神经丝轻链(NfL)定量有助于神经系统疾病的诊断和预测,但不同中心的临床和实验室实践存在差异。结果解释和报告方面的差异进一步对检测的可比性提出了挑战。这里分享一篇全球综述性文章,该综述回顾了全球范围内不同临床背景下用于常规临床实践的测量NfL的分析和分析后方法,并进行了相关总结。以下篇幅将着重转述NfL检测相关疾病类型、样本、影响因素等内容。
基础背景
神经丝(Nf)是神经元中特有的一种中间丝。Nf有三种可识别的亚基,可根据其分子量通过十二烷基硫酸钠-聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS PAGE)进行区分:NfH(重链,200 kDa)、NfM(中链,160 kDa)和 NfL(轻链,68 kDa)。Nf亚基有助于神经元发育过程中轴突的径向生长,以及维持其结构和直径,这对于神经冲动的传递至关重要。它们还在组织和锚定各种轴突成分到微管网络中发挥作用。
由于它们在轴突中含量丰富,并且在神经元损伤后释放到血液和脑脊液(CSF)中,测量这些生物体液中的Nf作为轴突损伤、轴突丢失和神经元死亡的生物标志物,对于神经系统疾病的诊断和预后具有重要前景。在Nf亚型中,NfL已成为神经变性的关键生物标志物之一,它并非特定于任何一种疾病,而是间接反映了众多神经系统疾病的病理过程。
涉及NfL测量的相关疾病
目前,涉及NfL测量的疾病有多种,包括阿尔茨海默病(AD)、多发性硬化症(MS)、肌萎缩侧索硬化症(ALS)、帕金森病(PD)、额颞叶痴呆(FTD)、精神综合征(PS)、克雅病(CJD)、周围神经病(PN)、创伤性脑损伤(TBI)或缺血性损伤(包括心脏骤停(CA))等。根据调研结果,各中心的 NfL 测量应用背景如下:

图1:各参与中心NfL检测应用背景
NfL已成为一种多用途生物标志物,应用于广泛的神经系统疾病谱。国际综述揭示了不同应用背景之间实践和证据水平存在差异。
两个应用背景,FTD 和 ALS,已得到充分确立,在多项研究中得到强有力的验证。在 FTD 中,NfL被视为监测疾病进展和严重程度的有效生物标志物。然而,FTD 的临床诊断常常具有挑战性,因为其症状与其他神经退行性疾病(如 AD,特别是其额叶变异型(fvAD)以及疾病早期阶段)的症状重叠。研究强调了 fvAD 和 行为变异型额颞叶痴呆(bvFTD)患者行为和执行功能障碍特征的重叠,导致 fvAD 常被误诊为 bvFTD。70 岁后AD共病的可能性也应予以考虑。因此,NfL的解释需要整合其他临床数据和生物标志物,如 CSF AD 生物标志物(Aβ42、Tau、p-Tau181)或淀粉样蛋白 PET。
MS中的 NfL 应用在证据方面也相当先进。在MS临床实践中,NfL作为疾病严重程度、疾病进展的预后指标和对治疗反应的指标最有价值。在预测多发性硬化症复发方面,尽管NfL在所有临床形式的MS中都有所增加,但这些值在复发缓解型MS(RRMS)患者中最高,特别是在复发期间。复发期间脑脊液NfL水平比缓解期间高10倍。在使用脑脊液或血清的研究中,NfL水平在严重复发的患者中最高。此外,研究发现较高的血清NfL水平与患者在第二年的MRI检查中发生Gd+病变和新的T2病变的风险相关。瑞士多发性硬化症队列研究组的研究建立了CSF-NfL和血清NfL之间的强相关性,表明脑、脊髓或两者均有Gd+病变的患者的血清NfL水平高于未增强病变的患者。在临床稳定的患者和那些经历活动性复发的患者中,疾病发病时的高NfL水平与扩展残疾状态量表(EDSS)疾病恶化相关。对于治疗评估,在疾病修饰治疗(DMT)开始后,NfL水平持续下降,越来越多的MS治疗试验已经开始将NfL作为DMT疗效的生物标志物。
血液 NfL 可能代表心脏骤停(CA)后一个有价值的预后标志物,最近的证据表明其优于已建立的生物标志物神经元特异性烯醇化酶(NSE)。在各种遗传性疾病中,如常染色体显性遗传阿尔茨海默病(ADAD)、唐氏综合征或亨廷顿病,NfL 水平显示出对无症状个体进行早期检测和监测的潜力;然而,这些应用需要额外的验证,这可能因其中一些疾病的罕见性而具有挑战性。对于其他使用背景,如周围神经病、帕金森综合征或TBI,将需要进行大量的额外验证研究,这强调了需要进一步研究以优化其临床应用和时机。
支持 NfL 价值的证据来源于回顾性、横断面、前瞻性或真实世界研究,具体取决于使用背景,导致证据水平各不相同。迫切需要在全球范围内加强证据水平,并为不同的使用背景(不同疾病情况)建立截断值定义,以充分实现NfL作为神经病学通用生物标志物的潜力。实验室和临床医生之间进一步的合作努力对于弥合这些差距并增强其临床实用性至关重要。
NfL测量的样本
从分析的角度来看,过去几年已经开发了多种方法,使实验室能够实施最适合其实践的方法来测量这种生物标志物。这些进步现在使得不仅在CSF 中,而且在血液中检测和监测NfL成为可能。目前各中心检测的样本情况如下:

图2:各参与中心NfL检测样本情况
EDTA血浆与血清之间NfL浓度存在细微差异,有研究表明,血清中的NfL浓度平均高于EDTA血浆约10%。NfL在CSF中的浓度明显高于血清,血液中NfL的浓度与脑脊髓液浓度呈中等强度相关,NfL相关强度似乎与潜在病理有关,患有中枢和周围神经系统疾病的患者,脑脊液与血液的相关性高于表面健康的对照组患者。
NfL测量的截断值和报告
生物体液中的 NfL 水平受身体质量指数(BMI)、年龄和肾功能等因素的影响。鉴于 NfL 对于许多神经系统疾病的诊断和预后日益重要,从分析前、分析和分析后的角度,协调参与此项测量的实验室之间实施的操作至关重要。NfL 测量的正常/病理阈值(截断值)仍然需要标准化,甚至需要根据所用方法、临床背景以及影响浓度的生理因素(如年龄、BMI 和肾功能)来定义。

图3:用于NfL 测量结果解释的临床数据

图4:各中心NfL 测量截断值定义方式
年龄是影响NfL检测结果解释的一个重要混杂因素。年龄与NfL浓度的关联是非线性的,在成人中,血清NfL浓度与年龄的对数线性关系已被证明近似血清NfL的上限。健康人在20岁时的血清NfL平均水平约为10 pg/mL,每年会稳步上升约2.2%,然后在50到60岁之间以更大的斜率上升。瑞典哥德堡的研究者对CSF-NfL的研究表明,59岁以上人群的神经元退化程度是30岁以下人群的五倍,在血清中,差异可能更低。使用相对于对照组参考数据库的Z值/百分位数,有助于应对老年人群中NfL预期升高的现象。在儿童群体中,NfL浓度随年龄增长而最初下降(到15岁),15及以上儿童则和成人类似,NfL浓度则随年龄增长而上升。有研究表明血清NfL浓度从“<2.5岁年龄组”下降至“10–<15岁年龄组”,速率为每年3.2%。对于15岁及以上人群,97.5th百分位参考区间以每年2.6%的速度增长。
肾功能也影响NfL值,肾功能清除受损可能导致 NfL 水平人为升高,这可能是由于通过肾脏的消除减少所致。
多项研究表明,与较瘦的受试者相比,肥胖者血液中的NfL水平实际上往往较低。这可能是因为肥胖者的血容量较高。值得注意的是,在CSF中测量NfL时,体重似乎不是混杂因素。
目前缺乏标准化的NfL参考值,但在临床和研究环境中,以上几个因素应指导其解释。截断值因所用的检测方法和技术而异,特别是在缺乏标准化检测方法的情况下。可以定义指示一般病理状况的截断值,建立特定的高截断值用于诊断、预后或治疗反应/随访。目前各中心NfL 测量截断值定义方式如下(图5)。

图5:各中心NfL 测量报告形式
基于以上情况,这里列举几个文章的检测情况作为参考。

总结
NfL值应始终在更广泛的临床和生物学背景下解释,包括疾病表型、持续时间和合并症,最好使用与年龄和肾功能匹配的对照队列。
综述背景:通过法国临床生物学学会(SFBC, https://www.sfbc-asso.fr/)、ISTAART BBB-PIA(阿尔茨海默病协会基于生物流体的生物标志物专业兴趣区)或神经化学与临床CSF分析学会(http://www.neurochem.info/)联系了专门从事神经退行性疾病生物学诊断的中心和实验室。来自 18 个不同国家(奥地利、比利时、巴西、加拿大、法国、德国、希腊、意大利、日本、荷兰、波兰、葡萄牙、西班牙、瑞士、土耳其、英国、美国、瑞典)的共计 38个中心提供了有关其实践的不同程度的信息,收集了有关使用背景、分析前和分析方法、截断值使用以及结果解释和报告的信息。为了解释调查结果,每个实验室都被匿名化。数据收集于 2023 年 1 月至 2024 年 6 月之间。
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