细数有助于帕金森病早期诊断的脑脊液生物标志物

　　帕金森病（PD）是最常见的神经退行性疾病之一，晚期病理改变为其诊断金标准。目前，临床上亟需能够用于诊断PD的生物学标志物，尤其是用于疾病早期诊断的指标。

　　近日，JNeurolNeurosurgPsychiatry杂志发表的最新综述针对这一问题，列举并探讨了目前最具前景的脑脊液候选标志物。具体内容如下：

　　原发性帕金森病（iPD）是一种进展性神经退行性疾病，主要临床特征为：运动迟缓伴至少一种其它特征（静止性震颤、肌肉强直、姿势反射障碍）的存在，疾病症状与体征常为不对称性，并且通常对左旋多巴治疗敏感。

　　帕金森叠加综合征或非典型性帕金森综合征，为一组异质性神经退行性疾病，在疾病早期阶段可能误读为PD。而“叠加”或“非典型”的描述，提示疾病存在不常见于iPD患者的附加症状，如早期姿势不稳、易跌倒。

　　另外，多系统萎缩（MSA）患者早期具有自主神经损害、锥体束征等特征；进行性核上行麻痹（PSP）患者具有核上性眼球运动障碍及额叶综合征等特征；皮质基底节变性（CBD）患者具有肌张力障碍、肌阵挛等的特征。其它可以归为非典型帕金森综合征的疾病。

　　非典型帕金森综合征，约占帕金森综合征的10%，并且通常对左旋多巴治疗不敏感。相比于iPD，非典型帕金森综合征病情常更加严重，并以皮质、皮质下萎缩为特征。另外，非典型帕金森样病，可以见于其它情况，如阿尔茨海默病（AD）及额颞叶痴呆（FTD）。

　　一、病理学：

　　许多神经退行性疾病，出现蛋白错误折叠与积聚。以病理学发现为基础，帕金森综合征可以分为α突触核蛋白病（PD、DLB、MSA）以及tau蛋白病（PSP、CBD），见于图一。

　　α-突触核蛋白(α-Syn)主要积聚于路易小体、路易突起（PD、DLB的病理标志物）及神经胶质细胞胞浆（MSA）内。而tau蛋白异常积聚形成的神经纤维缠结，是PSP的诊断标准，tau（＋）包涵体，为CBD患者的神经病理学改变。

　　另外，在AD中，神经纤维缠结是一种与Aβ淀粉样斑块，紧密相关的原发性病变过程；因此，AD被认为是一种继发性tau蛋白病。FTD也可出现tau蛋白病变。

　　α突触核蛋白病与tau蛋白病常出现重叠。AD、PD、DLB患者的神经元及少突胶质细胞内，可出现tau蛋白、α突触核蛋白病变共存现象。α突触核蛋白与tau蛋白间，有复杂而又动态的相互作用。一种蛋白异常积聚，可以使另一种蛋白倾向于聚集。例如，α-Syn可以诱导tau蛋白积聚，形成淀粉样tau蛋白包涵体。

　　进行性核上行麻痹患者，tau蛋白积聚于神经元、胶质细胞中，形成丛状星形细胞（F，尾状核）以及神经纤维缠结（G，脑桥核）。皮质基底节变性（CBD）以星形胶质细胞斑为特征，由星形胶质细胞远端tau蛋白积聚形成（H，顶叶）。在CBD中，tau还会以纤维缠结形式累积于神经元内（H，左下角a图）；并且在少突胶质细胞内形成卷曲小体（H，右下角b图）。（A）常规ＨＥ染色；（B-D）α突触核蛋白免疫化学染色；（F-H）tau蛋白免疫化学染色。

　　二、诊断面临的挑战：

　　目前帕金森综合征的诊断，很大程度上依赖临床，尽管一些情况下，影像学及辅助手段可能有所帮助。在一系列尸检研究中，24%有生之年由神经科医生诊断为iPD患者，其实为另一种诊断结果。

