2023年2月15日，《Biosensors and Bioelectronics》在线发表了本实验室骆海明教授课题组完成的题为Colorimetric and surface-enhanced Raman scattering dual-mode magnetic immunosensor for ultrasensitive detection of blood phosphorylated tau in Alzheimer's disease的研究论文。
血液检测侵入性较低，易于执行，并允许更频繁的采样，是在初级保健和社区范围筛选潜在的高风险阿尔茨海默病群体的首选检查方法。根据基于Aβ蛋白（A）、病理性Tau蛋白（T）及神经变性（N）生物标记物的ATN（Aβ-Tau-Neurodegeneration，ATN）诊断标准，只有Aβ和p-tau同时检测阳性才定义为AD。因此选择合适的p-tau标志物就变得极为重要。p-tau396,404作为配对螺旋丝和神经纤维缠结的核心成分，随着疾病进程显著增加，是阿尔茨海默病潜在的、有价值的血液生物标志物。
图1.双模式磁性免疫传感器的检测原理图
目前，血液生物标志物的检测主要基于Single-molecule Array（Simoa）和Meso Scale Discovery（MSD）。这些方法虽然灵敏度高，但仅限于血浆样本的检测，且设备要求高、耗时长、成本高。已有研究表明Aβ和p-tau蛋白可以在血液单核细胞、红细胞、血小板和血液外泌体中检测到。然而，基于Simoa和MSD检测样方法无法实现全血检测，导致低估血细胞中生物标志物水平，造成阿尔茨海默病诊断不准确。
鉴于此，基于本课题组开发的p-tau396,404选择性抗体对，结合免疫捕获策略和表面增强拉曼散射的高灵敏度，开发了一种具有传统比色和表面增强拉曼双信号输出、即时、能够适应全血样本的磁性免疫传感器。该检测方法的建立，能够发现各种血液细胞中隐藏的生物标志物，更为全面地反应血液生物标志物的含量对推进阿尔茨海默病的早期诊断具有重要意义。
图2.双模免疫传感器在阿尔茨海默病模型小鼠全血样本中的性能评估
在临床不同阶段阿尔茨海默病患者血液样本的检测结果显示，表面增强拉曼信号强度与疾病严重程度具有很好的相关性。定量分析结果显示，p-tau396,404水平随着阿尔茨海默病疾病进展的加重而升高，并与蒙特利尔认知评估评分有着较强的线性相关性。值得注意的是，基于血液p-tau396,404水平，双模式免疫磁性传感器具有潜力区分处于不同疾病阶段的阿尔茨海默病患者。总之，上述结果表明，血液中的p-tau396,404是阿尔茨海默病有价值的生物标志物，建立的检测全血中p-tau396,404水平的双模式磁性免疫传感器具有高的灵敏度和强的抗干扰性，能够应用于阿尔茨海默病血液筛查。
图3 双模式免疫磁性传感器在不同疾病阶段阿尔茨海默病患者全血样本中检测性能的评估
该研究得到国家科技创新2030计划（No. 2021ZD0201000和2021ZD0201001）、国家自然科学基金（No. 81971025）和中国医学科学院医学科学创新基金(No. 2019-IM2-5-014)的资助。华中科技大学武汉光电国家研究中心骆海明教授为文章的通讯作者，课题组研究生张立定、为文章的第一作者，海南大学骆清铭院士、华中科技大学同济医院神经内科苏颖教授、课题组研究生曹凯、胡顺和梁晓晗共同参与了相关工作。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0956566322009757
