《中国全科医学》述评：神经丝轻链蛋白在周围神经病中的应用价值探究

神经轴索损伤和丧失是许多导致永久性残疾的急慢性神经系统疾病的病理基础，神经丝（Nfs）对神经元细胞损伤和死亡具有高度特异性，神经丝轻链蛋白（NfL）已被确定为许多中枢神经系统（CNS）疾病中轴突损伤的生物标志物。

脑脊液NfL（cNfL）和/或血清NfL（sNfL）水平在诊断神经变性病、中枢神经系统脱髓鞘病变、创伤性脑损伤、感染性疾病如Creutzfeldt-Jakob病、遗传性疾病如亨廷顿病以及其他神经/精神疾病等，评估疾病活动，监测治疗反应，判断预后方面已显示出巨大优势，而且，cNfL和sNfL作为CNS疾病非常有潜力的生物标志物的证据还在逐渐增加中。

近年来NfL在周围神经病中的应用价值也逐渐引起关注，现综述如下。

01Nfs的结构与功能

细胞骨架蛋白根据其直径可分类为6 nm的肌动蛋白丝、10 nm的中间丝（包括Nfs和神经胶质丝等）以及马达蛋白构成的15 nm的肌球蛋白丝。而Nfs是中枢和外周神经元中高度特异性的主要细胞骨架成分，由大直径有髓轴突表达，在结构上维持轴突的稳定性，为树突和轴突提供拉伸强度，使轴突能够径向生长；在功能上，Nfs相互组装并提供与肌动蛋白丝和金属硫蛋白的交叉桥接。

动态细胞骨架在细胞内向轴突的运输中提高轴突的脉冲传导速度，以及在调节神经突生长的翻译后修饰的过程中至关重要。Nfs由神经丝轻链、神经丝中链、神经丝重链以及α-互连蛋白组成，这些亚基均具有一个保守的α-螺旋杆结构域，该结构域具有可变的氨基末端和羧基末端区域，可变区域的不同长度使亚基具有不同的分子量，分别为61.5、102.5、112.5、55.4千道尔顿（kDa）。NfL被认为是Nfs中最重要的一部分，是唯一可以自我组装成功能性纤维的Nfs，也是Nfs中最丰富、最易溶解的亚基，这使得NfL成为可测量的最可靠Nfs亚基。

02NfL检测方法、参考范围和生理影响因素

许多研究使用酶联免疫吸附试验法（ELISA）和/或商业试剂盒来检测NfL。ELISA测定试剂盒使用两种高度特异性的非竞争性单克隆抗体（mAB47∶3和mAB2∶1）来量化可溶性NfL，其被认为在cNfL的检测中是可靠的，但ELISA检测的灵敏度一般只能达到pg/ml水平，对于血液中超低丰度蛋白的检测常显示出一定的不足，而基于电化学发光（ECL）测定法具有高灵敏度、宽动态范围和小样本量的特点。但这两种技术均无法检测到与疾病相关的NfL微小变化。

单分子阵列（Simoa）技术，是近年来新开发的一种超高灵敏度，以顺磁珠的双抗夹心ELISA法为基础的单分子蛋白质检测技术，其灵敏度为ELISA技术的1 000倍以上，检测下限达到fg/ml。该方法可测量各种不同基质（血清、血浆、脑脊液、尿液、细胞提取物等）中的蛋白质。目前已有多项研究证实了Simoa技术能可靠地检测血液样本中的NfL（全浓度范围内），包括健康个体中的NfL，进而改变了脑损伤和神经退行性疾病的诊断方式。

正常情况下，低水平的NfL以年龄依赖性的方式不断从轴突释放。正常对照人群中cNfL水平每年增加3.30%，男性cNfL较高。VAGBERG等研究显示，30岁以下的正常健康成年人cNfL水平约为187 ng/L；30~<40岁为274 ng/L；40~<60岁为466 ng/L；而在老年时释放更高水平的cNfL，60岁及以上者为693 ng/L。一项对335例年龄为38.5~85.6岁的健康个体进行的研究结果显示，中位sNfL水平为32.30（23.15，43.95）pg/ml，与其他研究中的结果不太一致，这可能与尚无全球标准化的认证参考材料和/或方法有关，也强调了在实验室指标被可靠地用于临床实践之前，标准化测试和临界值确定的必要性。

