近期，有關新型冠狀病毒的研究將「細胞因子」推至大眾面前，他們在阻擊病毒的工作中各司其職：

 

• 初級細胞因子（I 型和 III 型干擾素、IL- 1β、IL-18、TNF-α、IL-6 和 IL-33）對抗病毒信號進行快遞響應，奮力阻擊，不斷招兵買馬；

   

• 次級細胞因子（IFN-γ、IL-10 等）在繼續病毒清除工作的同時，開啟抑制炎癥，恢復肺功能的篇章。

 

如果這一切控制的剛剛好，會是抗病毒路上自身免疫系統的強勢反擊。

 

 

細胞因子免疫研究的瓶頸

 

在抗病毒之路上，這些英勇殺敵的細胞因子，一般多為組織細胞（主要為免疫細胞）合成和分泌的小分子多肽或糖蛋白，作用效率極高，在 fg/mL 的極低濃度區間都能發揮重要的生物學作用。

 

以大名鼎鼎的 IL-17 為例，IL-17 是由活化 T 細胞產生的致炎細胞因子，可以促進 T 細胞的激活和刺激上皮細胞、內皮細胞、成纖維細胞產生多種細胞因子如 IL-6、IL-8、GM-CSF 和 CAM-1，從而導致炎癥的產生。

 

其家族成員 IL-17A，在健康人的血清/血漿中含量低至 0.3 pg/mL，超過了常規蛋白檢測方法的皮克級定量下限，達到了飛克級水平。無奈，很多研究者對于部分影響深遠又含量極低的細胞因子只能選擇放棄檢測。

 

 

圖 1：對于 IFN-γ，IL-17A 等因子，常規 ECL 等檢測方法無法準確測得，研究員最終通過 SMC™ 技術解決了這一問題。

（Erenna 為 SMCxPRO™ 的一代設備）^[1]。

 

 

 

蛋白檢測「飛克級」時代

 

默克 SMCxPRO™ 單分子免疫檢測技術，在傳統的「三明治」抗體夾心反應的基礎上，結合獨特的洗脫步驟設計和專利的激光單分子檢測技術，實現了飛克級（fg）水平的蛋白準確定量，較常規 ELISA 檢測靈敏度高 1,000 倍。為您的研究帶來前所未有的洞察力，為蛋白標志物的研究提供全新超強動力。

 

圖 2：默克 SMCxPRO™ 單分子免疫檢測原理

 

 

 

創領生物標志物新發現

 

當蛋白的檢測與差異表達對您的科研發現意義重大，那么選擇一個值得信賴的超高靈敏度檢測平臺將極大程度加速研究進程，確保數據可靠性。日益精準的研究和藥物研發同樣需要平臺具備更為靈敏的靶標檢測與更高通量的樣本檢測能力。

 

默克 SMC™ 技術可實現低豐度蛋白的準確定量，無論是在生物標志物全新價值發現，還是疾病相關生物標記物的發現與應用上已有豐富應用。

 

 

應用方案一

傳統生物標志物的全新價值

心肌肌鈣蛋白 I（cardiac troponin，cTNI）是心肌肌肉收縮的調節蛋白，在心肌損傷時，由心肌細胞釋放到血循環中，因此常用于急性胸痛病人的診斷。對 cTNI 的研究也一直停留在患者檢驗方向。

 

SMC™ 方法上市后，研究人員首次在健康人血液中發現這一因子，通過對對 350 位正常個體進行檢測統計后發現，80% 個體 cTNI 本地水平低于 4 pg/mL。隨后 12 年的臨床追蹤，發現本底表達 cTNl 較高的個體傾向于較高的累積心臟病發病率。通過 cTNI 本底水平檢測可提前 12 年對個體患病率進行有效預測。

 

圖 3：cTNI 本底表達水平與個體心臟病患病率成正相關^[2]。

 

 

