免疫诊断的 “下一个十年” ？

谈及灵敏度缺口，我们先从酶联免疫吸附试验（ELISA）说起，

自其1971年问世以来，一直是蛋白质定量检测的基石。随着化学发光免疫分析（CLIA）将灵敏度进一步推至10⁻¹⁴至10⁻¹² mol/L量级的，这套体系支撑了乙肝表面抗原、前列腺特异性抗原等经典标志物的临床检测，总之成了替代者，成为主流。

如今，在“更早”的场景上。如阿尔茨海默病、帕金森病等神经退行性疾病的早期阶段，脑源性蛋白标志物需要穿过血脑屏障进入外周血，浓度被极度稀释；还有在肿瘤形成的极早期，肿瘤体积微小，释放入血的标志物量同样极低。这些早期标志物在血液中的浓度往往在10⁻¹⁶ mol/L量级，恰好落在传统免疫检测灵敏度的“盲区”之下。

急需呼唤更灵敏的技术，对此，核酸诊断领域已经用qPCR解决了类似的问题，检测下限可达10⁻¹⁸ mol/L。

但核酸阳性只证明“基因存在”，并不能准确反映蛋白质的实际表达水平和功能状态，蛋白质才是绝大多数生理和病理过程的直接执行者。

因此，免疫诊断若要向核酸检测看齐解决临床需求，需要进一步提高灵敏度。

而单分子免疫检测之所以能够做到，在于改变了方法，通过逐个计数目标蛋白分子。传统“模拟式”检测的信号淹没在背景噪声中，而数字化检测通过将单个分子隔离到独立的微小空间（飞升体积的微孔或液滴）中，使每个阳性事件产生可分辨的离散信号，从而实现“0或1”式的绝对计数，使检测灵敏度较传统方法提升了三个数量级。

2010年，哈佛大学David R. Walt教授团队基于微阵列隔离和酶介导荧光放大，开创了Simoa技术，其HD-1和HD-X分析仪已在全球范围内成为超灵敏蛋白检测的代表，检测灵敏度达到飞克/毫升级别，可在健康人群的外周血中检测到蛋白质标志物的基线表达水平。

细说到单分子免疫检测，其是一个正在快速分化的技术家族，主要划分为四类：基于微阵列的技术、基于微液滴的技术、无芯片技术和均相技术。

微阵列路线是目前最成熟的路径。以Simoa为代表，其原理是在毫米级芯片上刻蚀或注入数千个飞升体积的微孔，将带有免疫复合物的磁珠随机分配至微孔中，通过酶促荧光反应逐个计数阳性微孔。这条路线已经实现高度自动化和商业化，是当前临床应用的主力。

微液滴路线则在“可及性”上展现出独特潜力。通过微流控通道的流动剪切力和表面张力，连续相被分割成飞升体积的油包水液滴，每个液滴可作为一个独立的反应容器。虽然目前主要停留在实验室阶段，但其低样本消耗、低试剂成本和潜在的床旁检测适配性，使其成为POCT场景下最值得关注的单分子技术路线。

无芯片和均相路线则代表了“去工程化”的方向。

与精密的物理隔离结构不同的是，无芯片方案试图在溶液体系中通过光学手段直接识别单分子结合事件；均相方案则进一步取消了固相捕获步骤，在均相溶液中完成检测。如果说微阵列是“把分子关进格子”再数，那么均相路线就是“在自由溶液中直接数分子”，后者在操作简便性和成本控制上具有优势，但技术成熟度仍有明显差距。

如果这个能实现，那么将会更简单。

至于应用场景，结合上述，已在三个方向上形成了明确的证据积累。

神经退行性疾病是最“紧迫”的落地场景。阿尔茨海默病的血液标志物—磷酸化Tau蛋白（p-Tau）、神经丝轻链（Nf-L）和Aβ42/40比值——在症状出现前数年就发生变化，但其血液浓度极低。Simoa平台已经在多个大型队列研究中应用，并成为神经退行性疾病血液诊断研究中最广泛使用的超灵敏平台之一。如果能够通过一次常规抽血实现阿尔茨海默病的早期筛查，其公共卫生影响将是巨大的。

肿瘤早筛和免疫治疗监测是第二增长极。在癌症早期，肿瘤标志物浓度往往低于传统方法的检测限；在免疫治疗过程中，细胞因子（如IL-12p70、IL-6等）的动态变化需要在亚pg/mL水平进行定量监测，Simoa在这些场景中已被证明优于传统免疫检测平台。

感染性疾病则更具“精准化”特征。在HIV、结核等慢性感染中，传统检测关注的是“有无感染”，而单分子免疫检测能够追踪极低水平的病毒蛋白或宿主免疫标志物，为治疗应答评估和潜伏库监测提供更精细的量化依据。

目前，全球单分子免疫检测仪器市场的核心玩家包括Quanterix、Millipore（默克）、Bio-Rad等，其中Quanterix的Simoa平台在技术成熟度和临床应用广度上处于领先地位。

国内一部分企业通过专利授权的方式快速获得技术合法性，例如英诺特获得Quanterix在中国的Simoa技术战略专利授权，将授权范围从神经疾病拓展至感染疾病领域。

另一部分企业则选择自主研发，聚焦特定场景。国研汉因于2025年6月完成数千万元A轮融资，专注于神经退行性疾病领域的应用。博奥玛雅则选择流式单分子检测平台的技术路线，并在成都落地产业化。此外，彩科（苏州）生物、杭州聚拓生物、苏州宇测生物等企业也在单分子免疫分析仪器的不同技术路线上布局。

国产力量的真正机会在于：而巨头在这一领域的临床推广尚处于早期阶段。谁先完成验证和渗透，谁就有机会定义这个市场。

写到这里，我们就知道了，单分子免疫检测的“科学问题”已经在很大程度上被解决了，更多的是迭代和转化问题。

例如对非特异性结合是产生的“假阳性”计数，单分子共定位技术已可以显著降低非特异性背景，但增加了检测流程的复杂度，阻碍推广。

还有成本和通量这些核心障碍。当前主流仪器和配套耗材价格高昂，检测耗时长且为批量模式，无法实现标本的随到随检。对于需要大规模筛查的应用场景（如阿尔茨海默病血液筛查），检测的“经济性”和“时效性”与灵敏度同等重要。

还有检测结果可比性，是任何工具走向临床常规检测的必经之路。抗体定向固定、表面化学、缓冲液条件等因素都会显著影响单分子水平的检测重复性，这些都有待进一步攻克。

从上述的这些瓶颈来看，单分子免疫检测想成为免疫诊断的主流，恐怕很难，不过在传统化学发光覆盖不到的浓度区间里，它开辟了一个全新的临床决策空间。

最根本的变量仍然是临床需求本身。如果阿尔茨海默病的血液筛查在大型队列中被证明具有足够的预测价值，并被纳入临床指南，单分子免疫检测将从“科研利器”跃升为“公共卫生基础设施”。届时，制约因素将不再是技术灵敏度，而是产能、成本和可及性——那将是一个完全不同性质的竞争。

参考资料：

1. Sensitive detection of protein by using the single-molecule immunoassays based on semiconducting polymer dots，scienceDirect,2026

2. 单分子免疫检测新技术实现路径与临床应用价值，宇测生物，2024

3. 数字免疫分析：个体化精准诊疗的利器，科学出版社，2023

注：本文内容仅供行业动态参考，不构成任何投资建议或临床医疗决策依据。