03NfL与周围神经病

1.NfL与吉兰巴雷综合征（GBS）

GBS是一种免疫介导的、以弛缓性麻痹为主要特征的急性周围神经病变，其导致的严重失能和死亡风险高。在GBS疾病早期，亟需能够识别出不良预后的血清或脑脊液生物标志物。既往研究发现GBS患者的sNfL和cNfL水平明显升高。ALTMANN等研究了27例GBS患者的临床结局与sNfL之间的相关性，GBS患者入院时sNfL中位数水平为85.5 pg/ml，对照组为9.1 pg/ml，基线sNfL水平增加与住院时间长、进入重症监护室（ICU）以及出院短期预后差等临床结果相关。KÖRTVELYESSY等在近期研究中也有类似发现，GBS患者sNfL和cNfL水平高于对照组，入住ICU的患者中sNfL明显增高，sNfL与GBS患者残疾功能评分显著相关。

MARTÍN-AGUILAR等通过Simoa技术测量了GBS患者98个血清样本和24个脑脊液样本中的NfL，对GBS患者的远期预后进行了评估，结果显示GBS患者sNfL和cNfL水平显著高于对照组；进一步通过多变量回归分析发现，sNfL水平与GBS患者1年后功能残疾相关，提示sNfL水平还可作为评估GBS远期预后的生物标志物。AXELSSON等采用ELISA法对18例GBS患者进行cNfL检测，发现起病时高cNfL水平预示着长期残疾和更差的生活质量。综合上述研究可以发现，GBS患者基线sNfL、cNfL水平升高与疾病严重程度相关；sNfL、cNfL水平对GBS患者短期预后和长期预后均具有独立预测价值。早期在GBS患者中进行NfL检测可以实现后期的个体化疾病风险分层和预后判断。

MARTÍN-AGUILAR等在不同临床亚型的GBS的观察中发现，急性运动轴索型神经病（AMAN）患者的sNfL水平高于其他患者（199.53 pg/ml和46.77 pg/ml，P=0.006）。急性运动感觉轴索性神经病（AMSAN）和电生理分型不清的患者sNfL高于急性炎性脱髓鞘性多神经根神经病（AIDP）患者（三者分别为107.15、104.7、33.88 pg/ml）。纯运动变异型和Miller Fisher综合征患者的sNfL水平高于感觉运动型GBS患者（三者分别为162.18、95.50、38.02 pg/ml）。而在KÖRTVELYESSY等研究队列中，电生理检查结果显示混合性神经病变类型或纯轴索损伤类型的患者cNfL/sNfL比值较正常对照组降低，而3例脱髓鞘类型的患者cNfL/sNfL比值与正常对照组类似。以上研究均提示NfL在不同亚型GBS患者中存在差异，sNfL水平升高及cNfL/sNfL比值降低更多提示了以轴突损伤为主的亚型，显示出NfL作为轴突损伤生物标志物的潜力。

sNfL水平与轴突损伤的相关性最近也从腓肠神经的活检研究中得到验证，在轴索性神经病变为主的研究中，sNfL水平与腓肠神经轴突损伤相关，sNfL和纤维密度之间存在反比关系。但ALTMANN等纳入27例GBS患者（包括17例AIDP、5例AMAN以及5例分型不明患者）的研究结果显示，sNfL水平在AIDP亚型和AMAN亚型之间无显著差异。研究者认为，这可能是由于在以脱髓鞘损伤为主的亚型中，已有Nfs持续从受损的神经纤维中释放，但轴突损伤低于神经电生理学可检测到的阈值。因此，GBS患者的神经电生理模式不能代表真正发生的病理学过程。而sNfL可以作为GBS患者一种敏感的血清生物标志物，在出现明确的电生理损害之前对轴突的损害做出早期评估。

2.NfL与慢性炎性脱髓鞘性神经根神经病（CIDP）

CIDP是一种罕见的获得性免疫介导的脱髓鞘性神经病，在临床表现、预后和治疗反应方面具有很强的异质性。迄今为止，还没有适用于CIDP人群的可靠的、能够帮助诊断和观察疾病活动进展以及判定预后的血液生物标志物。此外，在接受维持治疗的患者中也亟需客观的疾病活动参数来指导治疗。

近期证据表明，在高疾病活动性的CIDP患者中可观察到sNfL水平显著升高；但sNfL水平和疾病持续时间不相关，新诊断的患者与复发患者之间的sNfL水平无显著差异；此外，sNfL与年龄和性别相关。VAN LIEVERLOO等对CIDP患者治疗前的神经传导检测（NCS）结果进行评估，发现较高的sNfL水平与较低的正中神经复合肌肉动作电位（CMAP）负峰面积和较低的总CMAP负峰面积相关，提示sNfL水平与轴索损伤之间存在相关性。FUKAMI等通过NCS和病理研究进一步证实了该推测，sNfL水平与胫神经CMAP变化幅度呈负相关，并与病理中的活动性轴索变性程度呈正相关。因此，sNfL可与NCS联合评估CIDP中的神经轴索损伤；sNfL比NCS更具有优势，因为sNfL无侵入性，而且可动态反应持续的轴索损伤。

