Simoa技術(shù)揭示大腦健康與新陳代謝的深層關(guān)聯(lián)
你是否想過，為什么代謝異常的人更容易患上阿爾茨海默病（Alzheimer disease，AD）？為什么肥胖可能加劇神經(jīng)炎癥？近年來，科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，新陳代謝與大腦健康之間存在千絲萬縷的聯(lián)系。然而，傳統(tǒng)檢測技術(shù)難以捕捉血液或腦脊液中極微量的關(guān)鍵分子，使得這一領(lǐng)域的探索充滿挑戰(zhàn)。如今，Simoa（單分子免疫陣列）技術(shù)的突破，讓科學(xué)家擁有了“分子顯微鏡”，能夠以極高的靈敏度揭示代謝與大腦的深層關(guān)聯(lián)。
01 糖尿病代謝紊亂與神經(jīng)病變：Simoa技術(shù)的精準(zhǔn)洞察
糖尿病作為一種常見的代謝性疾病，其并發(fā)癥一直是醫(yī)學(xué)研究的重點(diǎn)。在糖尿病患者中，約半數(shù)會發(fā)展為糖尿病周圍神經(jīng)病變（Diabetic peripheral neuropathy，DPN），這一比例令人擔(dān)憂。然而，傳統(tǒng)檢測方法在早期診斷和病情監(jiān)測方面存在局限，難以捕捉到細(xì)微的病理變化。
Simoa技術(shù)憑借其超高的檢測靈敏度，為DPN的研究帶來了新的視角。在一項(xiàng)針對2型糖尿病患者的研究中，研究人員利用Simoa技術(shù)檢測血清中的神經(jīng)絲輕鏈（Neurofilament light chain，NfL）水平[1]。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，雖然NfL并不能作為DPN存在的可靠生物標(biāo)志物，但其水平與DPN背后神經(jīng)損傷的嚴(yán)重程度密切相關(guān)。具體而言，神經(jīng)傳導(dǎo)研究（Nerve conduction study，NCS）中總和軸突NCS評分每增加1個標(biāo)準(zhǔn)差，血清NfL水平分別升高10.2%和12.1%。這一發(fā)現(xiàn)表明，Simoa技術(shù)能夠精準(zhǔn)捕捉到神經(jīng)損傷的細(xì)微變化，為DPN的病情評估提供了更敏感的指標(biāo)。
進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，2型糖尿病患者中，有DPN者的血清NfL水平顯著高于無DPN者（18.8ng/L vs 15.4ng/L）。這一差異在調(diào)整了年齡、性別、BMI等因素后仍然存在，充分說明了NfL與DPN神經(jīng)損傷程度的相關(guān)性。Simoa技術(shù)的高靈敏度使得這種細(xì)微差異得以檢測，為臨床早期發(fā)現(xiàn)和干預(yù)DPN提供了可能。
02 飲食代謝模式與AD：Simoa技術(shù)揭示潛在聯(lián)系
除了糖尿病相關(guān)的神經(jīng)病變，新陳代謝中的飲食模式也與大腦健康，尤其是AD的發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)。近年來，越來越多的研究關(guān)注飲食中的脂肪酸攝入與AD生物標(biāo)志物的關(guān)系，而Simoa技術(shù)在這一領(lǐng)域同樣發(fā)揮了重要作用。
在一項(xiàng)關(guān)于飲食模式與AD血液生物標(biāo)志物的研究中，研究人員利用Simoa技術(shù)檢測了認(rèn)知正常老年人的血漿樣本[2]。結(jié)果顯示，較高的地中海飲食（Mediterranean diet，MDS）依從性AD特異性標(biāo)志物（磷酸化tau181（p-tau181）、Aβ42/40）改善相關(guān)，且在APOE-ε4攜帶者和高齡人群中更顯著。相反，更多的炎癥性飲食與更高的NfL水平相關(guān)。這一發(fā)現(xiàn)提示，地中海飲食可能通過調(diào)節(jié)tau蛋白的磷酸化過程，對AD的病理進(jìn)程產(chǎn)生積極影響。
與此同時，另一項(xiàng)研究則聚焦于特定膳食脂肪(ω-3、ω-6和單不飽和脂肪)的攝入如何影響臨床前AD的血漿生物標(biāo)志物軌跡[3]。研究發(fā)現(xiàn)，較高的ω-3和ω-6脂肪酸攝入與AD血液生物標(biāo)志物的進(jìn)展較慢相關(guān)。具體表現(xiàn)為，ω-3攝入較高者，其血漿中的淀粉樣蛋白β42/40比值下降較慢，p-tau181水平上升較慢；而ω-6攝入較高者，p-tau181和膠質(zhì)纖維酸性蛋白（Glial fibrillary acidic protein，GFAP）的上升速度也較慢，表明可能有抗炎作用。這些結(jié)果表明，合理的脂肪酸攝入可能通過調(diào)節(jié)代謝過程，減緩AD相關(guān)的病理變化。
Simoa技術(shù)的高靈敏度和多指標(biāo)檢測能力，使得研究人員能夠同時監(jiān)測多種AD相關(guān)生物標(biāo)志物，全面評估飲食對大腦健康的影響。例如，在檢測Aβ42/40比值、p-tau181、NfL和GFAP等指標(biāo)時，Simoa技術(shù)能夠提供精準(zhǔn)的定量數(shù)據(jù)，為深入理解飲食-代謝-大腦健康的復(fù)雜關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。
03 Simoa技術(shù)：代謝與大腦健康研究的核心驅(qū)動力
Simoa技術(shù)之所以能夠在新陳代謝與大腦健康研究中發(fā)揮關(guān)鍵作用，源于其獨(dú)特的技術(shù)優(yōu)勢。首先，能夠檢測到低至fg/m水平的蛋白質(zhì)生物標(biāo)志物，這對于捕捉早期代謝紊亂引起的細(xì)微生物標(biāo)志物變化至關(guān)重要。其次，Simoa技術(shù)具備多指標(biāo)檢測能力，使得研究人員能夠全面分析新陳代謝相關(guān)的多種生物標(biāo)志物，如血糖、血脂、炎癥因子等。此外，Simoa技術(shù)的全自動化操作流程大大提高了檢測的重復(fù)性和準(zhǔn)確性。這對于長期縱向研究，如追蹤代謝紊亂對大腦健康的漸進(jìn)影響，具有重要意義。
> 文獻(xiàn)鏈接：
[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.
