Simoa技术：解锁脑-体连接奥秘的“金钥匙”
在人体这座精妙无比的“大厦”里，大脑无疑是掌控一切的“顶楼指挥室”，而身体的各个器官、组织则如同紧密协作的“底层员工”，它们之间通过看不见的“线路”——脑-体连接，时刻传递着关键“指令”，维持着生命的正常运转。长久以来，研究者们都渴望探寻其中隐藏的健康与疾病的密码。如今，单分子阵列（Single molecule array，Simoa）技术宛如一把熠熠生辉的“金钥匙”，正在开启脑-体连接奥秘的大门。
1.创伤性脑损伤研究中的“洞察之光”
全球每年有超过5000万人遭受创伤性脑损伤（Traumatic brain injury，TBI）的侵袭，其中重度TBI（Severe TBI，sTBI）更是如同高悬的“达摩克利斯之剑”，严重威胁着患者的生命，拉低了存活率。在这场与死神的赛跑中，Simoa技术成为了科研人员手中的有力“武器”。
瑞典哥德堡大学的Fernando Gonzalez-Ortiz博士及其团队依托Simoa®HD-X平台，对42名sTBI患者进行前瞻性研究[1]。在患者入院时（第0天）、第7天和第365天采集血清样本，测量血清脑源型Tau（BD-Tau）、磷酸化tau231（p-tau231）和神经丝轻链蛋白（Neurofilament light chain，NfL）浓度。结果发现，在第0天和第7天，具有不良sTBI临床结果的个体血清BD-Tau浓度更高，而其他生物标志物（血清T-Tau、p-tau231和NfL未呈现此趋势。这表明血清BD-Tau有望作为基于血液的生物标志物并预测sTBI的临床结果。同时，通过Simoa技术观察到BD-Tau水平的纵向变化与其他生物标志物不同，其清除速度较慢，在sTBI后的1年内血液中仍维持一定水平，这为sTBI患者的临床监测和康复提供了新的视角。
2.神经退行性与心血管疾病关联的“纽带”
神经退行性疾病与心血管疾病，这两大健康“杀手”看似井水不犯河水，实则暗藏玄机，相互交织影响。而Simoa技术恰如一根坚韧的“纽带”，将二者之间隐藏的紧密联系逐渐展露。
Valerie Lohner教授及其团队致力于探究慢性冠状动脉综合征（Chronic coronary syndrome，CCS）患者中神经退行性疾病血液生物标志物与心血管和脑血管疾病的关联[2]。利用Simoa技术，对CCS患者基线血液样本中的NfL、GFAP、磷酸化tau181（p-tau181）、淀粉样蛋白β(Amyloid β,Aβ)等生物标志物进行测量。研究发现，较高的NfL水平与死亡风险的增加显著相关（HR=1.36/SD，p=0.005），而Aβ40/Aβ42 比值与中风风险呈负相关。此外，GFAP水平表现出基于ApOE基因型的不同关联，从而强化了其在神经血管病理学中的作用。这表明Simoa能发现心血管疾病与神经退行性疾病之间的潜在联系，为研究心血管疾病引发的神经并发症提供了检测手段，有助于早期干预和预防。
3.肾功能与神经系统关系的“探秘先锋”
一直以来，肾功能波动究竟如何在幕后操纵神经系统生物标志物的变化，让科学界捉摸不透。Simoa技术挺身而出，勇当“探秘先锋”。
2025年，Kimberly Koerbel教授则聚焦于生理范围内的肾功能波动与神经相关生物标志物水平之间的关系[3]，通过招募183例患者（包括多发性硬化、其他神经疾病及躯体形式障碍对照者），为理解相关生理和病理机制提供了重要依据。借助Simoa技术对血清和脑脊液中NfL、GFAP、tTAU和UCHL1标志物进行精确测量后发现，生理范围内的肾功能波动对这些生物标志物无显著影响，但在肾功能受损患者中，解释生物标志物水平时需考虑合并症、年龄和BMI等因素。即便没有肾功能损害，其他混杂变量也会影响生物标志物水平，这为进一步研究肾脏与大脑之间的联系开辟了新的道路。
Simoa技术之所以在脑-体连接研究中表现卓越，是因为它具有诸多显著优势。其超高的灵敏度，能够检测到传统检测方法难以企及的极低浓度生物标志物，为早期疾病诊断提供了可能。此外，Simoa技术的多指标检测能力，让研究人员能够全面了解多种生物标志物的情况，深入探究它们之间的内在联系，从而更全面、更深入地理解脑-体连接的复杂机制。未来，我们可以期待，借助Simoa技术，更深入地了解各种疾病的发病机制，开发出更加精准的诊断方法和个性化的治疗方案，为人类健康保驾护航。
> 参考文献：
[1] Gonzalez-Ortiz F, Dulewicz M, Ashton NJ, Kac PR, Zetterberg H, Andersson E, Yakoub Y, Hanrieder J, Turton M, Harrison P, Nellgård B, Karikari TK, Blennow K. Association of Serum Brain-Derived Tau With Clinical Outcome and Longitudinal Change in Patients With Severe Traumatic Brain Injury. JAMA Netw Open. 2023 Jul 3;6(7):e2321554.
[2] Lohner V, Perna L, Schöttker B, Perneczky R, Brenner H, Mons U. Associations of blood-based biomarkers of neurodegenerative diseases with mortality, cardio- and cerebrovascular events in persons with chronic coronary syndrome. Exp Gerontol. 2025 Feb;200:112684. doi: 10.1016/j.exger.2025.
[3] Koerbel K, Yalachkov Y, Rotter T, Schaller-Paule MA, Schaefer JH, Friedauer L, Jakob J, Steffen F, Bittner S, Foerch C, Maiworm M. Exploring the Link Between Renal Function Fluctuations Within the Physiological Range and Serum/CSF Levels of NfL, GFAP, tTAU, and UCHL1. Int J Mol Sci. 2025 Jan 17;26(2):748. doi: 10.3390/ijms26020748.