HAYASHI等观察11例CIDP患者接受丙种球蛋白治疗前后，发现治疗前基线sNfL水平显著升高，治疗后以及缓解期sNfL水平显著下降。VAN LIEVERLOO等观察到5例有治疗应答的患者随访期sNfL水平大幅下降和正常化，而活动性CIDP患者随访期sNfL水平更高，提示sNfL可作为评估CIDP疾病活动的生物标志物。GODELAINE等采用增强化学发光法（ECL法）测定76例CIDP患者的sNfL发现，随访期间sNfL与CIDP的1年疾病进展（MRC总分减低）相关，而高sNfL水平患者在随访期间治疗效果欠佳的概率增加。这些证据进一步提示sNfL可作为评估周围神经病的疾病活动、预后的生物标志物。此外，sNfL还可能在CIDP的临床决策中具有重要价值，可以识别最终需要转换治疗或应立即开始接受更强化的治疗（例如联合治疗）的患者。

近期已有研究阐明，针对郎飞结结旁连接成分如神经肌束蛋白155（NF155）的IgG4型自身抗体患者与巨噬细胞诱导脱髓鞘的CIDP患者的神经病变机制不同。FUKAMI等的CIDP研究队列中纳入了13例抗NF155抗体阳性患者，与抗体阴性的患者相比，抗NF155抗体阳性的患者sNfL水平显著升高。8例患者治疗后的sNfL水平和抗NF155抗体滴度与基线相比均明显降低，且sNfL水平的变化与NF155抗体滴度呈正相关。该研究提示自身抗体可能直接损害轴突-雪旺细胞，导致广泛的神经元损伤，进而导致sNfL水平升高。FUKAMI等研究还发现，在CIDP经典型和变异型间sNfL水平并无明显差异。目前尚无研究单独关注CIDP患者的cNfL水平。

3.NfL与其他免疫介导性/炎性周围神经病变

MARIOTTO等的队列研究中纳入12例CIDP、5例GBS、3例多灶性运动神经病（MMN）、3例抗髓鞘结合糖蛋白（MAG）抗体阳性周围神经病、1例非系统性血管炎性神经病患者，结果显示，总体NfL水平显著升高，且cNfL水平高于sNfL；此外，sNfL与疾病活动相关，并可预测随后的残疾进展。遗憾的是研究者未进行疾病分组研究。STASCHEIT等的研究中未直接比较6例MMN患者与对照组sNfL水平的关系，但MMN患者与CIDP经典型和变异型之间的比较无差异；该研究中63例CIDP患者sNfL水平明显升高，间接提示sNfL水平在MMN疾病活动中可能的评估作用。此外，2022年最新的前瞻性观察研究中纳入24例未接受过抗MAG周围神经病治疗的患者，未发现sNfL与疾病活动相关。因此，sNfL与其他免疫介导性周围神经病的疾病活动关系还有待进一步研究确定。

血管炎性神经病（VN）的诊断金标准为外周神经活检，但因为有创性等原因限制了其临床应用的可行性。BISCHOF等通过回顾性分析11例VN患者的临床资料，发现sNfL水平可作为血管炎损伤和/或疾病活动的标志物，在VN诊断时sNfL水平明显高于缓解期间。因此，sNfL作为能够进行快速筛查并提示急性轴突损伤的生物标志物在VN的应用中非常有前景。

4.NfL与遗传性周围神经病

SANDELIUS等和MILLERE等分别对两个腓骨肌萎缩症（CMT）队列（包括CMT1A、CMTX1和SPTLC1等类型）进行研究发现，sNfL水平均显著升高，并与疾病严重程度相关；CMTX1型患者的sNfL水平高于CMT1A和其他CMT疾病类型。而且，sNfL水平在以轴突或脱髓鞘类型为主的CMT患者中类似。上述两位作者指出，鉴于雪旺细胞与轴突相互作用在神经元功能维持中的重要性，以及先前观察到CMT1A（脱髓鞘为主）的残疾程度是由轴突损伤的程度而不是传导速度减慢的程度决定，这个结果是合理的。

