JNNP:脑脊液β-突触核蛋白可以作为阿尔茨海默病早期诊断指标

2021-01-15 MedSci原创 MedSci原创

对于阿尔茨海默病(AD),脑脊液(CSF)中tau蛋白和淀粉样β肽(Aβ42)的检验已经成功地应用于当前的诊断标准和临床应用,但是无论是tau作为神经退行性变的一般标志物,还是a&

对于阿尔茨海默病(AD),脑脊液(CSF)中tau蛋白和淀粉样β肽(Aβ42)的检验已经成功地应用于当前的诊断标准和临床应用,但是无论是tau作为神经退行性变的一般标志物,还是aβ42作为淀粉样蛋白沉积的标志物,都不能反映AD中突触的退行性变。评估在AD发病机制中起主要作用的突触丢失,不仅对AD的诊断有重要意义,而且在临床试验中可以监测新的候选药物对突触完整性的影响。此外,突触丢失往往先于神经元变性,并打击早期AD患者,甚至轻度认知障碍(MCI)患者。同样,与斑块病理学相比,突触丢失与认知功能恶化的关联更高。 因此,监测释放到脑脊液中的突触蛋白的丢失对于早期诊断和/或预后判断具有重要意义。

 β-synuclein与α-synuclein同源,与α-synuclein和γ-synuclein一起属于synuclein家族。β-突触核蛋白主要在大脑中发现,更具体地说是在丘脑、小脑、新皮质、海马和纹状体中发现。它集中在突触前末端,似乎在膜相关过程中发挥作用。因为新皮质的谷氨酸能锥体神经元形成皮质皮质醇,连同内嗅区和海马CA1区的皮质醇,特别容易聚集过度磷酸化的tau,形成神经原纤维缠结和细胞死亡,研究β-突触核蛋白是否定位于谷氨酸能突触是一个重要的研究课题。本文报道了一种新的检测β-突触核蛋白的夹心ELISA方法的建立和验证。因此,本文分析了七个不同的诊断组:总共分析了来自四个不同临床中心的393名患者的脑脊液。此外,还检测了7例AD患者和12例正常对照者脑组织中的β-突触核蛋白,证实了β-突触核蛋白在谷氨酸能突触中的表达。

总共分析了393例患者脑脊液中的β-突触核蛋白。根据诊断分为7组:AD、行为变异性额颞叶痴呆(bvFTD)、突触核病变(帕金森病(PD)、路易体痴呆(DLB)、帕金森病痴呆(PDD))、克雅氏病(CJD)、肌萎缩侧索硬化症(ALS),疾病对照组(DiCon)和非神经退行性变对照组(Con)。151例AD患者,对46例由运动障碍专家诊断的同核细胞病患者进行分析标准。 所有23例CJD患者都是在哥廷根神经内科的传染性海绵状脑病单元中分析的神经病理学确诊病例。 29例ALS患者根据修订的El Escorial标准被诊断为明确或可能的ALS。 来自Ulm的Con组包括60例非神经退行性变对照组无神经退行性变的临床和影像学表现。这些患者接受腰椎穿刺以消除中枢神经系统的急性炎症(面神经麻痹(n=26)、前庭神经病(n=8)、紧张性头痛(n=8)、颞动脉动脉炎(n=5)、多发性神经病(n=4)和每种诊断之一:感觉异常、C8综合征、偏头痛、Tolusa-Hunt综合征、Meige综合征,疼痛障碍、惊恐障碍、创伤后应激障碍、感觉减退)。来自曼海姆和汉堡的DiCon组包括抑郁障碍(n=30)、血管性痴呆(n=13)、主观认知报告(n=10)、精神病(n=4)、妄想障碍(n=2)、DLB(n=2)、中毒(n=2)和每个诊断中的一个:Korsakow综合征、持续性躯体形式疼痛障碍和镇静药物依赖性。

腰椎穿刺主要在13:00到16:00之间进行。在500 g下离心脑脊液样品,并在30分钟内将上清液等分并在−80°C下冷冻。使用市售ELISA试剂盒(Fujirebio,Hanover,Germany)对脑脊液总tau(t-tau)、磷酸tau(p-tau)、Aβ42进行定量。用新型夹心ELISA法测定脑脊液β-突触核蛋白水平。通过分析四次不同试验中的三份脑脊液样品来确定批内和批间重复性。应用的校准品范围为10至1000 pg/mL。使用更高稀释度再次测量值高于定量上限的样品。没有样本低于LLOQ。样品在长达5次冻融循环后,以及在处理前在室温(RT)下至少储存2小时后,都是稳定的(偏差<6%)。19个颞上回的脑样本是在乌尔姆大学收集的经尸检证实的AD和对照病例。对照组包括7例非神经退行性变和5例ALS。7名AD患者完成了Braak 2-4期。

Figure 1

新建立的酶联免疫吸附试验(ELISA)测定的β-突触核蛋白水平与无抗体定量质谱数据有很强的相关性(r=0.92(95%CI:0.89~0.94),p<0.0001)。轻度认知障碍(p<0.0001)、痴呆(p<0.0001)和慢性痴呆(p<0.0001)患者的脑脊液β-突触核蛋白水平升高,而bvFTD、帕金森综合征和ALS患者的脑脊液β-突触核蛋白水平没有升高。此外,β-突触核蛋白定位于VGLUT1阳性的谷氨酸能突触,其在AD患者脑组织中的表达显著降低(p<0.01)。

本文成功地建立了一种灵敏、可靠的ELISA检测脑富集β-突触核蛋白的方法。证实了先前在AD和CJD患者脑脊液中β-突触核蛋白水平升高的质谱观察结果,支持其作为突触退行性变标志物的潜在用途。

Halbgebauer SOeckl PSteinacker P, et al https://jnnp.bmj.com/content/early/2020/12/29/jnnp-2020-324306Beta-synuclein in cerebrospinal fluid as an early diagnostic marker of Alzheimer’s disease

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