阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)和相關痴呆症的生物標記物檢測一直是臨床研究的熱點。由於在檢測AD標記物如澱粉樣蛋白β(Aβ)和磷酸化tau(P-tau)的變化方面缺乏敏感性,導致基於血液的AD生物標記物的研究進展受阻。
研究結果
近來,有文章報道了基於血液檢測AD特異性Aβ和P-tau的一系列新技術,其因檢測靈敏度高,與AD嚴重程度高度一致而受到廣泛關注。基於此,來自新加坡國立大學的研究團隊在《J Neurol Neurosurg Psychiatry》雜誌上發表重要綜述,系統介紹了基於外周血液標本檢測AD生物標記物的新興技術,包括免疫沉澱質譜(IP-MS)、單分子陣列和中尺度免疫分析平台,並對其用於識別Aβ斑塊、神經纏結和其他AD相關病理的最新報道進行了系統回顧。
基於血液的澱粉樣蛋白測量新技術
近年來,外周血Aβ檢測的新平台和免疫分析方法的開發發展迅速。與傳統分析技術相比,這些方法提高了檢測靈敏度,並且能夠測量與AD病理相關的Aβ變體。Aβ陽性和Aβ陰性組別比較如表1所示,曲線下面積(AUC)用以評估外周血液Aβ在檢測腦組織Aβ升高方面的診斷性能。
1.simoa免疫分析
Simoa免疫分析是一種數字ELISA,通過以數字方式確定分析物濃度,而不測量總模擬信號。簡單地說,當順磁珠上形成免疫複合物後,磁珠被轉移到數千個孔中,每個孔的大小只能容納一個磁珠。通過將單個酶產生的熒光團限制在極小的體積內,可獲得較高的熒光產物濃度。因此,即使珠子上僅存在單個複合物,也可檢測到可讀信號。
通過分析儀計算含有酶標記珠的孔和含有珠的孔的數量,通過每個珠數的平均酶標值和標準曲線計算目標分析物的濃度。雖然Simoa具有較高的靈敏度,但應考慮檢測器捕獲過程中抗體組合等問題,儘量避免噪音信號,最大限度地提高分析性能。
2.免疫沉澱質譜法
該技術使用特異性抗體通過免疫沉澱(IP)從血漿中分離和富集Aβ肽段,然後利用高靈敏度質譜(MS)鑑定和相對定量單個Aβ亞型,包括Aβ42、Aβ40、Aβ38或APP669-711。雖然該方法的基本原理相似,但在應用上存在巨大差異。
Kaneko和Nakamura等人採用基質輔助激光解吸/電離飛行時間質譜(MALDI-TOF/MS),而Ovod和Keshavan等人採用液相色譜-串聯質譜(LC-MS/MS)。Pannee等人使用MALDI-TOF/MS Aβ譜分析,然後使用LC-MS/MS來確認Aβ肽的特性。與其他質譜方式相比,LC-MS/MS為每個片段肽生成多個質譜,並將這些質譜與用於蛋白質鑑定的數據庫進行比較。在MALDI-TOF/MS中,僅生成一個質譜,用於匯編所有肽的質量。
因此,MALDI-TOF/MS提供了更快的分析和更高的讀入量,更適合大規模研究。然而,MALDI-TOF/MS在蛋白質鑑定中缺乏對照數據依賴的的真實序列,導致其檢測的準確性和可靠性較低。
3.Elecsys免疫分析
Elecsys免疫分析是一種電化學發光(ECL)方法,在完全自動匹配的裝置中執行。首先,將樣品與目標Aβ亞型的生物素化抗體和釕標記檢測抗體混合,以形成複合物。接下來,添加鏈霉親和素包裹的磁珠,與生物素化抗體結合。測量時,將反應混合物吸入測量池,在測量池中,磁珠被捕獲到電極表面。通過向電極施加電壓,致使釕絡合物發射光子,並由光電倍增管測量得出結果,最後通過校準曲線確定分析物的濃度。
表1血液澱粉樣蛋白與腦澱粉樣蛋白病理的關係
其他的方法還有等離子胞外信號放大、微電極傳感系統等,均可靈敏的檢測血液中的AD生物標記物。重要的是,血源性P-tau也是AD病理生理檢測一個有潛力的標記物,對於P-tau和Aβ的檢測方法的更迭可以更靈敏的診斷AD早期病理進程,對AD的診斷和治療提供極大的幫助。
綜上,在不久的將來,通過血液檢測準確診斷AD和預後評估能力的提高,將徹底顛覆AD的研究現狀。另一方面,文章也強調了建立Aβ和P-tau作為AD血液生物標記物所需的進一步研究,包括需要大樣本臨床數據驗證以及多中心,多背景,多人種的橫縱向研究。
參考文獻
編譯作者: 原代美少女 (Brainnews創作團隊)
校審: 悟空 (Brainnews編輯部)
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