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解锁神经退行性疾病诊疗新维度|MSD技术如何改写治疗困局?

时间:2025-06-09 11:46:01
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一、神经生物学研究背景
随着全球人口老龄化加速,神经退行性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症等)的发病率逐年攀升。据统计,全球范围内约5000万人受阿尔茨海默病困扰,而帕金森病患者已超1000万。
面对如此庞大的患病人群和沉重的疾病负担,深入解析神经退行性疾病的复杂发病机制,成为寻求有效治疗策略的迫切需求。神经退行性疾病以神经元进行性损伤和死亡为核心特征,其发病机制复杂且高度异质。近年研究揭示了三大关键病理机制:


蛋白质稳态失衡:异常蛋白(如β-淀粉样蛋白、α-突触核蛋白)的聚集与错误折叠是阿尔茨海默病和帕金森病的标志,其传播依赖“可变形囊泡”结构调控神经元摄取效率。
线粒体功能障碍与氧化应激:线粒体能量代谢紊乱导致活性氧(ROS)过量累积,加速神经元凋亡。
应激反应失调:持续激活的应激反应(如SIFI复合物失调)可以直接驱动神经元凋亡,而非传统认为的蛋白聚集副产物。



尽管三大病理机制的解析为靶向干预提供了理论基础,但神经退行性疾病研究仍然面临多维度挑战。


二、神经退行性疾病研究的挑战
神经退行性疾病研究面临三大挑战:病因不明、诊断困难、治疗受限。


1.病因层面
由于神经退行性疾病的发生过程非常复杂,涉及到多种因素,因此难以精准预防。所以寻找早期标志物对于临床研究至关重要。而早期标志物的筛选依赖于“健康-临床前-临床”全病程的队列研究,因其需要长期随访,导致样本非常珍贵,更具挑战性的是,在病理启动阶段,体液中的生物标志物(如 p-tau181、Aβ42)仅呈现 pg/mL 级的微量波动,传统检测技术因灵敏度不足与单因子检测模式,难以实现早期分子事件的精准检测,因此需要高检测灵敏度、多因子检测能力及节省样本量的新型技术平台,而MSD技术即可满足所有需求。


2.诊断层面
神经退行性疾病的临床前期症状(如轻度认知障碍、嗅觉减退)与正常衰老现象非常相似,常规影像学检查难以鉴别细微病理的改变,所以神经退行性疾病很难在早期确诊。体液生物标志物检测作为早期诊断的核心手段,面临双重技术挑战:①目标分子浓度极低,如脑脊液中 Aβ42/Aβ40 比值在 AD 早期下降幅度仅 15-20%,且绝对浓度处于 ng/mL 以下;②样本获取量少,脑脊液单次采集量通常 <5mL,血清 / 血浆样本中标志物因血脑屏障阻隔呈现更低丰度。现有免疫检测技术因样本需求量高、动态检测范围窄,难以满足临床筛查需求。但是,如果选择MSD 技术即可在 25μL 样本中实现5-6 log 的宽动态范围检测,其电化学发光信号信噪比为传统化学发光技术的 10 倍以上,能够满足早期诊断标志物检测的临床需求。


3.治疗层面
目前,神经退行性疾病的治疗方式主要是药物治疗,传统药物仅能改善症状而无法阻断疾病进展,新型靶向疗法(如 Aβ 单抗)又受限于血脑屏障穿透效率(<1%)与疾病异质性,临床获益率不足 40%。想要突破治疗策略,其核心在于:①建立实时反映疾病活动性的分子监测体系;②提升动物模型与人类疾病的靶点验证效率。而MSD 技术也可以轻松满足:通过检测脑脊液 NfL、GFAP 等神经损伤标志物的动态变化,可精准评估药物干预效果;其超敏检测能力可在小鼠模型脑脊液(5μL 样本)中定量人类同源标志物,解决动物模型样本量限制问题;自动化高通量平台(单次运行可处理 96/384 样本)支持多中心临床试验的生物标志物批量分析,加速治疗靶点的临床验证进程。


总而言之,破解这三大研究困局的关键,是在于寻找兼具技术突破性与科研实用性的检测技术。
MSD 超敏电化学发光技术以fg/ml的超高灵敏度、多因子检测能力(单次可检测10个指标/孔)、全样本类型兼容性、宽动态检测范围,自动化高通量平台、卓越的稳定性、标准化操作流程等优点,成为科研界公认的神经退行性疾病研究的核心工具。其技术体系不仅精准匹配病因标志物发现、早期诊断开发、疗效动态监测的全链条研究需求,更通过美国FDA的认证,为加速基础研究向临床转化提供不可或缺的技术支撑。


