阿爾茨海默(老年癡呆)等神經退行性疾病已成為影響人民健康的重大社會問題。2020年我國啟動了衰老與神經退行性變化機制的重大研究計劃,旨在發展相關研究的新技術與新方法。2024年12月國家衛健委、發改委、科技部、財政部等15個部門聯合印發《應對老年期癡呆國家行動計劃(2024-2030年)》的通知,要求以習近平新時代中國特色社會主義思想為指導,實施健康優先發展戰略和積極應對人口老齡化國家戰略,堅持預防為主、防治結合,建立健全老年期癡呆防控體系。
目前阿爾茨海默臨床診斷使用的PET成像等檢測方法需要同時依靠精密設備和放射性熒光標記藥物,會對人體造成傷害,并不適合進行早期、無傷害大規模篩查。而體外檢測蛋白標志物技術可以解決上述局限性,實現對癡呆癥的早篩查、早診斷和早干預。2023年底中國科學院發布128個急需解決的前沿科學問題和美國NIH發布的2023年15項最具亮點的基礎研究,都明確了要發展蛋白標志物檢測用于阿爾茨海默病的早期診斷。然而,阿爾茨海默病患者大腦Aβ蛋白標志物在臨床期前10-25年就開始發生異常(Science Translational Medicine 2014,5,226ra30.),并且健康個體和阿爾茨海默病患者之間血清Aβ蛋白標志物濃度的差異通常小于5%(JAMA Neurol. 2014,71,1282. & 2019,76,1060.),致使阿爾茨海默標志物檢測成為當下研究的焦點和難點。
近期,重慶研究院王亮團隊聯合中國科學院深圳先進技術研究院腦認知與腦疾病研究所詹陽團隊,基于多年的研究基礎(Neuron. 2024,112,740. Nat Commun. 2024. 15,1036. Materials Today Physics,2024,42: 101370. Nano Letters 2025,25,1706.)共同開發了以納米孔單分子檢測技術為核心的阿爾茨海默生物標志物無標記、靈敏檢測新方法。該方法利用蛋白電荷和結構差異,在單分子水平上對腦脊液和血液樣本中的Aβ42,Aβ40,APP(669-711),Tau蛋白生物標志物進行了區分鑒定。同時,研究中結合商用ELISA試劑盒和腦斑塊共聚焦成像,證實該方法可以通過直接檢測阿爾茨海默轉基因小鼠模型中腦脊液蛋白標志物,評估不同月齡老鼠大腦中Aβ42蛋白水平的變化。并且該方法對樣本中不同Aβ蛋白標志物的檢測靈敏度高于臨床要求。目前研究還在進一步深入,旨在為臨床阿爾茨海默病早期診斷提供技術支撐。
上述研究結果以“Multianalyte Nanopore Detection of Alzheimer’s Biomarkers: A Label-Free Platform with Improved Sensitivity and Range“為題發表在Advanced Healthcare Materials期刊。該工作得到了科技部國家重點研發計劃、重慶英才以及深圳市腦疾病轉化研究重點實驗室、廣東省基礎與應用基礎研究基金等項目的支持。論文鏈接https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adhm.202405058
圖1:血液與腦脊液中阿爾茨海默蛋白標志物無標記、精準檢測。