在人體這座精妙無比的“大廈”里，大腦無疑是掌控一切的“頂樓指揮室”，而身體的各個器官、組織則如同緊密協(xié)作的“底層員工”，它們之間通過看不見的“線路”——腦-體連接，時刻傳遞著關(guān)鍵“指令”，維持著生命的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。長久以來，研究者們都渴望探尋其中隱藏的健康與疾病的密碼。如今，單分子陣列（Single molecule array，Simoa）技術(shù)宛如一把熠熠生輝的“金鑰匙”，正在開啟腦-體連接奧秘的大門。

1.創(chuàng)傷性腦損傷研究中的“洞察之光”

全球每年有超過5000萬人遭受創(chuàng)傷性腦損傷（Traumatic brAIn injury，TBI）的侵襲，其中重度TBI（Severe TBI，sTBI）更是如同高懸的“達(dá)摩克利斯之劍”，嚴(yán)重威脅著患者的生命，拉低了存活率。在這場與死神的賽跑中，Simoa技術(shù)成為了科研人員手中的有力“武器”。

 
瑞典哥德堡大學(xué)的Fernando Gonzalez-Ortiz博士及其團(tuán)隊依托Simoa?HD-X平臺，對42名sTBI患者進(jìn)行前瞻性研究[1]。在患者入院時（第0天）、第7天和第365天采集血清樣本，測量血清腦源型Tau（BD-Tau）、磷酸化tau231（p-tau231）和神經(jīng)絲輕鏈蛋白（Neurofilament light chain，NfL）濃度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在第0天和第7天，具有不良sTBI臨床結(jié)果的個體血清BD-Tau濃度更高，而其他生物標(biāo)志物（血清T-Tau、p-tau231和NfL未呈現(xiàn)此趨勢。這表明血清BD-Tau有望作為基于血液的生物標(biāo)志物并預(yù)測sTBI的臨床結(jié)果。同時，通過Simoa技術(shù)觀察到BD-Tau水平的縱向變化與其他生物標(biāo)志物不同，其清除速度較慢，在sTBI后的1年內(nèi)血液中仍維持一定水平，這為sTBI患者的臨床監(jiān)測和康復(fù)提供了新的視角。

2.神經(jīng)退行性與心血管疾病關(guān)聯(lián)的“紐帶”

神經(jīng)退行性疾病與心血管疾病，這兩大健康“殺手”看似井水不犯河水，實(shí)則暗藏玄機(jī)，相互交織影響。而Simoa技術(shù)恰如一根堅韌的“紐帶”，將二者之間隱藏的緊密聯(lián)系逐漸展露。

 
Valerie Lohner教授及其團(tuán)隊致力于探究慢性冠狀動脈綜合征（Chronic coronary syndrome，CCS）患者中神經(jīng)退行性疾病血液生物標(biāo)志物與心血管和腦血管疾病的關(guān)聯(lián)[2]。利用Simoa技術(shù)，對CCS患者基線血液樣本中的NfL、GFAP、磷酸化tau181（p-tau181）、淀粉樣蛋白β(Amyloid β,Aβ)等生物標(biāo)志物進(jìn)行測量。研究發(fā)現(xiàn)，較高的NfL水平與死亡風(fēng)險的增加顯著相關(guān)（HR=1.36/SD，p=0.005），而Aβ40/Aβ42 比值與中風(fēng)風(fēng)險呈負(fù)相關(guān)。此外，GFAP水平表現(xiàn)出基于ApOE基因型的不同關(guān)聯(lián)，從而強(qiáng)化了其在神經(jīng)血管病理學(xué)中的作用。這表明Simoa能發(fā)現(xiàn)心血管疾病與神經(jīng)退行性疾病之間的潛在聯(lián)系，為研究心血管疾病引發(fā)的神經(jīng)并發(fā)癥提供了檢測手段，有助于早期干預(yù)和預(yù)防。

3.腎功能與神經(jīng)系統(tǒng)關(guān)系的“探秘先鋒”

一直以來，腎功能波動究竟如何在幕后操縱神經(jīng)系統(tǒng)生物標(biāo)志物的變化，讓科學(xué)界捉摸不透。Simoa技術(shù)挺身而出，勇當(dāng)“探秘先鋒”。

 
2025年，Kimberly Koerbel教授則聚焦于生理范圍內(nèi)的腎功能波動與神經(jīng)相關(guān)生物標(biāo)志物水平之間的關(guān)系[3]，通過招募183例患者（包括多發(fā)性硬化、其他神經(jīng)疾病及軀體形式障礙對照者），為理解相關(guān)生理和病理機(jī)制提供了重要依據(jù)。借助Simoa技術(shù)對血清和腦脊液中NfL、GFAP、tTAU和UCHL1標(biāo)志物進(jìn)行精確測量后發(fā)現(xiàn)，生理范圍內(nèi)的腎功能波動對這些生物標(biāo)志物無顯著影響，但在腎功能受損患者中，解釋生物標(biāo)志物水平時需考慮合并癥、年齡和BMI等因素。即便沒有腎功能損害，其他混雜變量也會影響生物標(biāo)志物水平，這為進(jìn)一步研究腎臟與大腦之間的聯(lián)系開辟了新的道路。

 
Simoa技術(shù)之所以在腦-體連接研究中表現(xiàn)卓越，是因?yàn)樗哂兄T多顯著優(yōu)勢。其超高的靈敏度，能夠檢測到傳統(tǒng)檢測方法難以企及的極低濃度生物標(biāo)志物，為早期疾病診斷提供了可能。此外，Simoa技術(shù)的多指標(biāo)檢測能力，讓研究人員能夠全面了解多種生物標(biāo)志物的情況，深入探究它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，從而更全面、更深入地理解腦-體連接的復(fù)雜機(jī)制。未來，我們可以期待，借助Simoa技術(shù)，更深入地了解各種疾病的發(fā)病機(jī)制，開發(fā)出更加精準(zhǔn)的診斷方法和個性化的治療方案，為人類健康保駕護(hù)航。

> 參考文獻(xiàn)：
[1] Gonzalez-Ortiz F, Dulewicz M, Ashton NJ, Kac PR, Zetterberg H, Andersson E, Yakoub Y, Hanrieder J, Turton M, Harrison P, Nellg?rd 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, Sch?ttker 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.