9例CMT患者随访1年后sNfL水平变异性为16.4%，符合遗传性疾病缓慢恒定的进展预期，表明其可用作衡量疾病进展的标准。MAIA等对不同阶段的未经治疗的遗传性转甲状腺素蛋白淀粉样变（ATTR）周围神经病进行研究发现，sNfL可区分无症状突变携带者和早期有症状患者，以及区分感觉神经病变患者和运动神经病变患者，并可用作临床和临床前试验中以疾病为导向的治疗疗效指标。随后的研究也验证了MAIA等的结论，而且发现在淀粉样蛋白轻链变性周围神经病和ATTR周围神经病患者中sNfL水平均升高，并且还与后者的严重程度有关。近期LUIGETTI等研究进一步验证了前人的结论，sNfL可用于评估ATTR周围神经病严重程度并监测其进展。

综合现有的证据显示，sNfL可作为遗传性周围神经病活动的生物标志物，以及可能的治疗疗效评估指标。

5.NfL与化疗药物相关周围神经病（CIPN）

近期关于CIPN与NfL的研究陆续有报道。通过长春新碱化学疗法诱导的CIPN动物模型中，sNfL水平在长春新碱给药过程中持续显著升高，当出现轴索征象和表皮内神经丧失时，sNfL水平升高近4倍。而在用顺铂和紫杉醇化学疗法诱导的CIPN动物模型中sNfL水平升高，升高的时间也与轴突结构的形态和功能改变的严重程度有关。奥沙利铂诱导的CIPN患者在奥沙利铂给药期间sNfL水平增加。HUEHNCHEN等分别通过细胞试验（将诱导的多能干细胞衍生的感觉神经元暴露于紫杉醇）以及接受紫杉醇化疗的乳腺癌或卵巢癌患者中观察NfL变化，发现sNfL与CIPN的发展和严重程度相关，化疗期间监测sNfL可以提示正在发生的神经轴索损伤和CIPN的严重程度。

6.NfL与糖尿病周围神经病（DPN）

DPN与NfL的研究较少。CELIKBILEK等最早提出sNfL-mRNA可作为早期预测糖尿病前期周围神经病变的替代标志物。近期MORGENSTERN等发现，DPN患者sNfL水平升高，而且sNfL的升高可能与痛觉过敏表型的发展相关。

04cNfL与sNfL在中枢神经系统与周围神经系统不同的起源和诊断价值

MILLERE等指出，未来将NfL作为生物标志物仍需解决几个问题：疾病患者和对照组之间NfL水平重叠的区域、检测方法和临界值的标准化、NfL的非特异性以及与疾病严重程度的一般适度相关性。

在CNS疾病中，细胞破坏导致轴突细胞骨架蛋白家族Nfs释放到脑脊液，并通过蛛网膜颗粒进入血液循环，因此cNfL被认为是CNS起源，这种情况下cNfL与sNfL之间具有一定的相关性。最新关于cNfL的系统综述表明，在现有的研究中，在认知受损的艾滋病（HIV）患者、肌萎缩侧索硬化症、额颞叶痴呆和亨廷顿病中观察到高水平的cNfL；33.3%的研究观察到男性cNfL水平高于女性，而且cNfL水平随着年龄的增长而升高；大多数同类型CNS疾病cNfL检测水平相当，但cNfL具有帮助鉴别额颞叶痴呆与阿尔茨海默病和帕金森病与非典型帕金森综合征的潜力。

而在周围神经系统疾病如GBS/CIDP中，病变影响周围神经系统的鞘内和鞘外部分，相关研究中也观察到GBS患者cNfL与sNfL之间的显著相关性。sNfL水平的升高反映了神经根和/或周围神经的损伤情况，推测认为大多数急性活动期的GBS患者中sNfL起源于周围神经系统损伤。通过cNfL/sNfL比率可大致评估sNfL的外周起源或者中枢起源。KÖRTVELYESSY等研究显示，对照组平均cNfL/sNfL比率为26.7，表明正常生理状态下NfL的CNS起源占主导；而轴突或混合轴突脱髓鞘病变的GBS患者的cNfL/sNfL比率显著降低，提示病理状态下sNfL可能更多起源于周围神经系统。当血-神经屏障（BNB）和血-脑脊液屏障（BCB）受到破坏，神经根的轴突损伤释放NfL到脑脊液；BNB/BCB广泛恶化时外周血中NfL也可进入脑脊液系统。而在其他周围神经病变中，任何sNfL水平的变化仅反映神经病变的变化。因此在监测周围神经系统疾病活动和组织损伤方面，sNfL水平可能比cNfL更敏感。

综上所述，综合各种证据表明，sNfL定量可作为一个非常有潜力的生物标志物，动态测量轴突损伤，动态监测周围神经系统疾病活动度，以及用于未来的临床试验和监测治疗效果等。