在多因子检测领域,PBL(批次/板次/试剂批号)与非特异性结合(NSB)是左右数据可信度的两大暗礁。在长期或跨中心项目中,哪怕仅更换一次试剂批次,也可能让标准曲线整体漂移,低丰度因子瞬间“消失”,高丰度信号被人为放大。今天,我们将借助 2020 年发表于 The Journal of Immunology的一项研究,拆解斯坦福大学团队如何用一套开源的 dpMFI 校正器,把混沌不堪的原始 MFI 瞬间拉回统一且可信的标尺。
这篇发表于 The Journal of Immunology 的文献,围绕 Luminex 多因子检测中挥之不去的“三大暗礁”——批次(Batch)、板次(Plate)、试剂批号(Lot)以及非特异性结合(NSB)——给出了系统性解决方案。作者以两项真实研究(85 例系统性硬化症血清队列与 8 例健康人批间比对)为素材,先校正 PBL(Plate+Batch+Lot) 导致的系统漂移,再基于 NC 微球信号逐因子剔除 NSB 曲线,最终输出可直接用于下游统计的dpMFI(detrended preprocessed MFI)值。

一、文献亮点
数据丰富:两年期系统性硬化症队列(PHAROS,85 例,62-plex)。研究人员在 4 张板、3 个试剂批次间切换,发现低丰度细胞因子(TNF-α、IL-2)浓度“肉眼漂移”,高丰度因子(ICAM-1)却稳如泰山——PBL 与 NSB 双重偏差坐实。
方法极简:作者把 PBL 偏差和 NSB 曲线分别抽象成“两步 dpMFI 校正”——先混合模型去 PBL,再局部误差变量回归去 NSB;一条 R 脚本,四幅自动 PNG,输出即用 CSV。
工具开源:R 包脚本 + 说明书直链 Stanford HIMC。
二、文献简读

图 1 未校正 MFI:板间“波浪式”漂移
上图以 63 幅并列小图呈现 PHAROS 研究 62 种细胞因子及非特异结合对照微球的原始 MFI。纵轴为未经校正的荧光强度,横轴按 96 孔板顺序延展,并用四色区分板次。图中 CHEX4 即为 NC 微球:其在板 4 整体抬升,在板 2 相对低落,曲线呈现明显的阶梯式漂移,与所有细胞因子同步起伏,直观揭示了板间系统误差是数据失真的根源。
图 2 校正 PBL:统一基准,一键归平
与图 1 同一批数据先经过线性混合模型校正,把 Plate/Batch/Lot 造成的整体抬升或压低全部拉平。纵轴变为 pMFI(已移除 PBL 效应),横轴依旧是按板次排列的孔序,颜色仍代表 4 张板。对比可见,原先在图 1 中板 4 的高位“浪尖”和板 2 的低位“谷底”均被抹平,各因子与 NC 微球 CHEX4 的散点高度趋于一致,红色平滑线几乎成水平直线,直观说明 PBL 漂移已被成功消除,数据进入可横向比较的“同尺”状态。

图 3 局部误差变量回归:用 NC 微球给每个因子“量体裁衣”
接着图 2 的“已去 PBL”数据再加工:横轴是 NC 微球 CHEX4 的背景值(反映非特异结合),纵轴是某因子的 pMFI。作者用一条红色拟合曲线把每个样本点到曲线的垂直距离直接算成 dpMFI——点在线上方就是真信号,下方就是背景,一键减掉。结果,不论 NC 高低,所有因子都被拉回同一基线,NSB 干扰被彻底剥离。

图 4 终极 dpMFI:漂移 <10%,生物学信号浮出水面
上图展示了双重校正后的 dpMFI:纵轴为已剔除 PBL 与 NSB 的净信号,横轴按样本顺序排列。四张板颜色虽在,但散点高度已几乎一致,红色平滑线呈水平,表明板间差异被彻底“熨平”,数据终于站上可横向比较的统一标尺。
这套 dpMFI 校正器像实验室里的瑞士军刀:普适、透明、开源,一键即可同时去除 PBL 和 NSB 偏差,还会自动输出四张 PNG,让质控直观又省心。当然,它也有些“小毛病”:需要至少两次技术重复、最好跨板布局;高丰度超线性因子要提前稀释或剔除;跑大数据大约 70 分钟,也足够喝两杯咖啡。换句话说,它不是万能解药,却是一个可借鉴的思路。无论是 Luminex、MSD,还是其他多重免疫检测平台,只要能更好地控制批次与非特异性偏差,就能让实验数据更精准、更可比。
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