在人體這座精妙無比的“大廈”里，大腦無疑是掌控一切的“頂樓指揮室”，而身體的各個器官、組織則如同緊密協作的“底層員工”，它們之間通過看不見的“線路”——腦-體連接，時刻傳遞著關鍵“指令”，維持著生命的正常運轉。長久以來，研究者們都渴望探尋其中隱藏的健康與疾病的密碼。如今，單分子陣列（Single molecule array，Simoa）技術宛如一把熠熠生輝的“金鑰匙”，正在開啟腦-體連接奧秘的大門。

1.創傷性腦損傷研究中的“洞察之光”

全球每年有超過5000萬人遭受創傷性腦損傷（Traumatic brain injury，TBI）的侵襲，其中重度TBI（Severe TBI，sTBI）更是如同高懸的“達摩克利斯之劍”，嚴重威脅著患者的生命，拉低了存活率。在這場與死神的賽跑中，Simoa技術成為了科研人員手中的有力“武器”。

 
瑞典哥德堡大學的Fernando Gonzalez-Ortiz博士及其團隊依托Simoa®HD-X平臺，對42名sTBI患者進行前瞻性研究[1]。在患者入院時（第0天）、第7天和第365天采集血清樣本，測量血清腦源型Tau（BD-Tau）、磷酸化tau231（p-tau231）和神經絲輕鏈蛋白（Neurofilament light chain，NfL）濃度。結果發現，在第0天和第7天，具有不良sTBI臨床結果的個體血清BD-Tau濃度更高，而其他生物標志物（血清T-Tau、p-tau231和NfL未呈現此趨勢。這表明血清BD-Tau有望作為基于血液的生物標志物并預測sTBI的臨床結果。同時，通過Simoa技術觀察到BD-Tau水平的縱向變化與其他生物標志物不同，其清除速度較慢，在sTBI后的1年內血液中仍維持一定水平，這為sTBI患者的臨床監測和康復提供了新的視角。

2.神經退行性與心血管疾病關聯的“紐帶”

神經退行性疾病與心血管疾病，這兩大健康“殺手”看似井水不犯河水，實則暗藏玄機，相互交織影響。而Simoa技術恰如一根堅韌的“紐帶”，將二者之間隱藏的緊密聯系逐漸展露。

 
Valerie Lohner教授及其團隊致力于探究慢性冠狀動脈綜合征（Chronic coronary syndrome，CCS）患者中神經退行性疾病血液生物標志物與心血管和腦血管疾病的關聯[2]。利用Simoa技術，對CCS患者基線血液樣本中的NfL、GFAP、磷酸化tau181（p-tau181）、淀粉樣蛋白β(Amyloid β,Aβ)等生物標志物進行測量。研究發現，較高的NfL水平與死亡風險的增加顯著相關（HR=1.36/SD，p=0.005），而Aβ40/Aβ42 比值與中風風險呈負相關。此外，GFAP水平表現出基于ApOE基因型的不同關聯，從而強化了其在神經血管病理學中的作用。這表明Simoa能發現心血管疾病與神經退行性疾病之間的潛在聯系，為研究心血管疾病引發的神經并發癥提供了檢測手段，有助于早期干預和預防。

3.腎功能與神經系統關系的“探秘先鋒”

一直以來，腎功能波動究竟如何在幕后操縱神經系統生物標志物的變化，讓科學界捉摸不透。Simoa技術挺身而出，勇當“探秘先鋒”。

 
2025年，Kimberly Koerbel教授則聚焦于生理范圍內的腎功能波動與神經相關生物標志物水平之間的關系[3]，通過招募183例患者（包括多發性硬化、其他神經疾病及軀體形式障礙對照者），為理解相關生理和病理機制提供了重要依據。借助Simoa技術對血清和腦脊液中NfL、GFAP、tTAU和UCHL1標志物進行精確測量后發現，生理范圍內的腎功能波動對這些生物標志物無顯著影響，但在腎功能受損患者中，解釋生物標志物水平時需考慮合并癥、年齡和BMI等因素。即便沒有腎功能損害，其他混雜變量也會影響生物標志物水平，這為進一步研究腎臟與大腦之間的聯系開辟了新的道路。

 
Simoa技術之所以在腦-體連接研究中表現卓越，是因為它具有諸多顯著優勢。其超高的靈敏度，能夠檢測到傳統檢測方法難以企及的極低濃度生物標志物，為早期疾病診斷提供了可能。此外，Simoa技術的多指標檢測能力，讓研究人員能夠全面了解多種生物標志物的情況，深入探究它們之間的內在聯系，從而更全面、更深入地理解腦-體連接的復雜機制。未來，我們可以期待，借助Simoa技術，更深入地了解各種疾病的發病機制，開發出更加精準的診斷方法和個性化的治療方案，為人類健康保駕護航。

> 參考文獻：
[1] Gonzalez-Ortiz F, Dulewicz M, Ashton NJ, Kac PR, Zetterberg H, Andersson E, Yakoub Y, Hanrieder J, Turton M, Harrison P, Nellgård B, Karikari TK, Blennow K. Association of Serum Brain-Derived Tau With Clinical Outcome and Longitudinal Change in Patients With Severe Traumatic Brain Injury. JAMA Netw Open. 2023 Jul 3;6(7):e2321554.
[2] Lohner V, Perna L, Schöttker B, Perneczky R, Brenner H, Mons U. Associations of blood-based biomarkers of neurodegenerative diseases with mortality, cardio- and cerebrovascular events in persons with chronic coronary syndrome. Exp Gerontol. 2025 Feb;200:112684. doi: 10.1016/j.exger.2025.
[3] Koerbel K, Yalachkov Y, Rotter T, Schaller-Paule MA, Schaefer JH, Friedauer L, Jakob J, Steffen F, Bittner S, Foerch C, Maiworm M. Exploring the Link Between Renal Function Fluctuations Within the Physiological Range and Serum/CSF Levels of NfL, GFAP, tTAU, and UCHL1. Int J Mol Sci. 2025 Jan 17;26(2):748. doi: 10.3390/ijms26020748.