RT-QuIC-SPR超敏检测用于阿尔茨海默病早期诊断及预警模型的建立研究

Alzheimer’s disease (AD) is quickly becoming one of the most prevalent neurodegenerative diseases worldwide. Early detection is the only way to improve this prognosis. Blood-based biomarkers have significant advantages of being time- and cost-efficient as well as reduced invasiveness and increased patient acceptance. We seek a sensitive method RT-QuIC (real-time quaking-induced conversion) for biochemical diagnosis of AD based on specific detection of misfolded Aβ oligomers, which play a central role in AD pathogenesis. For the poor sensitivity and low through-put, we design a signal amplification system of combination RT-QuIC and modified nanoparticle to develop a highly sensitive and specific method for Aβ oligomers detection. Meanwhile, chip analysis found that inflammation, obesity and cardiovascular dysfunction risk factors included in early warning models, and multiple parameters will help improve the sensitivity and specificity of early diagnosis of AD. This project will provide innovate technique to build electrochemistry method for super sensitive detection of Aβ oligomers, and provide new ideas to build multi-parameters model to predict the risk of AD.

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)致死率高生存期短，临床药物治疗无效，早期诊断是提高生存率的重要前提。Aβ寡聚体是AD发生早期的核心致病物质，作为早期无创检测的敏感标志物可以极大提高AD早期检出率和干预性治疗效果。但现有的检测技术无法实现痕量Aβ寡聚体的超灵敏检测，实时振动诱导转换（real-time quaking-induced conversion， RT-QuIC）技术因其独特的蛋白扩增方式备受AD诊断学研究关注。本研究拟将RT-QuIC和表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）检测技术结合，构建RT-QuIC-SPR超灵敏检测体系，通过高效扩增、石墨烯-纳米金复合物的功能化修饰将待测物信号逐级放大，进而构建富集抗体的无标记SPR免疫传感器，达到对Aβ40/42寡聚体的快速、特异和超敏识别；同时，结合生物信息学分析和高通量蛋白定量检测，对目标人群进行病例对照研究，找到早期诊断的伴随指标，通过机器学习方法拟构建Aβ寡聚体联合多参数的检测技术平台，以期为AD早期诊断和预警提供技术支撑。

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)致死率高生存期短，临床药物治疗无效，早期诊断是提高生存率的重要前提。Aβ寡聚体是AD发生早期的核心致病物质，作为早期无创检测的敏感标志物极大提高AD早期检出率和干预性治疗效果。本研究将RT-QuIC和SPR检测技术结合，构建RT-QuIC-SPR超敏检测体系，通过高效扩增、石墨烯-纳米金复合材的功能化修饰将检测信号级联放大，构建富集Aβ抗体的SPR无标记免疫传感器，达到对Aβ40/42寡聚体的快速、特异和超敏识别；同时，结合生物信息学分析和高通量蛋白定量检测，对目标人群进行病例对照研究，找到AD早期的特异性蛋白，利用机器学习算法构建Aβ寡聚体联合多参数的体外检测技术平台，为AD早期精准诊断提供技术手段。.该课题首次将RT-QuIC-SPR作为外周血Aβ蛋白的生物识别系统，RT-QuIC极大地提高了检测灵敏度和特异性，同时合并SPR超灵敏检测技术，使微量蛋白的快速定量检测成为可能，该技术目前已成功应用于AD外周血清Aβ蛋白定量检测。利用Aβ蛋白变性聚合的特点，采用循环震荡技术，检测时间和成本得到了极大降低，该技术在临床的进一步推广应用，有望解决早期快速诊断AD的瓶颈问题。在体外诊断领域，利用免疫生物传感器灵敏、高效的生物学反应特性，创建了一种全新的阿尔兹海默病诊断分析实验室检测系统，这是继传统的成像技术、智能评估后建立的检测AD指标的一个新的技术方法，该方法无需高昂的检测设备、也无需耗费大量的检测时间，仅利用生物传感器结合最大曲率终点法进行临床标本的检测，检测结果与临床常用的智能评估相关性达到0.439，检测特异性和敏感度分别达到98.88%和89.93%，满足了临床检测的准确性要求。