Simoa 单分子免疫阵列超灵敏细胞因子检测服务-经典案例-诺禾致源

神经疾病研究

既往只能在脑脊液中检测的神经标志物，利用 Simoa 技术可以在外周血中检测到，改变了脑损伤和神经退行性疾病的诊断方式，可应用于阿尔茨海默病（Alzheimer's disease）、帕金森病（Parkinson'sdisease）、亨廷顿氏病（Huntington's disease）、外伤性脑损伤（Traumatc brain injury）、脑震荡（Concussion）等疾病的诊断。

神经丝蛋白轻链（Neuroflament light chain，NfL）构成神经细胞轴突中间丝的蛋白质，其功能是提供弹性，使神经纤维易于伸展和防止断裂。
Simoa 的最低检测限为 0.038 pg/ml，通过检测血液中的 NfL 水平：
（1）作为亨廷顿病（Huntngton‘s disease）神经变性的潜在标志物^[4]；
（2）用来早期协助诊断阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）^[5]；
（3）作为多发性硬化（Multple sclerosis，MS）神经元损伤的标志物^[6]；
（4）区分原发性帕金森病（PD）和非典型性帕金森样病（APD）^[7]。

微管相关蛋白 Tau 蛋白和淀粉样蛋白 Aβ40、Aβ42，与神经系统疾病密切相关； Simoa 的最低检测限：Tau 0.019 pg/mL，Aβ40 0.522 pg/mL，Aβ42 0.044 pg/mL：
（1）在轻度认知损害和阿尔茨海默病中，血浆 Tau 蛋白可部分反应疾病的进程^[8]；
（2）抗 Tau 抗体可以增加 Tau 病变的转基因小鼠和患者血浆中 Tau 蛋白的水平^[9]；
（3）急性血浆 Tau 蛋白水平和运动相关脑震荡的长期预后相关^[10]。

肿瘤领域

在肿瘤领域，通过检出极低含量的肿瘤标志物，有助于癌症的早期诊断和预后疗效判断。目前，Simoa 试剂盒可以用于监测癌症风险、辅助癌症的早期诊断和区分良性恶性细胞。 Simoa 生物标志物技术平台也可用于疾病的预后监测，癌症生存期判断和癌症复发检测。同时基于灵敏度的提高也可以辅助治疗手段决策。

炎症领域

Simoa 实验可以直接在血清或者血浆中检测炎症和抗炎分子的含量，凭借 Simoa 平台超高的检测灵敏度，疾病和健康人群中炎症分子所扮演的角色将得到更进一步的研究，有助于新发现的诞生。

IFNα（α 干扰素，一种低丰度蛋白质）的不恰当激活会导致多种自身免疫性疾病。Simoa 检测灵敏度达 0.69 fg/mL，比传统方法提高了5000倍，灵敏度的显著提升实现了对照健康组 IFNα 的检测，并且发现自身免疫疾病患者中血清、血浆、脑脊液中 IFNα 的水平显著高于正常人，临床价值在于通过测量 INFα 的水平可用于评估疾病的严重程度和并对各种自身免疫性疾病实现疾病管理。

心血管领域

灵敏度的提高使其在超低水平检测心脏生物标志物的能力有助于心脏健康的检测。Simoa 实验有助于早期对心脏生物标志物进行检测，这对大部分不良心血管事件、心脏衰竭的发展和晚期肾脏疾病转移的检测都有帮助。此外，Simoa 检测这些生物标记物含量微小变化的能力，可以使有风险得病的患者在早期就被检测到，从而得到更个性化、更有针对性的护理。

胶原交联是通过纤维化发展导致心脏衰竭的重要原因。LOXL2 酶催化了这一反应，同时在心脏衰竭患者的血清中升高。LOXL2 水平与其他心脏衰竭生物标志物呈正相关，通过抗 LOXL2 治疗改善了小鼠的心脏功能和血清应激和纤维化标志物水平。

感染免疫领域

人体免疫症状出现之前，病毒最具繁殖活力及传染性，如果能在此窗口期迅速检测到致病抗原，将对疾病的传播控制提供早期重要依据。感染性疾病是当今最热门的研究领域之一，研究人员一直在努力寻找更早、更准确地发现和准确诊断感染的方法。Simoa 实验使感染更早期的检测变得可能，这将对减少疾病的传播和公共卫生事业的进步产生深远的影响。

