Simoa™（Single Molecular Array）技術是基于單分子免疫陣列技術開發的超靈敏蛋白質檢測及研究診斷平臺，其靈敏度比傳統ELISA技術高出1000倍以上。該技術將蛋白質檢測技術帶入到單分子、數字化的檢測時代，成為飛克級超低豐度蛋白質檢測領域真正的王者，主要應用于神經性疾病、腫瘤、炎癥、傳染性疾病和心血管疾病等領域。

阿爾茨海默病（Alzheimer disease, AD）是一種起病隱匿的進行性發展的神經系統退行性疾病，我國現階段有AD患者約500萬，65歲以上老年人群中每5人里就有1人有輕度認知障礙。由于AD的病程是一個不可逆的過程，迄今尚無有效的治療藥物和手段，因此做好盡早篩查和診斷極為重要。在此，小編將為大家介紹Simoa™技術是如何助力阿爾茨海默病的篩查及研究的。

題目：
Plasma neurofilament light as a potential biomarker of neurodegeneration in Alzheimer’s diseas

雜志：
Alzheimer's Research & Therapy

影響因子：8.23

研究機構：
德國埃爾朗根-紐倫堡大學、波蘭比亞威斯托克醫學院

研究背景：
目前，AD的早期診斷主要依靠腦脊液（CSF），因為CSF能夠直接反應大腦特異性活動及病理改變的蛋白/多肽等。然而，由于CSF取樣的局限性，在早期無癥狀病例中難以作為篩查工具，也很難用于對疾病進展進行重復監測。因此，針對AD的早期診斷迫切需要開發基于血液的生物標記物用于靶向和相對無創篩選試驗。

神經絲（NF）是軸突細胞骨架的主要組成部分，由三種不同分子量的蛋白質鏈組成：輕鏈（NfL）、中間鏈、和重鏈。NF是高度磷酸化的蛋白質，磷酸化的程度決定軸突的直徑。軸突損傷導致NF分子釋放到細胞外空間，從而進入體液，如CSF或血漿中。因此血漿中NfL濃度升高有可能是因為神經變性。近日，來自德國的科學家通過Simoa™技術檢測血漿中NfL的含量來篩查AD。

研究方法：
收集輕度認知功能障礙（MCI）、早期癡呆（ADD）和非強化對照組AD患者的血漿樣本，在Simoa ™技術平臺上檢測樣本中NfL的濃度，同時用ELISA技術檢測CSF中四個神經類經典標志物amyloid β (Aβ)1–42、Aβ42/40、Tau和 pTau181的含量作為對比。為了驗證分析結果，該研究進一步測試了不同的分析前樣品處理程序（反復冷凍/解凍、室溫或冰箱儲存）對血漿NfL濃度的影響。
 

研究結果：

①血漿中Nfl的含量在MCI-AD組和ADD組中顯著高于對照組

經Simoa™平臺檢測，血漿中NfL的含量在MCI-AD組和ADD組中分別為38.1±15.9 pg/mL和49.1±28.4 pg/mL，顯著高出健康對照組（22.0±12.4 pg/mL）的含量，結果如表1和圖1所示。

表1本研究中三組的人口特征、CSF生物標志物的結果和NfL濃度統計表
Aβ：淀粉樣蛋白β； MMSE：簡易精神狀態檢查表



圖1： 三個組別中未調整的神經絲輕鏈（NFL）濃度。與MCI-AD組相比，ADD組的濃度接近于更高的臨界值。綠色水平線代表最大Youden指數（25.7 pg/ml）的cutoff值，因此對照組與AD （MCI-AD和ADD） 的診斷準確率為 82%。*p＜ 0.05。

研究人員將MCI-AD和ADD這兩組患者合并為一個診斷類別，即AD組。再將NfL濃度按年齡繪制成點圖，如圖2。結果顯示NfL濃度和年齡之間有高度顯著的相關性（ρ=0.65，p<0.001）。


圖2：對照組（綠色）和AD患者（MCI-AD和ADD的組合組，紅色）血漿的NfL水平與年齡的關系。黑色虛線為根據Fisher's LDA線性判別對兩組進行的最佳分離。

② 血漿NFL作為潛在AD生物標志物具有敏感性、特異性和準確性等特征

圖3：a 未作調整時，對照組與AD的ROC曲線；b 以年齡為函數時，NfL作為AD早期篩選標志物的敏感性（藍色）、特異性（棕色）和準確性（綠色）
AUC 曲線下面積；CI 置信區間；SE 標準誤差

圖3顯示了血漿NfL濃度在具有陽性CSF生物標記物的AD患者與具有陰性CSF生物標記物的對照組中的表現。未經其他變量調整時，對照組和患病組的ROC曲線的AUC比較大（0.853，95%置信區間0.772–0.934；圖3a）。在將年齡引入ROC曲線的模型后，AUC顯著增加（p=0.055）至0.920（95%CI 0.869–0.970）。在Youden指數的最大化截止點：25.7 pg/ml，血漿中NfL作為AD早期篩選標志物的無條件敏感性、特異性和準確性分別為0.84、0.78和0.82。考慮到本研究中各組之間的年齡差異，研究人員因此以年齡為函數對各項性能進行建模（圖3b）。隨著年齡的增長，敏感性從50歲的0.61增加到80歲的0.91，特異性分別從0.89降低到0.20，使測試的總體準確性幾乎沒有變化（50歲和80歲分別為0.84和0.80）。

研究結果：
本研究共檢測25名輕度MCI-AD患者，33名ADD患者，以及41名健康對照組。同時，研究人員使用ELISA技術檢測了CSF中四個神經相關經典標志物 Aβ1–42、Aβ42/40、Tau和 pTau181的含量作為對比。血漿中NfL的含量在MCI-AD組和ADD組中分別為38.1±15.9 pg/mL和49.1±28.4 pg/mL，顯著性高出健康對照組（22.0±12.4 pg/mL）的含量，且其檢測結果與CSF中的四個標志物一致。這些結果也與最近發表的關于散發性AD和家族性AD（FAD）的研究結果一致，提示血液采樣可以代替腦脊液檢測。而且本文也發現血漿NFL濃度與年齡呈正相關，這與先前報道的血漿和腦脊液研究一致。此外，為驗證分析結果，更進一步測試了分析前對樣品進行不同預處理（反復冷凍/解凍、室溫或冰箱儲存）對血漿NfL濃度的影響，詳細結果見原文。

由于血漿的取樣方式比腦脊液更方便快捷，利用超靈敏的Simoa™技術可以改變AD的診斷方式。這使得NfL有望成為AD篩選的分子標志物，發現早期未出現疾病癥狀的患者，使患者得到及時有效的治療。

Simoa™平臺憑借其超敏免疫檢測技術，目前已經開發了檢測NfL、Abeta40、Abeta42、以及Tau等AD相關細胞因子的產品，不但能夠檢測腦脊液中上述因子的含量，同時還能檢測其在外周血中的濃度變化，為實現更加簡便精準的血液檢測提供了可能。
 

上海生物芯片有限公司引進Simoa™平臺，將利用超靈敏免疫分析技術，在神經系統疾病的新型生物標志物發現及血液篩查等方面，加大與臨床多方合作，推動檢驗技術進步，助力精準醫療的發展。

接下來敬請期待，我們還將繼續為大家整理應用Simoa™超微量蛋白檢測平臺在神經、腫瘤、炎癥、傳染性疾病、心血管疾病方面的應用！