Simoa在眼科領(lǐng)域中的應(yīng)用研究（上篇）

Simoa（Single Molecular Array）技術(shù)是由美國(guó)Quanterix公司研發(fā)生產(chǎn)的一款超高靈敏度單分子蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，其靈敏度為ELISA技術(shù)的1000倍以上，能夠達(dá)到飛克級(jí)別。超靈敏Simoa技術(shù)可用于檢測(cè)和定量血清、血漿、腦脊液等體液中極低豐度的蛋白標(biāo)志物水平，且僅需極少量的樣本，并可進(jìn)行多重檢測(cè)。

在眼科領(lǐng)域，玻璃體腔液、房水等臨床樣本體積有限且采樣困難。針對(duì)此類稀有樣本，Simoa技術(shù)通過發(fā)揮超高靈敏度和精確度的優(yōu)勢(shì)，不斷推動(dòng)和助力眼科疾病生物標(biāo)志物的檢測(cè)。

本文我們將重點(diǎn)介紹近幾年基于Simoa平臺(tái),國(guó)內(nèi)外在眼科疾病方面的研究進(jìn)展。

視網(wǎng)膜新生血管性眼病 
應(yīng)用案例一：開發(fā)一種用于定量房水中游離VEGF-A的高靈敏度免疫分析方法

發(fā)表期刊：Bioanalysis；IF = 2.321

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31070047/

概要：新型雙功能VEGF-A中和療法正被開發(fā)應(yīng)用于治療視網(wǎng)膜血管疾病，例如年齡相關(guān)性黃斑變性和糖尿病視網(wǎng)膜病變。但在新藥物的開發(fā)過程中，供檢測(cè)的房水樣本體積較小且VEGF-A濃度偏低，目前分析方法的靈敏度無(wú)法對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)。因此，需要高靈敏度的檢測(cè)方法去分析房水中的VEGF-A水平，以證明藥物的治療效果。基于Simoa技術(shù)，成功建立了一種超靈敏的VEGF-A免疫分析方法。該方法能夠檢測(cè)經(jīng)過雙抗藥物Faricimab治療的患者房水中的VEGF-A的水平和抑制作用，且樣本量?jī)H需12 μL。研究結(jié)果表明Simoa VEGF-A免疫分析方法的檢測(cè)范圍為0.122-400 pg/mL，LLOQ（最低定量限）為0.122 pg/mL，LOD（檢測(cè)限）為0.091 pg/mL（圖1和表1）。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)體現(xiàn)了超高靈敏的Simoa在臨床研究背景下分析罕見樣本類型（如房水）的重要性^[1]。

圖1. Simoa免疫分析法測(cè)定VEGF-A的標(biāo)準(zhǔn)曲線

表1. Simoa免疫分析法的結(jié)果參數(shù)

應(yīng)用案例二：房水中多種細(xì)胞因子水平可作為評(píng)估糖尿病黃斑水腫抗血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（VEGF）長(zhǎng)期療效的生物標(biāo)志物

發(fā)表期刊：American Journal of Ophthalmology；IF = 4.483
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30959004/
概要：該研究主要探討了糖尿病黃斑水腫（DME）患者房水中細(xì)胞因子濃度與抗VEGF藥物長(zhǎng)期治療后的關(guān)系。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的治療方案，研究者對(duì)受試者的玻璃體腔內(nèi)進(jìn)行抗VEGF藥物注射，并基于光學(xué)相干斷層掃描結(jié)果，將糖尿病黃斑水腫病人分為應(yīng)答者與無(wú)應(yīng)答者。對(duì)41個(gè)患者隨訪51.4±18.7個(gè)月后，研究者發(fā)現(xiàn)85%患者為應(yīng)答者，他們的基底中央亞區(qū)厚度和黃斑面積顯著下降，而15%患者為抗VEGF治療的無(wú)應(yīng)答者。在對(duì)抗VEGF藥物治療的患者隨訪兩個(gè)月后，相較于基線期，應(yīng)答者和無(wú)應(yīng)答者都出現(xiàn)了房水VEGF濃度的顯著下降，但是隨訪兩個(gè)月后應(yīng)答者的房水VEGF濃度顯著低于無(wú)應(yīng)答者（圖1）。研究者通過Simoa技術(shù)檢測(cè)了應(yīng)答者的房水中ICAM-1、IL-10、MCP-1、PIGF、TGF-β2因子的濃度水平，結(jié)果顯示均顯著低于基線期。因此，房水中的一系列細(xì)胞因子濃度可作為抗VEGF治療長(zhǎng)期響應(yīng)的生物標(biāo)記物，同時(shí)能夠給予患者更有效的治療方案來(lái)改善糖尿病黃斑水腫的癥狀^[2]。