目前商业化免疫检测试剂盒的 LOD 值为 1 ng/mL，无法准确界定艰难梭菌患者是否需要住院，急需新的检测方法。 Simoa平台检测 LOD 小于 1 pg/mL，可以大大满足医院的诊断需求。

DNA & miRNA 检测

Simoa 可以直接检测 DNA。灵敏、准确、且快速。

Simoa 也可以直接检测 miRNA。灵敏、准确、且快速。

客户通过 Homebrew 试剂盒开发针对 miRNA 的3重因子检测试剂方案，可以同时检测 miR-141、miR-21 和 miR-16。这三种分子分别与结肠癌、结直肠癌和乳腺癌相关。实验结果表明三重因子检测试剂盒拥有超高的检测灵敏度和极低的交叉反应，最低检测灵敏度可以达到 10 fM。人总的肺癌样本 3 种小 RNA 表达水平的测试结果表明，Simoa 灵敏度和 RT-qPCR 类似。通过 Simoa 平台直接检测 miRNA 的方法不需要扩增技术进行检测，灵敏、准确并且快速，有广阔的应用前景。

其他应用

新蛋白药物治疗方法的免疫原性检测

新蛋白药物治疗方法的免疫原性检测随着生物技术的发展，重组蛋白药物或者单抗类药物，以及 CAR-T 等新型治疗方法越来越受到关注，但这些治疗过程会在体内产生新的免疫原，有可能导致大量细胞因子的释放，引起血管透性变化，病人出现高烧等一些列严重的反应，甚至休克死亡。在这些穿行的疗法中，免疫原性检测被作为药物安全评价的最主要指标。

药物代谢动力学（PK, Pharmacokinetics）

药代动力学或药动学简称 PK，是药理学的分支，研究药物在机体的影响下所发生的变化及其规律。药代动力学研究药物的体内过程（包括吸收、分布、代谢和排泄），并运用数学原理和方法阐释药物在机体内的动态规律。Simoa 因为超高的检测灵敏度特别适合蛋白药物、抗体药物等低剂量摄入药物的 PK 研究。由于系统极高的灵敏度，可通过稀释来规避血清白蛋白等造成的严重基质效应。

参考文献

[1] Gill J, Merchant-Borna K, Jeromin A, et al. Acute plasma tau relates to prolonged return to play after concussion[J]. Neurology, 2017, 88: 595-602.
[2] Lin YS, Lee WJ, Wang SJ, et al. Levels of plasma neuroflament light chain and cognitive function in patients with Alzheimer or Parkinson disease[J],2018, Science Report, 2018, 8: 018-35766.
[3] Sokoll LJ, Zhang Z, Chan DW, et al. Do Ultrasensitive Prostate Specifc Antigen Measurements Have a Role in Predicting Long-Term Biochemical Recurrence-Free Survival in Men after Radical Prostatectomy?[J]. Journal of Urology, 2016, 195: 330-336.
[4] Byrne LM, Rodrigues FB, Blennow K, et al. Neuroflament light protein in blood as a potential biomarker of neurodegeneration in Huntington's disease: a retrospective cohort analysis[J]. Lancet Neurology, 2017, 16: 601-609.
[5] Mattsson N, Andreasson U, Zetterberg H,(2017) Association of Plasma Neuroflament Light With Neurodegeneration in Patients With Alzheimer Disease[J]. JAMA Neurology, 2017, 74: 557-566.
[6] Piehl F, Kockum I, Khademi M, et al. Plasma neuroflament light chain levels in patients with MS switching from injectable therapies to fngolimod[J]. Multiple Sclerosis Journal, 2018, 24: 1046-1054.
[7] Hansson O, Janelidze S, Hall S, et al. (2017) Blood-based NfL: A biomarker for differential diagnosis of parkinsonian disorder[J]. Neurology, 2017, 88: 930-937.
[8] Chen Z, Mengel D, Keshavan A, et al. Learnings about the complexity of extracellular tau aid development of a blood-based screen for Alzheimer's disease[J]. Alzheimers Dement, 2018, 9: 33561-33561.
[9] Yanamandra K, Patel TK, Jiang H, et al. Anti-tau antibody administration increases plasma tau in transgenic mice and patients with tauopathy[J]. Science Translation Medicine. 2017, 9 (386):eaal2029.
[10] Kawata K, Mitsuhashi M, Aldret R. A Preliminary Report on Brain-Derived Extracellular Vesicle as Novel Blood Biomarkers for Sport-Related Concussions[J]. Frontiers Neurology, 2018, 9:239.