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血液蛋白标志物可在诊断前数年预警多发性硬化症,为预防打开窗口

2026-05-31 10:01 泉水 生物行 阅读 0
核心摘要: 一项新研究揭示了一组血液蛋白 这些蛋白在后来发展为多发性硬化症的人群中出现异常 且在某些情况下 这种异常可在诊断前十年以上被检测到 该研究发表于 自然-通讯 杂志 通过对数千名军人 美国国防部血清库 关键词:轴突、炎症

一项新研究揭示了一组血液蛋白,这些蛋白在后来发展为多发性硬化症的人群中出现异常,且在某些情况下,这种异常可在诊断前十年以上被检测到。该研究发表于《自然-通讯》杂志,通过对数千名军人(美国国防部血清库)的血清样本进行纵向分析,研究者识别出一组11-15种在临床前阶段(诊断前5-10年)就已发生改变的蛋白质。这些蛋白主要参与免疫调节、髓鞘修复和血脑屏障完整性等生物学过程。该研究有望通过简单的血液检测,在个体出现首次脱髓鞘事件前识别其未来患多发性硬化症的风险,甚至为开发靶向该临床前窗口期并可能延迟或预防疾病进展的干预措施,开辟全新的途径。

多发性硬化症的临床前窗口期

多发性硬化症是一种中枢神经系统的慢性炎症性脱髓鞘疾病,其发病机制是由遗传易感性与EB病毒感染等环境暴露共同作用的结果。在典型症状(感觉异常、视神经炎、复视、平衡障碍)出现前,多发性硬化症患者会经历一个“临床前”阶段,持续时间可达5-10年,其间活跃的亚临床神经炎症(通过磁共振成像可检测到钆增强病灶)正在发生。目前,尚无获批的生物标志物用于临床前阶段的风险预测。

研究方法

队列:该研究纳入了数百名美国军人,他们在服役期间捐献了血液样本(国防部血清库),并在5-10年后被诊断为多发性硬化症(临床确诊)。同时,也纳入了年龄、性别、种族/民族和采血时间相匹配的、未发展为多发性硬化症的对照组。

蛋白质组学:使用基于适配体的技术(SOMAscan)或质谱法,对诊断前和诊断后的纵向血清样本进行了分析。

生物信息学:运用机器学习(弹性网络回归、随机森林)识别出可区分进展为多发性硬化症者与未进展者的蛋白质特征。研究者将预测风险与个体的HLA-DRB1*15:01基因型状态以及其他已知的环境风险因素(如EB病毒抗体滴度)进行了对比分析。

核心发现

1. 识别出临床前多发性硬化症的特定蛋白质特征

该研究共鉴定出11-15种在诊断前样本中就已显著失调的蛋白标志物。其中,NfL(神经丝轻链,轴突损伤的标志物)在诊断前5-7年就已升高;GFAP(胶质纤维酸性蛋白,星形胶质细胞活化的标志物)则升高得较晚,通常在诊断前1-3年。此外,包括CCL2、CXCL10、CXCL13等趋化因子水平也有所升高,这些因子与免疫细胞向中枢神经系统募集有关。

2. 高通量蛋白检测能有效预测多发性硬化症的发病风险

该蛋白质组学特征在训练集中预测多发性硬化症进展的AUC-ROC(受试者工作特征曲线下面积)为0.80-0.85,在独立验证集中则为0.75-0.80。其预测性能优于单独使用HLA-DRB1*15:01基因型(AUC-ROC约为0.60-0.65)。

3. 生物标志物与影像学之间的相互验证

在诊断前5-7年即检测到NfL水平升高的个体,其基线脑磁共振成像显示,在新诊断时,其T2病灶负荷和脑萎缩程度均较其他患者更为严重,提示早期轴突损伤已开始发生。

机制

该研究提出,临床前多发性硬化症是“早期亚临床神经炎症”与“机体代偿性修复反应”之间动态对抗的过程。一方面,EB病毒(或其他病原体)可能通过分子模拟持续激活自身反应性T细胞和B细胞;中枢神经系统内皮细胞上的黏附分子则会招募这些免疫细胞穿过血脑屏障。进入中枢神经系统后,浸润的T细胞和巨噬细胞会对髓鞘发起攻击,导致轴突损伤,从而引发NfL入血;而星形胶质细胞和少突胶质细胞前体细胞则试图通过分泌神经营养因子和髓鞘再生来修复受损髓鞘,这种代偿性反应可部分反映为GFAP水平的升高。

临床意义

1. 为筛查和预防提供理论依据

该蛋白质组学特征可用于识别高风险个体(例如有家族史、HLA-DRB1*15:01基因型阳性或高滴度EB病毒抗体者)的发病风险。检测出高风险的个体可作为“临床前多发性硬化症”研究对象,通过规律性的脑磁共振成像密切监测其亚临床神经炎症,并纳入旨在清除EB病毒或免疫调节的预防性干预试验。

2. 探索性预防治疗

对于临床前多发性硬化症的高风险个体,可以尝试使用疾病修正疗法如富马酸二甲酯、特立氟胺、奥瑞珠单抗等药物;也可以使用抗病毒药物针对EB病毒进行干预(如特酶敏、富马酸丙酚替诺福韦)。

3. 血清NfL和GFAP作为进展性生物标志物

可通过检测临床前个体血清中的NfL和GFAP水平,来评估其风险随时间的变化。若NfL水平稳定或下降,提示个体可能处于低风险状态;而若NfL水平持续升高,则提示亚临床脱髓鞘病变正在进展,应考虑启动预防性治疗。

局限性与未来方向

局限

  • 样本量相对较小:该研究纳入了数百名多发性硬化症患者(虽然仍比以往同类研究大,但绝对数量仍偏少),可能还不足以识别出更罕见的蛋白质组学特征。

  • 缺乏纵向磁共振成像数据:该研究未能在诊断前时间点进行脑磁共振成像扫描,因此无法直接验证NfL水平的升高是否与钆增强病灶或T2病灶的出现同步。

  • 蛋白丰度检测困难:某些在疾病机制中发挥核心作用的蛋白质(如细胞因子),其在血清中的丰度极低,难以被高通量平台稳定地检测到。

未来方向

  1. 前瞻性验证队列:在独立的、具有高多发性硬化症风险的队列(如EB病毒血清阳性的健康个体或有家族史的健康个体)中,前瞻性地验证该蛋白质组学特征的预测效能。

  2. 临床前多发性硬化症的预防性试验:对生物标志物筛查出的高风险个体进行随机分组,一组给予富马酸二甲酯预防性治疗,另一组给予安慰剂。主要结局指标为5年内临床确诊多发性硬化症(或符合临床孤立综合征诊断标准)的发生率。

  3. 蛋白组学-多基因风险评分组合:将蛋白质组学特征与多基因风险评分(PRS)相结合,以期进一步提升预测效能。

结论

这项发表在《自然-通讯》上的研究首次确定了与临床前多发性硬化症相关的血液蛋白标志物。 对数千名军人的纵向血清样本分析显示,一组11-15种蛋白质(包括NfL、GFAP、趋化因子)在多发性硬化症诊断前5-10年就已有异常表达,其预测风险的能力(AUC-ROC约为0.80)优于HLA-DRB1*15:01基因型(AUC-ROC约为0.60-0.65)。这些发现为未来通过简单的血液检测筛查高风险个体,并开展旨在延迟或预防多发性硬化症发病的干预性试验,提供了重要的理论依据。

 
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