老龄化已经是目前社会面临的重要问题。当一个地区60岁以上人口超过总人口的10%，该地区就已进入老龄化社会。以此标准，包括美国，日本，德国在内的西方发达国家都已具备老龄化社会特征。老年人健康，降低老年人因疾病带来的社会经济负担，是世界各国都面临急需解决的重大社会问题。中国在近年来老年人口已达1.3亿，也进入这个行列，并且相对于其他国家而言，未富先老，老年人健康水平较低、生活质量较差是更为紧迫的特征，会加剧老龄化危机。正因如此，老龄化是社会关注焦点，需要包括学术研究在内的全社会共同努力。从另外一个角度而言，衰老有很好的研究前景，对某些物种而言，改变几个基因就可以延长一倍的寿命。老年病相关研究能极大推进社会福祉。因此，包括肿瘤，心血管疾病，代谢病，神经退行性在内的衰老相关疾病成为研究热点。
神经退行性疾病是老龄化威胁的重要体现。神经退行性疾病是以大量神经元细胞丧失为主要特征的的疾病类型，例如阿尔茨海默症，帕金森症和亨廷顿舞蹈病等。这些疾病的共同点包括大量神经元的损失，脑体积的萎缩，并且一般都由脑内大量蛋白的错误折叠引起。考虑到神经元很难再生，神经元的大量损失将是毁灭性和难以逆转的，因此对于神经退行性疾病进行早期诊断对于疾病的防治具备至关重要的作用。神经退行性疾病目前诊断技术比较有限，阿尔茨海默症的诊断目前在医学上还较多依靠认知能力的下降进行判断。即使测序等技术的引入可以一定程度上预见疾病发生的可能性，但在准确判断发病状态，对潜伏期进行鉴定方面仍然远不及蛋白类生物标志物具有应用前景。
蛋白生物标志物为神经退行性疾病的早期诊断提供了充分的可能性。而抗体依赖的免疫检测技术是对蛋白生物标志物进行检出的最佳方案。生物标志物检测技术，例如Western Blot, 免疫组织化学，免疫共沉淀等经典方法，已经可以检测大量的神经细胞类型，组织类型，疾病状态，以及疾病的预后判断。默克密理博也已经在抗体方面积累了Chemicon等堪称行业金标准的品牌和数以万计的高质量抗体。这些成熟的方法以及被无数文献大量使用和证明。默克密理博的Luminex检测平台以及配套的高品质的Milliplex检测试剂盒，能够以超越ELISA的灵敏度，在各种生物样本中一次实验同时检测多达40种生物标志物。可以非常有效地检测神经肽，神经退行性疾病以及其他神经疾病标志物等蛋白指标。更重要的是，在2015年夏天默克密理博将Erenna单分子检测技术平台引入了生命科学研究领域，这项全新的抗体依赖检测平台在使用相同抗体的条件下，可比传统ELISA检测平台提高上1000倍灵敏度。极高的检测灵敏度使得研究者可以在微量的生物样本，例如脑脊液中，稳定检测到痕量的蛋白生物标志物，成就全新的科学发现，极大推动神经疾病相关转化医学研究。
第一篇 阿尔茨海默症相关标志物研究
阿尔茨海默症是最严重的神经疾病。全球有多达5000万阿尔茨海默症的患者。每隔72秒钟，世界上就有一人确诊为阿尔茨海默症。在年过85岁之后，甚至每两个人中就有一个会出现由这种疾病带来的持续恶化的症状，包括：记忆损失，意识混乱，判断力、计划能力、和专注度的丧失，以及人格的变化。在该病晚期，生理功能亦受到影响。这种疾病的原因、根治方法还不为人所完全清楚；但是，人类已经发现一些重要的蛋白可能会参与到这种疾病，并且可以作为判断疾病的重要标志物。
阿尔茨海默症的特征是神经元损失，神经递质系统出现问题，并且出现由异常tau蛋白带来的神经纤维的缠结。阿尔茨海默症的一项显著的特征是在大脑的特定区域出现衰老斑块，其中心是由Aβ肽造成的淀粉样蛋白沉积。近年来的研究表明，具备毒性的tau蛋白亚型将会破坏神经元的微管细胞骨架和线粒体的转运，导致神经元凋亡。经过一定的发展，毒性tau蛋白亚型会逐渐扩展到整个脑部，导致神经元纤维缠结和脑萎缩，以及阿尔茨海默病各症状的出现。
随着科学的进步，人们发现，Aβ蛋白造成的淀粉样蛋白沉淀和tau蛋白造成神经纤维缠结，会在真正最早出现认知损失症状的10-15年前开始。这段时间也被称为阿尔茨海默症潜伏期（preclinical Alzheimer Disease）.在这个时期，大量的神经元和突触损失不断发生，脑体积发生不断萎缩，当到一定程度时，可被核磁共振技术（magnetic resonance, MR）检测到。如果能在这个时期尽早确认疾病的出现，将为医学干预和治疗提供非常宝贵的治疗期。因此，医学要求有更好的生物标志物能够在早期诊断。
