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《数字免疫分析》由江苏师范大学盖宏伟教授团队撰写，年8月由科学出版社出版发行，是国际上首部系统介绍数字免疫分析技术的专著。全书以作者实验室十余年在单分子检测和数字免疫分析领域的积累为基础，介绍了数字免疫分析的概念、原理、关键技术以及在重大疾病标志物检测领域的主要应用。对数字免疫分析技术的分类、实现方案以及发展方向进行了梳理、剖析和展望。

病毒感染、恶性肿瘤、心血管疾病、神经退行性疾病等重大疾病严重危害人类健康和生命质量，也给社会经济带来沉重负担。早期筛查、早期诊断是抵御重大疾病、提高患者存活率和生命质量的重要途径。为了实现重大疾病的早期筛查和早期诊断，首先要解决检测方法灵敏度低的问题。疾病早期阶段，血液中抗原浓度在fM(fmol/L)级别甚至更低，而常规免疫分析仅能检测到血液中nM～pM浓度的抗原分子。其次要推广和普及个体化诊疗。现有的诊断标准将群体统计平均值设为阈值，超出阈值为阳性，低于阈值为阴性。然而，以群体的均值作为个体早期筛查和早期诊断的阈值并不恰当，个体标志物的表达差异较大，标志物表达低的人，即使表达量上升了倍，已处于疾病状态，但标志物浓度还是处在“正常”范围内，错失早诊、早筛的机会。

▲生物标志物浓度与样品来源、疾病阶段关系，不同免疫分析技术在疾病不同阶段的应用以及发挥的作用。参照文献IEEEJournalofBiomedicalandHealthInformatics，，24：重新绘制

数字免疫分析(digitalimmunoassay)技术是一种以计量免疫复合体分子个数为定量方式的免疫分析技术。当检测、统计对象为单个分子时，也称为单分子计数免疫分析。数字免疫分析方法因超高灵敏检测能力有望协助解决上述问题，发现重大疾病极早期阶段标志物表达的异常，探知到现有方法无法探知的“正常”范围以下的变化情况。便携式、自动化的数学免疫分析仪器有助于追踪个体的生物标志物含量随时间变化情况，构建标志物含量与疾病演进的关联性，判断个体发生疾病的可能性，从而改变人们应对重大疾病的方式，从疾病发生后的被动响应转变为发病前的主动预防。可以看到并预见到，数字免疫分析技术无论是在发现自然现象与规律的基础研究中，抑或筛选与验证生物标志物的应用研究中，以及面向重大疾病的临床诊断与监测研究中，正在发挥着、也必将发挥出不可替代的重要作用。

▲数字免疫分析的主要单元操作

经过几十年的发展，数字免疫分析在多个领域取得了长足的进步，文献中报道比较多的应用领域包括肿瘤标志物、神经退行性疾病标志物、细胞因子、病毒等。

比较而言，神经退行性疾病标志物的检测研究最多，进展最快，内容最丰富。其主要原因有二：一是外周血中神经退行性疾病标志物的检测特别需要超高灵敏的检测方法。由于血脑屏障的存在，这一类标志物在脑脊液中含量高，但在外周血中含量很低，常规方法无能为力，数字免疫分析则能够满足方便、准确、高灵敏的检测需求。二是Quanterix公司的Simoa自动化平台及相关方法比较成熟，在神医院的认可，因而得到了广泛的应用，频频出现大队列、长时间跟踪检测的前瞻性研究报道。虽然从技术角度来看Simoa平台并不完美，但是自动化程度高、稳定性高的检测平台对非专业使用者来说是非常友好的，容易得到认可。

与如火如荼的神经疾病研究相反，蛋白肿瘤标志物的检测是数字免疫分析最早瞄准的对象，期望通过高灵敏的免疫分析在肿瘤发病的极早期发现标志物水平的异常，然而现有常用的肿瘤标志物的敏感性和特异性都不足以区分早期患者，大多数情况下肿瘤标志物的检测成为建立数字免疫分析方法学的模式蛋白，距离肿瘤的早筛查、早诊断目标相差甚远。

在为数不少的疾病标志物检测的群体统计分析中都存在这样的情况，两组队列的标志物检测结果虽然有统计学意义上的差别，但是又有相当一部分数据是重叠的，准确区分疾病早期患者人群和对照人群的可靠性并不高。这导致标志物的检测在个体诊断过程中仅有参考价值，还需要其他更有说服力的方法进行验证，数字免疫分析技术的不可替代性难以体现。但不能否认，数字免疫分析技术具有超高灵敏性的显著优点。为充分发挥其优势我们认为数字免疫分析应在以下几个方向上继续发展。

一是仪器设备升级迭代。检测灵敏度在保证高稳定性的前提下进一步提高，定量限达到亚zM级别。开发均相数字免疫分析技术，将数字免疫分析平台发展为高通量、高效率、多组分检测、样本进结果出的自动化POCT仪器。

二是加快数字免疫分析在临床上的转化进展，准确地选择生物标志物，实现临床应用的突破，体现出独有的价值。

三是全新生物标志物的筛查与验证。与蛋白质组学及质谱技术相配合在血浆的低丰度蛋白中大规模寻找、筛查和验证新的疾病标志物。

四是诊断标准从群体统计平均的角度转向个体诊疗。群体研究的思路是测量健康人群中的平均基线而建立诊断截止值，以超过基线为诊断指标，以追踪变化而监测疾病的进展程度。然而大量数据已经告诉我们基线与招募人群的真实状态密切相关。高度异质性的人群中，每个人的基线都是不一样的。建立个体的标志物水平三维码(标志物种类、含量、时间)是未来个体诊疗的基石。

本文摘编自《数字免疫分析》（盖宏伟等著.北京：科学出版社，.8）一书“前言”“第6章数字免疫分析的应用”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN-7-03--6

责任编辑：杨震刘冉

本书是一部关于数字免疫分析的专著，也是国际上首部系统介绍数字免疫分析技术的专著。全书共分6章，第1章介绍免疫分析的基本概念和主要分类，第2章介绍数字免疫分析的概念、原理和发展现状，第3章介绍数字免疫分析的关键技术—离散方法，第4章和第5章分别介绍非均相数字免疫分析和均相数字免疫分析的实现方案和技术原理，第6章介绍数字免疫分析在肿瘤标志物、神经退行性疾病、病毒检测等领域的主要应用。全书以作者实验室十余年在单分子检测和数字免疫分析领域的积累为基础，兼收国内外其他实验室的工作，对数字免疫分析做了较为详尽的介绍。

本书取材前沿，内容丰富，广深兼顾，可供生命科学、医学、化学测量学等领域的科学研究人员、高等院校教师、体外诊断行业的研发与管理人员阅读，也适合作为相关专业研究生的参考教材。

（本文编辑：刘四旦）

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