圖1. 2個(gè)月的隨訪后應(yīng)答組和無(wú)應(yīng)答組房水中VEGF濃度的變化 

青光眼   

應(yīng)用案例：青光眼患者房水中的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子的含量水平

發(fā)表期刊：Journal of Nippon Medical School；IF = 0.615
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33980757/
概要：房水中的腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子（BDNF）被認(rèn)為是青光眼的重要疾病標(biāo)志物。以往研究所報(bào)道的BDNF濃度差異很大，而且BDNF在房水中的濃度是未知的。該研究采用三種不同方法包括酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）、超靈敏的ELISA和Simoa HD-1儀器，檢測(cè)青光眼患者和非青光眼白內(nèi)障患者房水中BDNF的濃度。結(jié)果表明,因?yàn)锽DNF含量較低，前兩種方法在樣本的房水中均未檢測(cè)到BDNF。最后，研究人員借助Simoa HD-1平臺(tái)進(jìn)行分析，共有25個(gè)樣本（占比54.3%）低于檢測(cè)限。對(duì)于檢測(cè)到BDNF的樣本，BDNF總濃度為0.158 pg/mL，青光眼組BDNF濃度為0.034 pg/mL，對(duì)照組BDNF濃度為0.196 pg/mL（圖1）。近年來(lái)，眼基因治療已成為眼科治療的熱點(diǎn)。通過超高靈敏的Simoa技術(shù)監(jiān)測(cè)的BDNF濃度是未來(lái)體現(xiàn)BDNF作為神經(jīng)保護(hù)因子在眼部基因治療中作用的重要臨床科研數(shù)據(jù)^[3]。

圖1. 用Simoa HD-1平臺(tái)檢測(cè)房水中的BDNF濃度

多發(fā)性硬化癥（MS）眼部并發(fā)癥   

應(yīng)用案例：血清神經(jīng)絲輕鏈蛋白（NfL）水平與多發(fā)性硬化視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層變薄相關(guān)

發(fā)表期刊：Mult Scler.；IF = 5.649
原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/31668116/
背景：血清神經(jīng)絲輕鏈（sNfL）水平和視乳頭周圍視網(wǎng)膜神經(jīng)纖維層（pRNFL）都是多發(fā)性硬化癥（MS）神經(jīng)軸突損傷的新興生物標(biāo)志物。然而，關(guān)于sNfL和pRNFL之間關(guān)系的數(shù)據(jù)很少。
目的：在一大群復(fù)發(fā)緩解型（RR）MS患者中確定sNfL水平與pRNFL變薄的關(guān)系。
方法：從一項(xiàng)關(guān)于RRMS視網(wǎng)膜變化的前瞻性、為期3年的觀察性研究中確定了80名患者，每年提供血液樣本。sNfL水平使用單分子陣列（Simoa）測(cè)定法測(cè)量。pRNFL（aLpRNFL）的年化損失由各個(gè)線性回歸模型確定。使用多元線性回歸和混合效應(yīng)模型分析單一和重復(fù)sNfL水平與aLpRNFL之間的相關(guān)性。
結(jié)果：校正性別、年齡和基線sNfL后，sNfL增加10pg/mL與aLpRNFL為-0.7µm（95%置信區(qū)間（CI）：（-1.3，-0.2），p<0.001）。與沒有sNfL測(cè)量值>75th百分位（0.4μm，SD 0.2，p<0.001）的患者相比，⩾2 sNfL測(cè)量值>75th百分位的患者顯示出更高的aLpRNFL（2.2μm，標(biāo)準(zhǔn)偏差（SD）0.6）�？梢詮膕NfL水平預(yù)測(cè)15%到20%的aLpRNFL方差。
結(jié)論：sNfL水平有助于預(yù)測(cè)RRMS患者視網(wǎng)膜變薄，加強(qiáng)其作為神經(jīng)軸突損傷生物標(biāo)志物的價(jià)值^[4]。

參考文獻(xiàn)

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