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1、2022单分子免疫检测技术助力AD早诊早筛（全文）随着全球老龄化日益严重，痴呆症已成为一项全球性问题。全球约有5000万痴呆症患者，至2050年该数量预计将超过1.5亿人。痴呆症严重影响到老年人的认知能力与生活自理能力，给家庭和社会带来了沉重的负担。在所有痴呆症中，阿尔茨海默病（AD,AlzheimerzsDisease建最为常见的一种类型约占所有痴呆症患者的60%-80%oAD血液检测的需求与痛点AD诊断由于病理机制复杂，影响因素众多，临床精准诊断难度大。同时由于目前AD尚无特效药，因此临床医生对患者的诊断通常较为慎重。目前AD诊断主要通过几种不同方法进行辅助诊断,主要包括：神经心理学评估、
2、脑脊液检测，CT/MRI常规影像学检查以及以A和tau-PET为主的靶向分子影像学诊断方法。然而,由于评估量表存在主观判断问题，受到评估者临床经验与判断能力的较大影响；脑脊液采集难度，采集过程的有创损害，以及国内临床资源的限制，脑脊液难以大规模普及。基于脑脊液的检测和诊断目前主要集中在需要入院治疗的重度痴呆群体中，难以在门诊有效应用；CT/MRI等常规影像学检查仅能反映大脑的结构变化,对AD的精准诊断存在困难。PET设备成本昂贵、设备运行效率较低，同时受到A和P-tau示踪剂的应用限制，因此该方法在AD诊断中难以广泛普及。图1AD诊断方法与上述三种诊断方法相比，血液样本稳定性较好，易于采集，血
3、液中生物标志物浓度较为均一稳定，是一种理想的检测样本。AD血液生物标志物，尤其是ATN框架相关的A.P-tau以及神经损伤相关生物标志物，在过去几年的研究中，血液标志物作为临床辅助AD诊断手段的证据质量显著上升。血液中的AD生物标志物由于主要来自脑脊液，这些生物标志物在穿过血脑屏障进入血液后，通常浓度大幅度下降，显著增加检测难度，需要超过传统免疫检测技术灵敏度的新型检测平台支持，才真正有可能在临床领域有效应用。单分子免疫检测技术背景生物标志物是指可以标记系统、器官、组织、细胞及亚细胞结构或功能的改变或可能发生的改变的生化指标，被广泛应用于临床诊断领域，其中，蛋白生物标志物是最为重要的组成部分。
4、在过去的半个世纪里，随着免疫检测技术的快速发展，蛋白生物标志物检测系统趋于更灵敏、更精准和更友好。然而受限于原理层面的限制，现有的免疫检测技术，例如化学发光技术，仅能实现lpg/mL检测下限对许多pg/mL或亚pg/mL浓度范围的生物标志物束手无策，使得大量生物标志物无法在临床有效应用。单分子免疫检测技术由于其超出传统免疫检测技术IoOo倍的灵敏度性能，被认为是下一代免疫检测技术，是开发这些低丰度新型生物标志物临床应用的关键工具。与传统免疫检测技术直接测量反应体系整体的光学信号强度不同，单分子免疫检测技术通过特殊技术路径实现单待测物分子的直接信号捕获和分析，并通过待测物分子的绝对计数实现超高灵
5、敏度定量分析。其中，实现单待测物分子的信号检测是实现单分子免疫检测的必要前提，因此需要开发合适的信号放大或信号检测系统。目前，实现单分子免疫检测的主流技术路径及其优劣势如下所示：表1单分子免疫检测主流实现路径及其优劣势单分子检测实施路径典型方法优势劣势直接单分子成像超分辨显微镜灵敏度高兼容性高固相表面依赖特异性差重复性差设备成本高单分子扫描类就灵敏度高稳定性差操作流程复杂故障率高数字化信号放大DigitalELISA重复性好灵敏度高流程复杂耗材成本稳定性差图2A全内反射显微镜实现单分子检测工作原理B共聚焦显微镜实现单分子检测工作原理CDigitaIELISA工作原理现存的单分子免疫检测技术普遍