针对这种在疾病早期出现的蛋白生物标志物检测需求，默克密理博向研究者提供了搭载单分子检测技术的Erenna免疫检测系统。这种免疫检测平台的最大特点是，在使用相同抗体的同等条件下，相对于传统的ELISA技术，该平台能够显著提高检测灵敏度。提高范围在多数情况下能达到100-1000倍的水平，同时具备高达4个log的动态检测范围。该技术在神经疾病、心血管疾病、炎症免疫、代谢病、肿瘤毒理等领域得到了很有价值的数据，已有大量文献发表。至关重要的是，这项技术已经开放了试剂盒开发工具。所以研究者利用自己已有的抗体，依靠开发工具，可自主开发出生物标志物的免疫检测试剂盒。
1）阿尔茨海默症寡聚蛋白的检测
阿尔茨海默症的一项显著的特征是在大脑的特定区域出现衰老斑块，其中心是由Aβ蛋白造成的淀粉样蛋白沉积。Aβ寡聚物相对于其他形式的Aβ是更有毒性的形式。在近期的一项研究中，用户自行开发的试剂盒可以非常特异地检测寡聚物：寡聚物比单体的灵敏度高2500倍，且针对寡聚物的灵敏度可以达到0.09pg/mL.依靠这一特定检测，人们发现AD患者的Aβ寡聚物的比对照高3-5倍之多， Aβ寡聚物可以作为一项分辨力极高的指标应用于临床研究。（Jounral of Neuroscience, 2014）
图1. Aβ寡聚物的超灵敏单分子免疫检测可有效判断阿尔茨海默症
2）阿尔茨海默症新标志物的开发
阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease, AD）是最严重的神经退行性疾病，人类已经发现一些重要的蛋白可能会参与到这种疾病，并且可以作为判断疾病的重要标志物。在最近的一项研究工作中，研究者利用默克密理博提供的试剂盒开发工具，成功获得了VILIP（Visinin-like protein 1）的超高灵敏度检测技术，并且证实VILIP在AD造成的脑萎缩方面是非常有效的生物标志物。脑脊液中VILIP含量高低与脑体积萎缩风险呈负相关关系。（JAMA Neurology, 2015）
图2. 脑脊液中微量的VILIP-1标志物可预测阿尔茨海默症造成的脑体积萎缩
目前，包括Aβ40, Aβ42, 以及VILIP-1在内的众多阿尔茨海默症的Biomarker单分子检测方法已经被广泛应用。
第二篇 亨廷顿舞蹈病相关研究进展
亨廷顿舞蹈病与帕金森症，阿尔茨海默症构成三大神经退行性疾病。为家族显性遗传性的神经退行性疾病。全世界发病率约为1:10000，发病年龄约为30-50周岁。主要病理特征为纹状体和皮层萎缩，会带来的症状包括运动紊乱，精神障碍和认知混乱。
亨廷顿舞蹈病病因
亨廷顿舞蹈病由单基因显性突变造成，HTT基因位于4号染色体短臂区域。
病人在HTT基因第一外显子区域出现较多的CAG重复序列（正常人一般是16个重复，亨廷顿舞蹈病病人可以达到44个），进而引起HTT蛋白多聚谷氨酸位点延长。
较长的突变型蛋白mHTT容易缠结，聚集成块，造成神经退行，特别是运动神经元的损失。
导致患者神经系统逐渐退化，运动功能失调。直至死亡。 图3.亨廷顿舞蹈病病人（下）与正常人（上）脑切面比较
脑脊液中亨廷顿舞蹈病突变蛋白检测
亨廷顿舞蹈病是著名的家族性遗传病，病因是突变型蛋白mHTT含有较长的谷氨酸重复序列，蛋白过长容易聚集，进而造成神经退行和发病。默克提供了强大的试剂盒开发工具，在进行探索性生物标志物研究时，可方便地自行开发试剂盒。运用这个工具，正常个体以及亨廷顿舞蹈病病人脑脊液中的超低浓度突变型蛋白mHTT被首次成功检测。科学家利用针对mHTT蛋白恒定区和可变区的不同抗体形成抗体对，使用Erenna单分子检测平台实现了fM级别灵敏度的mHTT蛋白检测。数据显示脑脊液中的mHTT可以非常有效的判断个体是健康、未发病还是发病状态，对临床检测亨廷顿舞蹈病提供了极佳的诊断模型。（Journal of Clinical Investigation，2015）。
总结
阿尔茨海默症，帕金森症以及亨廷顿舞蹈病是困扰人类最为严重的三大神经退行性疾病，为人类健康带来重大威胁，同时也是老龄化威胁的重要因素。而蛋白内稳态的破坏，蛋白的错误表达和折叠为这三项疾病的共同特征。利用脑脊液，血浆等样本在尽可能早的时间进行这些疾病的早期诊断对于减少疾病危害，提高病人预后具有重要意义，但对检测技术也提出了很高要求。SMC单分子免疫技术凭借对单个分子的数字化计量能力造就了划时代的检测灵敏度。依靠传统方法难以检测的神经推行疾病标志物，利用全新技术获得了之前难以获取的有效数据和样本利用效率。SMC单分子检测技术的大动态检测范围，灵活的实验方案以及可以自行开发检测试剂盒等特征也提高了该技术的应用潜力。新技术的应用极大推进了新型标志物的开发、传统标志物的利用和诊断技术的发展，将会促进神经退行性疾病领域的科研进步和转化研究。