三、MSD在神经研究中的核心优势



1 超高灵敏度与多因子检测能力
•    超高灵敏度:检测下限低至fg/mL,分辨率高,精度准确,可量化微量样本中的低丰度生物标志物(如脑脊液中Aβ、Tau蛋白)。
•    宽动态范围:5~6 log的宽动态范围,有效避免高浓度样本稀释带来的误差。
•    多因子检测能力:单次实验可同时检测Aβ38、Aβ40、Aβ42等淀粉样蛋白亚型及Tau磷酸化位点,支持复杂生物通路研究。
•    样本量节省:10个指标仅需要样本25μL。


2 精准区分蛋白形态
•    特异性识别聚集态蛋白:开发新型试剂盒,如优先检测亨廷顿病中聚集体形式的mHTT蛋白,弥补传统方法仅检测可溶性单体的不足。
•    动态监测疾病进展:通过纵向研究验证,适用于临床前模型(如R6/2、zQ175小鼠)的病理机制解析与治疗评估。


3 自动化与标准化支持
•    临床级验证试剂盒:严格验证的检测流程,支持大规模临床研究(如阿尔茨海默病白藜芦醇试验),数据稳定可靠。
•    高效自动化平台:实现高通量检测,减少人为误差,提升实验效率。
•    高重复性:板内CV< 6-8%,板间<10%,批间<15%。
•    没有液流路系统:不会堵塞,仪器维护成本低。


4 跨学科应用与转化潜力
•    样本兼容度高:适用于各类生物学体液,基本无基质影响,覆盖脑脊液、血浆、微量脑组织及动物模型样本,支持从基础研究到药物开发的全程需求。
•    推动精准医疗:通过生物标志物动态监测(如Tau磷酸化水平),为神经退行性疾病的早期诊断与疗效评估提供关键工具。
•    开放性平台:可兼容多种不同的生物学实验( 固定蛋白,小肽,多糖,核酸,细胞, 载量相较于Elisa高10~50倍)。


四、MSD在神经研究中的应用案例


1.阿尔茨海默病



在阿尔茨海默病(AD)治疗靶点探索的激烈角逐中,SPI1基因的调控机制近期成为焦点。作者构建了SPI1基因敲除和过表达小鼠模型,并使用MSD V-Plex 试剂盒检测了皮层及海马组织中不溶性Aβ40/Aβ42水平。



研究发现:降低SpI1表达会显著加剧脑内不可溶性Aβ沉积、淀粉样斑块积累和神经胶质增生;而增加SpI1表达则能有效逆转这些病理变化,甚至改善神经突触营养不良。这一发现为AD的转录调控疗法提供了全新思路。


2.帕金森病


 

多系统萎缩症 (MSA) 和帕金森病 (PD) 都是进行性的神经退行性疾病,其特征是 α-突触核蛋白 (αSyn) 异常错误折叠和沉积到 PD 中的神经元中,以及 MSA 中的少突胶质细胞中 。本研究中,作者采用MSD U-Plex 试剂盒检测了前驱期患者血清中抗αSyn-nAbs的亲和力及IgG/IgM亚型谱。


 

研究表明:对αSyn的反应性受损发生在疾病发作之前。明显缺乏高亲和力的抗αSyn-nAbs可能导致αSyn的清除率降低,从而导致蛋白质聚集。这种免疫监视失效可能是αSyn病理性聚集的关键诱因。该发现为MSA/PD的早期免疫干预疗法提供了全新靶点。


3.亨廷顿舞蹈病

 


亨廷顿病(Huntington's Disease, HD)是一种由HTT基因CAG重复扩增引发的常染色体显性遗传性神经退行性疾病,其特征为运动障碍、认知衰退及精神症状。尽管学界已明确突变亨廷顿蛋白(mHTT)的毒性作用是核心病理机制,但疾病进展的动态监测仍缺乏可靠的生物标志物。近年来,血浆神经丝轻链(Neurofilament Light, NfL)作为神经轴突损伤的标志物,在阿尔茨海默病、肌萎缩侧索硬化等疾病中展现出诊断价值。本研究通过五年纵向队列研究,作者采用MSD R-Plex 试剂盒检测血浆中Nfl水平,系统分析了血浆NfL在HD全疾病谱中的动态变化。



研究表明:血浆神经丝轻链(NfL)水平在亨廷顿病(HD)突变携带者的前驱期(HD-ISS 0期)即开始升高,并随疾病分期进展(HD-ISS类别每升高一级,NfL平均增加32.73 pg/ml)和病程延长呈半线性增长,其中HD-ISS 3期患者年化增长率高达18.41 pg/ml/年;这种增长与年龄相关的生理性升高显著不同(HD突变组年龄β系数21.96 vs 对照组12.80),且早期(≤1期)即与认知功能下降(如SDMT评分)相关,证实血浆NfL可作为反映HD神经变性进程的敏感生物标志物。


五、神经退行性疾病核心靶点



六、神经退行性疾病相关热门试剂盒


1.神经退行性疾病Biomarker


 

2.神经炎症因子  



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