鞘內(nèi)多細(xì)胞增生和IgG合成與多發(fā)性硬化癥早期軸索損傷的相關(guān)性分析

導(dǎo)讀

神經(jīng)系統(tǒng)疾病在其發(fā)生和發(fā)展的過(guò)程中，有多種特定的蛋白質(zhì)（如NfL、Aβ40、Tau、GFAP）會(huì)被釋放進(jìn)入腦脊液（CSF）中，成為臨床輔助診斷阿爾茲海默�。ˋD）、帕金森病（PD）、多發(fā)性硬化�。∕S）等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的重要生物標(biāo)志物。然而，抽取CSF會(huì)伴隨巨大的痛苦和較低的患者依從度。從外周血中檢測(cè)又面臨新的困難，這些蛋白質(zhì)會(huì)在外周血中被不同程度地清除，豐度降低數(shù)百倍，造成ELISA等常規(guī)技術(shù)很難在外周血中實(shí)現(xiàn)檢測(cè)。

Simoa（Single molecular Array）平臺(tái)是目前唯一的一種超高靈敏度單分子蛋白質(zhì)檢測(cè)技術(shù)，其靈敏度為ELISA技術(shù)的1000倍以上，檢測(cè)下限達(dá)到fg/mL，為血清/血漿中實(shí)時(shí)監(jiān)控神經(jīng)系統(tǒng)疾病標(biāo)志物提供技術(shù)支撐，改變了腦損傷和神經(jīng)退行性疾病的診斷方式。

來(lái)自德國(guó)約翰內(nèi)斯谷登堡大學(xué)和的研究人員基于Simoa技術(shù)檢測(cè)112例新確診并未經(jīng)治療的孤立綜合征（CIS）和早期復(fù)發(fā)緩解型多發(fā)性硬化癥（RRMS）患者和62名健康志愿者的血清神經(jīng)絲輕鏈（sNfL）蛋白水平，探討sNfL蛋白水平與腦脊液（CSF）中各項(xiàng)參數(shù)的關(guān)系。最終在活動(dòng)期的多發(fā)性硬化癥（MS）研究中證實(shí)：sNfL水平與鞘內(nèi)多細(xì)胞增生和IgG合成相關(guān)，軸突損傷與急性和慢性的中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥相關(guān)。

   First published February 4, 2020，

研究背景

經(jīng)絲輕鏈蛋白（NfL）亞基是神經(jīng)元細(xì)胞骨架的主要成分之一，主要被釋放到CSF中，在軸突損傷之后，會(huì)有一少部分被釋放到外周血中。Simoa技術(shù)利用其超高的靈敏度可以檢測(cè)到外周血中NfL濃度的微小變化。近期研究表明，血清和CSF中的NfL水平高度相關(guān)，利用Simoa技術(shù)，sNfL已成為一種易于檢測(cè)的神經(jīng)軸突損傷的生物標(biāo)志物。

發(fā)表期刊：Neurol Neuroimmunol Neuroinflamm；IF=7.5

原文鏈接：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32019769

樣本

收集112名受試者成對(duì)的血清和CSF樣本。受試者被納入的主要標(biāo)準(zhǔn)為:（1）新診斷為CIS或RRMS;（2）有大腦和脊髓磁共振成像（MRI）數(shù)據(jù); （3）標(biāo)本采集前患者未經(jīng)過(guò)免疫抑制或免疫調(diào)節(jié)治療。其中有11名CSF中存在寡克隆區(qū)帶（OCBs）的患者被診斷為CIS。另外，收集62名健康對(duì)照者的血清樣本。

研究方法

采用免疫比濁法測(cè)定CSF白蛋白（CSF Alb）、免疫球蛋白（Ig）A（CSF IgA）、IgG（CSF IgG）、IgM（CSF IgM）的濃度。上述物質(zhì)在CSF中與在血清中的濃度比值稱為白蛋白商值（QAlb)、IgA商值（QIgA）、IgG商值（QIgG）和IgM商值（QIgM）。通過(guò)瓊脂糖凝膠等電聚焦法檢測(cè)OCBs，隨后使用IgG特異性抗體染色OCB法進(jìn)行免疫印跡。

采用Simoa技術(shù)檢測(cè)CIS或MS患者和健康對(duì)照組的sNfL。使用Simoa HD-1儀器和NF-Light Advantage Kit試劑盒（Quanterix）檢測(cè)sNfL濃度。樣本兩重復(fù)檢測(cè)，所有樣本的批內(nèi)CV值為4.5%。

結(jié)論

1.RRMS患者的sNfL水平明顯高于相應(yīng)性別和年齡的健康對(duì)照組和CIS患者 (圖1 b)。

Qalb、QIgG、QIgA和QIgM的檢測(cè)結(jié)果分別為5.0（3.8-6.1）、4.0（2.8-5.4）、1.5（1.1-5.4）和0.4（0.2-0.9）。此外，90.2%的患者存在OCBs，MS組中幾乎全部（98.9%）患者均存在OCBs。

2.NfL水平升高與腦和脊髓復(fù)發(fā)相關(guān)

