Simoa技術揭示大腦健康與新陳代謝的深層關聯

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炎癥？近年來，科學家們發現，新陳代謝與大腦健康之間存在千絲萬縷的聯系。然而，傳統檢測技術難以捕捉血液或腦脊液中極微量的關鍵分子，使得這一領域的探索充滿挑戰。如今，Simoa（單分子免疫陣列）技術的突破，讓科學家擁有了“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聯。

 
01 糖尿病代謝紊亂與神經病變：Simoa技術的精準洞察

 
糖尿病作為一種常見的代謝性疾病，其并發癥一直是醫學研究的重點。在糖尿病患者中，約半數會發展為糖尿病周圍神經病變（Diabetic peripheral neuropathy，DPN），這一比例令人擔憂。然而，傳統檢測方法在早期診斷和病情監測方面存在局限，難以捕捉到細微的病理變化。

Simoa技術憑借其超高的檢測靈敏度，為DPN的研究帶來了新的視角。在一項針對2型糖尿病患者的研究中，研究人員利用Simoa技術檢測血清中的神經絲輕鏈（Neurofilament light chain，NfL）水平[1]。結果發現，雖然NfL并不能作為DPN存在的可靠生物標志物，但其水平與DPN背后神經損傷的嚴重程度密切相關。具體而言，神經傳導研究（Nerve conduction study，NCS）中總和軸突NCS評分每增加1個標準差，血清NfL水平分別升高10.2%和12.1%。這一發現表明，Simoa技術能夠精準捕捉到神經損傷的細微變化，為DPN的病情評估提供了更敏感的指標。

進一步分析發現，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神經損傷程度的相關性。Simoa技術的高靈敏度使得這種細微差異得以檢測，為臨床早期發現和干預DPN提供了可能。

02 飲食代謝模式與AD：Simoa技術揭示潛在聯系

 
除了糖尿病相關的神經病變，新陳代謝中的飲食模式也與大腦健康，尤其是AD的發生發展密切相關。近年來，越來越多的研究關注飲食中的脂肪酸攝入與AD生物標志物的關系，而Simoa技術在這一領域同樣發揮了重要作用。

在一項關于飲食模式與AD血液生物標志物的研究中，研究人員利用Simoa技術檢測了認知正常老年人的血漿樣本[2]。結果顯示，較高的地中海飲食（Mediterranean diet，MDS）依從性AD特異性標志物（磷酸化tau181（p-tau181）、Aβ42/40）改善相關，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。這一發現提示，地中海飲食可能通過調節tau蛋白的磷酸化過程，對AD的病理進程產生積極影響。

 
與此同時，另一項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的血漿生物標志物軌跡[3]。研究發現，較高的ω-3和ω-6脂肪酸攝入與AD血液生物標志物的進展較慢相關。具體表現為，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。這些結果表明，合理的脂肪酸攝入可能通過調節代謝過程，減緩AD相關的病理變化。

Simoa技術的高靈敏度和多指標檢測能力，使得研究人員能夠同時監測多種AD相關生物標志物，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等指標時，Simoa技術能夠提供精準的定量數據，為深入理解飲食-代謝-大腦健康的復雜關系奠定了基礎。

03 Simoa技術：代謝與大腦健康研究的核心驅動力

Simoa技術之所以能夠在新陳代謝與大腦健康研究中發揮關鍵作用，源于其獨特的技術優勢。首先，能夠檢測到低至fg/m水平的蛋白質生物標志物，這對于捕捉早期代謝紊亂引起的細微生物標志物變化至關重要。其次，Simoa技術具備多指標檢測能力，使得研究人員能夠全面分析新陳代謝相關的多種生物標志物，如血糖、血脂、炎癥因子等。此外，Simoa技術的全自動化操作流程大大提高了檢測的重復性和準確性。這對于長期縱向研究，如追蹤代謝紊亂對大腦健康的漸進影響，具有重要意義。

> 文獻鏈接：
[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.