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IFN-α檢測的演變：Simoa®如何推動新的突破
I型干擾素（IFN）在對病毒感染的免疫反應中起著核心作用。IFN-α是I型干擾素的一個亞類，由13個已知的亞型組成，這些亞型是研究最多的1型干擾素。IFN-α的異常產(chǎn)生與幾種自身免疫性疾病的病理學有關，包括系統(tǒng)性紅斑狼瘡（SLE），其特征是超過一半的SLE患者IFN-α表達升高。
盡管IFN-α蛋白具有關鍵作用，但由于外周血循環(huán)中的低表達水平，直接測量IFN-α一直具有挑戰(zhàn)性。傳統(tǒng)的夾心酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA）已被證明無法可靠定量血液中IFN-α的濃度。此外，IFN-α的測量需要對各種亞型進行多種ELISA測定，每種亞型的靈敏度和能力可能不同，這使得分析效率低下且不可靠。
這些限制導致了幾種測量IFN-α功能活性的測定法的發(fā)展，包括需要使用病毒的抗病毒活性測定法、涉及干擾素反應元件的報告基因測定法、測量一組干擾素刺激基因（ISG）表達的基于實時PCR的測定法，以及檢測替代標記物的流式細胞術(shù)測定法。然而，這些測定法不能直接測量IFN-α蛋白，限制了對IFN-α生物學的深入了解，并阻礙了IFN-α轉(zhuǎn)化為可靠的生物標記物。
2016年，一項廣泛的跨平臺研究比較了九種不同的技術(shù)和四種細胞因子免疫測定法。研究發(fā)現(xiàn)，單分子陣列（Simoa®）數(shù)字免疫測定技術(shù)在亞pg/mL水平下測量人類血清中的細胞因子時表現(xiàn)出最高的靈敏度和精度。隨后，巴斯德研究所的一組科學家開發(fā)了一種基于Simoa®的檢測方法，以解決測量超低水平IFN-α的未滿足需求。利用Quanterix的Homebrew 方法，該小組將Simoa®數(shù)字免疫測定技術(shù)與從1型自身免疫性多內(nèi)皮細胞增多癥綜合征/自身免疫性單核細胞增多癥-外胚層營養(yǎng)不良（APS1/APECED）患者身上分離的一對選定的高親和力抗體相結(jié)合，這些抗體含有針對所有IFN-α亞型的抗體。該測定顯示出對所有IFN-α亞型的特異性反應性，而不是對其他1型干擾素的特異性，與商業(yè)ELISA相比，靈敏度增加了5000倍（圖1），血漿和血清測量之間具有良好的再現(xiàn)性和一致性。此外，Simoa®測定法測得的IFN-α濃度與抗病毒活性和ISG表達密切相關，表明IFN-α測定具有生物學相關性。
圖1 患者隊列血漿和血清中IFN-α蛋白的定量，使用基于Simoa的IFN-α測定法分析健康對照組（n=20）和SLE患者（n=72）和青少年皮肌炎（JDM）患者（n=43）的血漿。中間帶如圖所示。虛線表示參考人抗IFN-αELISA的LOD（1.95 pg/mL=1950 fg/mL）。
基于Simoa®的總IFN-α超靈敏檢測為深入研究干擾素生物學提供了強大的工具。這項技術(shù)允許直接測量血清IFN-α，與健康對照組相比，能夠精細繪制各種疾病、疾病隊列和表型亞組的IFN-α水平變化圖。這揭示了對致病途徑的新見解。這種基于Simoa®的檢測方法可以量化健康供體和IFN-α表達異質(zhì)的患病個體中超低濃度的IFN-α，揭示了SLE患者血清IFN-α較高與臨床嚴重程度較高之間的關系。此外，基于Simoa®的超靈敏度測定能夠鑒定IFN-α的疾病特異性細胞來源。使用基于Simoa®的IFN-α測定，科學家觀察到，在更嚴重的病例中，IFN-α水平顯著降低，而敏感性較低的免疫測定則會錯過這一點（圖2）。
圖2 來自不同嚴重程度的健康對照和患者組的樣本中的血漿IFN-α（通過基于Simoa®的IFN-α測定法（左）或檢測IFN-α2的另一種市售免疫測定法測量）。使用基于Simoa®的IFN-α測定可以觀察到IFN-α的減少與疾病嚴重程度的增加相關。
此外，使用Simoa®等超敏技術(shù)可能有助于解決許多研究中報告的IFN-α水平的一些相互矛盾的結(jié)果。基于Simoa®的IFN-α測定，2023年發(fā)表的一項研究報告稱，在一小部分SLE患者中存在中和抗IFN-抗體與較低的循環(huán)IFN-α水平和更好的疾病結(jié)果相關。這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了中和抗IFN-抗體在調(diào)節(jié)SEL發(fā)病機制中的作用以及IFN-靶向治療SLE的潛力。
IFN-α作為生物標志物的全部潛力只有通過靈敏、可重復和可擴展的檢測才能實現(xiàn)。前面描述的替代分析要么不適合常規(guī)臨床使用，要么需要進一步研究。Quanterix現(xiàn)在提供一種商業(yè)Simoa®IFN-α分析，該分析使用與多項開創(chuàng)性研究中使用的分析相同的抗體對開發(fā)。新的Simoa®干擾素-α多亞型PLUS分析試劑盒（Quanterix，Cat#103836）在HD-X平臺上實現(xiàn)了全自動化，為生物醫(yī)學研究界提供了一個重要的機會，以加深我們對干擾素-α生物學的理解，并加速將干擾素-α轉(zhuǎn)化為臨床使用的生物標志物。