臨床復(fù)發(fā)患者的sNfL水平高于臨床穩(wěn)定患者，但未顯示顯著差異。當(dāng)將患者根據(jù)復(fù)發(fā)情況進(jìn)行分組時(shí)，發(fā)現(xiàn)脊髓或大腦復(fù)發(fā)患者的sNfL水平高于無(wú)復(fù)發(fā)患者和視神經(jīng)炎患者（圖1 c）。

3.sNfL水平升高與T2病變負(fù)荷和MRI中顱內(nèi)增強(qiáng)病灶（CELs）的存在相關(guān)性

本研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)MRI中出現(xiàn)CELs時(shí)，sNfL水平顯著升高（圖2A）。此外，sNfL水平與T2病變數(shù)量（圖2B）和CELs數(shù)量（圖2C）相關(guān)。病變MRI的存在與sNfL水平之間無(wú)相關(guān)性。根據(jù)腦T2病變的數(shù)量對(duì)患者進(jìn)行分類后，發(fā)現(xiàn)有10個(gè)及以上T2病變的患者的sNfL水平明顯高于T2病變數(shù)量小于10個(gè)的患者的sNfL水平。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明超過(guò)1個(gè)CEL病變的患者sNfL水平高于0或1個(gè)CEL 病變的患者。

圖2：sNfL水平與T2病變負(fù)荷和MRI中CELs存在的相關(guān)性數(shù)據(jù)分析

4.sNfL水平與急性炎癥的CSF標(biāo)志物有關(guān)
 

復(fù)發(fā)患者的CSF白細(xì)胞數(shù)量高于臨床穩(wěn)定患者，且與sNfL水平相關(guān)（圖3A）。本研究還證明了CSF中白細(xì)胞數(shù)量與T2病變數(shù)量及MRI中CELs數(shù)量之間存在相關(guān)性。

5.sNfL水平與慢性炎癥的CSF標(biāo)志物有關(guān)
 

sNfL與CSF IgG（圖3B）和QIgG（圖3C）呈中度相關(guān)，OCBs的存在與sNfL水平的升高間存在呈顯著相關(guān)性（圖3D）。

圖3：sNfL水平與急性炎癥和慢性炎癥的CSF標(biāo)志物相關(guān)性數(shù)據(jù)分析

6.通過(guò)CSF白細(xì)胞數(shù)和MRI中的CELs來(lái)預(yù)測(cè)sNfL水平

采用前向選擇法選取CSF參數(shù)和疾病活動(dòng)的臨床和放射學(xué)參數(shù)進(jìn)行的多元回歸分析表明，最終的sNfL水平預(yù)測(cè)模型中總共保留了2個(gè)參數(shù)，分別是MRI中CELs的數(shù)量和CSF中白細(xì)胞數(shù)量，兩者結(jié)合預(yù)測(cè)sNfL水平最佳。反向驗(yàn)證也得出相同結(jié)論。得出主要結(jié)論：該模型顯示當(dāng)每個(gè)細(xì)胞的白細(xì)胞數(shù)量增加1 ，sNfL水平即上升0.434 pg / mL；MRI CEL數(shù)量每增加1，sNfL水平上升3.390 pg /mL。

小結(jié)

對(duì)于MS，不同的病理過(guò)程與神經(jīng)軸突損傷有關(guān)，具體表現(xiàn)為CSF和血清中的NfL水平升高。研究結(jié)果表明了急性和慢性中樞神經(jīng)系統(tǒng)固有免疫反應(yīng)與CSF參數(shù)之間的相關(guān)性，證實(shí)了sNfL水平升高與急性局灶性炎癥活動(dòng)和慢性彌漫性神經(jīng)退行有關(guān)。

與疾病穩(wěn)定期相比，sNfL水平在疾病復(fù)發(fā)期上升，并與MRI中CELs的數(shù)量相關(guān)，這表明急性局灶性炎癥的惡化是sNfL水平上升的潛在原因。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明sNfL水平與CSF白細(xì)胞數(shù)量之間具有明顯的相關(guān)性。CSF炎癥細(xì)胞水平可預(yù)示軸突損傷。而對(duì)于進(jìn)展型MS，CSF NfL與CSF中白細(xì)胞數(shù)量無(wú)關(guān)。Qalb是血腦屏障完整性的穩(wěn)定標(biāo)志物。在本研究中，Qalb與sNfL濃度無(wú)關(guān)。然而，sNfL水平只會(huì)受到血腦屏障完整性被嚴(yán)重破壞的影響。急性炎癥的標(biāo)志物、CSF白細(xì)胞數(shù)量和MRI中CELs的數(shù)量這三者在sNfL水平方面的預(yù)測(cè)性更好。此外，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，急性炎癥的病灶位置會(huì)影響sNfL水平。

綜上所述，本研究結(jié)果在概念上支持了軸突損傷是由急性炎癥活動(dòng)和彌漫性慢性神經(jīng)炎癥引起的假說(shuō)，這兩種損傷都反映在sNfL水平的增加上，從而加深了對(duì)MS中神經(jīng)退行性過(guò)程的理解。

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