6、存在技术路径复杂，检测流程长，检测成本高等问题，并不能在临床领域广泛应用。真正可被临床接受的单分子免疫检测技术通常需要更高的自动化水平、更高的用户友好度和更低的检测成本。单分子免疫检测技术助力AD血液生物标志物临床转化单分子免疫检测技术由于检测灵敏度比传统免疫检测灵敏度高IOOO倍，可以实现lfg/mL检测下限,能够全面覆盖AD血液生物标志物的检测需求，特别适合于AD血液生物标志物临床转化应用。目前而言在全球范围内基于单分子免疫检测技术的P-taul81,P-tau217.P-tau231.Ap42、A40.NFL.GFAP等AD相关血液标志物检测已在许多工作中被报道，并表现出良好的临床准确性
7、，日益受到领域专家的重视。同时,随着包括NIA-AA.IWG等机构相关指南的发布，以及国内AD诊断指南和AD源性MCI专家共识等的发布基于单分子免疫检测技术的AD血液生物标志物检测已开始在临床应用领域崭露头角，单分子免疫检测技术超高的检测灵敏度性能给临床AD诊断和筛查提供了真正的可能性。A单分子免疫检测技术检测AD血液生物标志物临床应用的痛点然而遗憾的是，尽管单分子免疫检测技术经过十余年的发展，已实现了一定程度的自动化和成本优化，但是受限于检测技术路径的潜力，真正适合临床应用的全自动单分子免疫检测系统依然有待持续的验证和开发。受到酶联免疫.化学发光等传统免疫检测技术的影响和使用习惯的递延，目前
8、临床应用场景通常对免疫检测系统有如下痛点需求：(1)自动化水平。检测中心，尤其是国内的大三甲医院检验科内，通常面临极高的样本检测数量压力，过多的人为参与的样本准备、反应、检测流程将显著增加检测难度和检测压力，因此通常需要全自动设备辅助实现高通量检测目标。(2)稳定性和精准程度。这里提到的稳定性既包括检测系统本身的稳定性，也包括检测结果的稳定性，对设备和试剂的性能都有较高的设计开发和质量控制需求。同时还需要考虑到检测系统的精密度和准确度，对产品有极高要求。(3)成本。由于我国人口基数大，老龄化问题日益严重，AD在老龄化人口中发病率高，存在筛查和成规模性诊断的需求。过高的设备和试剂成本将导致终端筛
9、查和诊断费用的压力，限制了新技术在AD血液生物标志物的应用，也限制了AD血液生物标志物诊断的临床价值和社会价值。新型单分子免疫检测技术需要合理控制试剂和设备成本，从而真正满足国内临床诊断需求。A单分子免疫检测技术AD血液生物标志物临床应用的机遇图3A新型单分子免疫检测技术路径BDx90全自动单分子免疫分析仪（已获得二类医疗器械批文）尽管目前全球范围内，单分子免疫检测市场主要被海外企业垄断，并且检测技术在科研前沿和工业领域成为关键方法，国内依然有部分企业，在充分吸取前人经验，致力于开发并产业化更适合于临床转化应用的新型单分子免疫检测系统。通过创新的单分子检测技术的突破，显著降低了检测技术路径的复
10、杂程度、检测成本，提高了检测通量、检测效率和检测的稳定性。目前，该系统已优先于海外企业获得医疗器械批文，取得单分子免疫检测临床转化的关键性突破。A单分子免疫技术的临床应用转化得益于超敏、高通量、自动化等技术优势，国内单分子免疫技术的应用转化也陆续形成了自己独特且更符合临床需求的使用场景。不仅仅是神经退行性疾病诸如AD和PD等，在神经损伤、感染.眼科、心肌炎症.辅助生殖等领域都与临床专家和检验专家共同探索其临床实施的科学性和可行性。我们相信，当一个400亿级化学发光检验市场被广泛采纳并逐渐实现国产替代的当下，免疫检测科技树的下一个重要衍生方向-单分子免疫检测有望成为另一个不断攻克复杂疾病无创诊断的技术路径，而国内的创新和高端制造能力将会不断助力这一创新技术的真正临床诊断和体检筛查落地。