應用方案二

創領阿爾茲海默癥標志物新發現

隨著人類壽命的延長和老齡化進程的加速，阿爾茨海默癥（AD）成為全球最為重要的公共衛生問題之一。預計 2030 年，阿爾茨海默癥患者人數將增加至 7,000 多萬，全球每三秒鐘就有一個新增確認病例。雖然無法阻止疾病的發生，但是早期干預與治療可以延緩病狀的出現和發展，可有效提高老年人生活質量。

 

近期，科學家研究發現可通過檢測 ADAD 家族人群中的的四種「新興」阿爾茲海默癥生物標志物，實現精準預測 AD 可能的患病時期，以期實現早期干預和治療。

 

通過多年的隨訪研究，研究者檢測比對基因攜帶者（n = 235）和非 AD 基因攜帶者（n = 145）腦脊液樣本，發現腦脊液神經顆粒蛋白（CSF neurogranin），突觸關聯蛋白-25（SNAP-25）, 視椎樣蛋白 1（VILIP-1），幾丁質酶樣蛋白（YKL-40）這四種標志物在遲發性阿爾茲海默癥潛在患者中表達水平顯著升高，可提前 19 年預測遲發性阿爾茲海默癥。

 

圖 4：不同時間點，基因攜帶者（n = 235）和非 AD 基因攜帶者（n = 145）腦脊液中不同生物標志物的濃度差^[3]。

 

 

應用方案三

藥物 PK/PD 評價

TNF-α 抑制劑、IL-23 抑制劑以及 IL-17A 抑制劑為銀屑病的常用抗體藥，其 III 期、IV 期臨床藥物有效性及安全性評價，往往是通過檢測 TH17 通路相關因子 IL-17A，IL-17F，IL-22，IL-23 來進行。

 

這些細胞因子在血液中濃度極低，常規 Elisa，ECL 根本無法檢測到，因此，擁有飛摩爾級檢測能力的 SMC™ 單分子免疫檢測技術，成為其中的佼佼者，眾多銀屑病相關藥物臨床數據報告中均可見 SMC™ 檢測數據結果。

 

圖 5：Guselkumab 用藥后， PASI 90 緩解患者血清 IL-17A, IL-17F and IL-22 因子濃度受到持續抑制^[4]。

 

應用方案四

New! 抗藥性抗體ADA檢測

幾乎所有的生物制藥產品都會引起一定的抗藥抗體（anti-drug antibody，ADA）反應，即免疫應答。ADA會削弱治療效果，有時甚至對治療產生反作用。在藥代動力學研究過程中，抗藥性抗體（ADA）評價已經成為突出問題，ADA可能會對PK研究結果產生顯著性影響。2016版FDA《免疫原性指導原則（試行）》的發布給免疫原性分析指明了方向，對免疫原性的篩選和確證試驗的方法靈敏度要求不斷提升，要求至少達到100ng/mL，遠遠低于之前要求的250-500ng/mL。

 

目前默克生命科學依托其SMC™單分子超高靈敏度檢測平臺，開發了專用于ADA檢測的試劑盒。相較于當前的ADA檢測金標準提升了至少10倍的檢測靈敏度，在降低基質耐受的同時保持一致的藥物耐受性。

 

圖6：藥物耐受性檢測：結果顯示該實驗降低了循環治療的耐受性，可檢出在0.125µg/mLMAb中約97.7ng/mL的ADA濃度

 

（以上數據來源于默克研發報告）
 

默克為您提供生物標記物研究全新解決方案

 

參考文獻：

 

[1].Serum from Asian atopic dermatitis serum is characterized by Th2/Th22-activation, highly correlated with non-lesional skin measures, 2018, Journal of Allergy and Clinical Immunology.

[2].Prognostic utility of novel biomarkers of cardiovascular stress: the Framingham Heart Study, 2012, Circulation.

[3].Emerging cerebrospinal fluid biomarkers in autosomal dominant Alzheimer's disease, 2019, Alzheimer's & Dementia.

[4].Guselkumab efficacy after withdrawal is associated with suppression of serum IL-23-regulated IL-17 and IL-22 in psoriasis: VOYAGE 2 study, 2019，Clin Pharmacol Ther.