Simoa技术：揭开大脑健康与新陈代谢的神秘面纱
你是否想过，为什么代谢异常的人更容易患上阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）？为什么肥胖可能加剧神经炎症？近年来，科学家们发现，新陈代谢与大脑健康之间存在千丝万缕的联系。然而，传统检测技术难以捕捉血液或脑脊液中极微量的关键分子，使得这一领域的探索充满挑战。如今，Simoa（单分子免疫阵列）技术的突破，让科学家拥有了“分子显微镜”，能够以前所未有的灵敏度揭示代谢与大脑的深层关联。
01 糖尿病代谢紊乱与神经病变：Simoa技术的精准洞察
糖尿病作为一种常见的代谢性疾病，其并发症一直是医学研究的重点。在糖尿病患者中，约半数会发展为糖尿病周围神经病变（Diabetic peripheral neuropathy，DPN），这一比例令人担忧。然而，传统检测方法在早期诊断和病情监测方面存在局限，难以捕捉到细微的病理变化。
Simoa技术凭借其超高的检测灵敏度，为DPN的研究带来了新的视角。在一项针对2型糖尿病患者的研究中，研究人员利用Simoa技术检测血清中的神经丝轻链（Neurofilament light chain，NfL）水平[1]。结果发现，虽然NfL并不能作为DPN存在的可靠生物标志物，但其水平与DPN背后神经损伤的严重程度密切相关。具体而言，神经传导研究（Nerve conduction study，NCS）中总和轴突NCS评分每增加1个标准差，血清NfL水平分别升高10.2%和12.1%。这一发现表明，Simoa技术能够精准捕捉到神经损伤的细微变化，为DPN的病情评估提供了更敏感的指标。
进一步分析发现，2型糖尿病患者中，有DPN者的血清NfL水平显著高于无DPN者（18.8ng/L vs 15.4ng/L）。这一差异在调整了年龄、性别、BMI等因素后仍然存在，充分说明了NfL与DPN神经损伤程度的相关性。Simoa技术的高灵敏度使得这种细微差异得以检测，为临床早期发现和干预DPN提供了可能。
02 饮食代谢模式与AD：Simoa技术揭示潜在联系
除了糖尿病相关的神经病变，新陈代谢中的饮食模式也与大脑健康，尤其是AD的发生发展密切相关。近年来，越来越多的研究关注饮食中的脂肪酸摄入与AD生物标志物的关系，而Simoa技术在这一领域同样发挥了重要作用。
在一项关于饮食模式与AD血液生物标志物的研究中，研究人员利用Simoa技术检测了认知正常老年人的血浆样本[2]。结果显示，较高的地中海饮食（Mediterranean diet，MDS）依从性AD特异性标志物（磷酸化tau181（p-tau181）、Aβ42/40）改善相关，且在APOE-ε4携带者和高龄人群中更显著。相反，更多的炎症性饮食与更高的NfL水平相关。这一发现提示，地中海饮食可能通过调节tau蛋白的磷酸化过程，对AD的病理进程产生积极影响。
与此同时，另一项研究则聚焦于特定膳食脂肪(ω-3、ω-6和单不饱和脂肪)的摄入如何影响临床前AD的血浆生物标志物轨迹[3]。研究发现，较高的ω-3和ω-6脂肪酸摄入与AD血液生物标志物的进展较慢相关。具体表现为，ω-3摄入较高者，其血浆中的淀粉样蛋白β42/40比值下降较慢，p-tau181水平上升较慢；而ω-6摄入较高者，p-tau181和胶质纤维酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）的上升速度也较慢，表明可能有抗炎作用。这些结果表明，合理的脂肪酸摄入可能通过调节代谢过程，减缓AD相关的病理变化。
Simoa技术的高灵敏度和多指标检测能力，使得研究人员能够同时监测多种AD相关生物标志物，全面评估饮食对大脑健康的影响。例如，在检测Aβ42/40比值、p-tau181、NfL和GFAP等指标时，Simoa技术能够提供精准的定量数据，为深入理解饮食-代谢-大脑健康的复杂关系奠定了基础。
03 Simoa技术：代谢与大脑健康研究的核心驱动力
Simoa技术之所以能够在新陈代谢与大脑健康研究中发挥关键作用，源于其独特的技术优势。首先，能够检测到低至fg/m水平的蛋白质生物标志物，这对于捕捉早期代谢紊乱引起的细微生物标志物变化至关重要。其次，Simoa技术具备多指标检测能力，使得研究人员能够全面分析新陈代谢相关的多种生物标志物，如血糖、血脂、炎症因子等。此外，Simoa技术的全自动化操作流程大大提高了检测的重复性和准确性。这对于长期纵向研究，如追踪代谢紊乱对大脑健康的渐进影响，具有重要意义。
> 文献链接：
[1] Määttä LL, Andersen ST, Parkner T, Hviid CVB, Bjerg L, Kural MA, Charles M, Søndergaard E, Sandbæk A, Tankisi H, Witte DR, Jensen TS. Serum neurofilament light chain - A potential biomarker for polyneuropathy in type 2 diabetes? Diabetes Res Clin Pract. 2023 Nov;205:110988.
[2] Mrhar A, Carballo-Casla A, Grande G, Valletta M, Fredolini C, Fratiglioni L, Gregorič Kramberger M, Kuhar A, Winblad B, Calderón-Larrañaga A, Vetrano DL. Dietary patterns and blood-based biomarkers of Alzheimer's disease in cognitively intact older adults: Findings from a population-based study. J Prev Alzheimers Dis. 2025 Mar 14:100124.
[3] Hoost SS, Honig LS, Kang MS, Bahl A, Lee AJ, Sanchez D, Reyes-Dumeyer D, Lantigua RA, Dage JL, Brickman AM, Manly JJ, Mayeux R, Gu Y. Association of dietary fatty acids with longitudinal change in plasma-based biomarkers of Alzheimer's disease. J Prev Alzheimers Dis. 2025 May;12(5):100117.
