙伴参与了 26 项处理方案。从实际效果来看，参与 PT 计划的实验室在样本处理质量上有了显著提升，这充分证明了 PT 计划在多组学研究中的重要价值。
用于质量评估的多组学参考材料
在多组学研究中，选择合适的参考材料对保证数据质量至关重要。由于生物样本分析方法众多，不同方法可能导致结果差异巨大，因此需要可靠的参考材料作为衡量标准。
EATRIS-Plus 项目的各个实验室在日常工作中广泛使用高质量参考材料，包括商业参考材料和研究参考材料。商业参考材料常用于长期质量评估，可帮助实验室比较不同时间和不同实验条件下的数据质量。然而，部分组学技术缺乏能够覆盖整个实验流程的商业参考材料。
研究参考材料方面，EATRIS-Plus 项目引入了复旦大学的四重奏多组学参考材料。这些材料涵盖了 DNA、RNA、蛋白质和代谢物，来源于一个家庭的四人（父母和同卵双胞胎女儿）的 B 淋巴母细胞系。通过使用四重奏参考材料，实验室能够对多组学技术平台进行全面的质量评估。例如，在全基因组测序分析中，可从测序数据的前期比对、后期比对以及变异检测结果等多个环节进行质量评估，确保测序数据的准确性和可靠性。
EATRIS-Plus 设施的能力验证
利用四重奏参考材料，EATRIS-Plus 项目对参与实验室的多组学分析能力进行了全面的能力验证。在质量评估过程中，针对不同组学技术制定了多种质量指标。定性组学中，常用 F1 分数衡量检测结果的准确性，该指标综合考虑了假阳性和假阴性情况；在定量组学方面，采用基于比率的参考数据集评估 DNA 测序（DNA-seq）、RNA 测序（RNA-seq）、蛋白质组学和代谢组学数据的批内熟练度和批间重复性，通过计算测试数据集与参考数据集之间的皮尔逊相关系数来描述定量的准确性，利用信噪比（SNR）来研究 “病例” 与对照组之间的差异。
以液相色谱 - 质谱（LC-MS）蛋白质组学分析为例，实验室 L2 使用四重奏参考材料对六种不同的 LC-MS 蛋白质组学实验方案进行了评估。根据评估结果，实验室能够选择最适合特定研究目的的实验流程，提高研究的准确性和可靠性。
EATRIS-Plus 多组学数据集
EATRIS-Plus 项目构建的多组学数据集包含了来自 127 名捷克共和国个体的样本数据，这些样本经过了 12 种不同的组学技术分析，涵盖了基因组学（全基因组测序（WGS）和阵列比较基因组杂交（arrayCGH））、转录组学（mRNA 和 miRNA 测序）、表观基因组学（使用 EM-seq 进行 DNA 甲基化测序）、蛋白质组学、代谢组学和脂质组学等多个层面，是目前较为全面的多组学研究之一。
为了确保数据的质量和可重复性，项目实施了 FAIR 原则，详细记录了样本处理、存储和测量等过程中的各种技术因素，并设置了批内和批间质量控制样本以校正批次效应。同时，采用观察性医疗结果数据模型（OMOP）对元数据进行标准化处理，以便与外部研究进行数据整合。该数据集不仅有助于研究人员深入了解健康个体的分子特征，还为未来的多组学研究提供了重要的参考依据，目前相关数据正准备通过 cBioPortal 平台向科研社区发布。
EATRIS 多组学工具箱（MOTBX）
多组学研究在生物标志物开发和临床应用方面面临诸多挑战，如技术和数据处理的不一致导致重复性差、数据管理不符合 FAIR 原则、对不同生物层面生物标志物之间的关系理解不足、缺乏可靠的生物标志物参考值以及对临床实际需求了解不够等。
为了解决这些问题，EATRIS-Plus 项目开发了多组学工具箱（MOTBX）。这是一个基于网络的开放平台，旨在为研究人员、医疗专业人员和其他用户提供多组学技术相关的资源信息，包括各种组学技术的最佳实践和实验方案、质量控制和评估资源、多组学数据管理和分析的 FAIR 数据实践工具和服务，以及多组学领域的教育培训资源等。MOTBX 由社区共同开发并服务于社区，将不断更新和完善，为多组学研究和个性化医学的发展提供有力支持。
讨论
在个性化医学中，通过多组学技术检测生物标志物具有重要意义。生物标志物能够帮助医生在疾病早期进行诊断，及时采取干预措施；根据患者的个体特征制定个性化的治疗方案，提高治疗效果并减少副作用；还能预测患者对治疗的反应，优化治疗策略。
然而，要实现多组学技术在个性化医学中的有效应用，需要在整个研究和临床实践过程中进行严格的质量控制和评估。EATRIS 在多组学质量评估方面发挥了关键作用，通过实施 PT 计划、使用参考材料、构建多组学数据集和开发 MOTBX 等举措，为多组学研究提供了全面的质量保障。
尽管目前取得了一定进展，但多组学研究仍面临一些挑战。例如，需要开发更适合评估多组学数据生成和整合性能的质量指标，以及定义适用于临床实践的多组学参考材料。未来，随着技术的不断进步和研究的深入，多组学技术将在个性化医学中发挥更大的作用，为人类健康带来更多福祉。
结论
转化生物医学的学术和临床研究需要逐步进行质量评估和保证措施，以确保研究成果能够成功应用于临床实践。欧洲转化医学基础设施（EATRIS）借助多组学工具箱（MOTBX）这一社区驱动的 “动态资源”，为多组学数据质量评估提供了开源工具。MOTBX 将随着新的实验方案、工作流程和其他资源的不断补充而持续改进，推动个性化医学领域的多组学研究不断向前发展，为精准医疗的实现奠定坚实基础。