　　三、脑脊液标志物：

　　标志物即一项可以评估正常生物进程、病理改变及对干预治疗药理反应的客观检测指标。理想的生物标志物，应该具有敏感性高、重现性好、与疾病过程密切相关、廉价、非侵入性等特征。

　　相比于其他体液，脑脊液（CSF）与大脑具有更多的相关性，因此代表一种潜在的、可靠的生物标志物来源。不同于血浆，血脑屏障并不会将CSF与大脑隔离。能够直接反应大脑特异性活动及病理改变的蛋白/多肽，大多能够扩散至CSF中。

　　另外，CSF可以进行连续测试，从而研究涉及病理过程的蛋白改变。因此，其优于病理学方法，后者只能在几十年后，反应疾病晚期改变。

　　1.帕金森综合症CSF候选生物标志物

　　Aβ42，一种42个氨基酸长度的多肽、倾向于积聚成淀粉样蛋白，是淀粉样蛋白前体(APP)经蛋白水解酶作用后的底物，也是阿尔茨默海病脑内主要病理标志性蛋白之一。

　　相比于正常群体，认知障碍及痴呆更常见于帕金森综合征患者，对生活质量及预期寿命有不利影响。Aβ42与PD、痴呆间的关系已被广泛研究。

　　在帕金森综合征患者队列中，DLB组脑脊液内Aβ42最低。一项研究发现，近一半DLB患者，脑脊液生物标志物与AD患者一致，提示DLB过程中有Aβ（淀粉样蛋白）相关的病理改变。有证据提示，低Aβ42水平，为Aβ斑块的病理标志物，可以预测PD患者认知下降的过程，但是未来需要基于更大队列的纵向研究。

　　α突触核蛋白／α-Syn

　　α突触核蛋白，一种140个氨基酸长的蛋白质，定位于突触前神经末梢，并在脑内广泛分布。在突触前神经末梢中，α-Syn接近突触小泡。目前，尚未弄清α-Syn的具体功能，但是高度怀疑其参与神经递质释放调节中。尽管α-Syn被认为是一种细胞内蛋白，但它能够在细胞间转移，导致PD病理改变。

　　路易小体，主要由翻译后修饰的α-Syn构成。α-Syn沉淀是突触核蛋白病变的关键致病机制。在体外，与AD相似，α-Syn纤维化对培养的神经元细胞具有毒性。

　　总α突触核蛋白／t-α-Syn

　　帕金森综合征研究的结果并不一致，提示一些神经退行性病变具有t-α-Syn的重叠。最近，逐渐形成一种共识，即近期大多研究（主要应用ELISA技术）显示，相比于对照组，PD组患者t-α-Syn水平降低。另外，其它突触核蛋白病变，如MSA、DLB也有t-α-Syn水平的降低。

　　只有t-α-Syn水平能够区分对照组与PD、MSA患者，而t-tau或Aβ42无此作用。t-tau/t-α-Syn及p-tau/t-α-Syn比率，或许能够作为PD的生物标志物（敏感性89%、特异性61%）。

　　大多研究，没有针对t-α-Syn与疾病病程或疾病严重度间的关系。有趣的是，有报道显示t-α-Syn水平具有性别特异性。Mollenhauer及Kang等研究者，开展了两项针对药物初治PD患者的研究，结果仍发现t-α-Syn水平的降低，提示这种现象与多巴胺能药物治疗无关。

　　α-Syn的低聚化与磷酸化

　　Tokuda等研究者，评估了可溶性α-Syn低聚物作为PD患者早期标志物的效果，结果发现相比于健康对照组及其他神经系统疾病对照组，α-Syn低聚物水平及低聚物/t-α-Syn比率，在PD患者中升高（包括轻度及疾病早期）。

　　CSF内低聚物/t-α-Syn比率，鉴定PD的敏感性为89.3%，特异性为90.6%。并且这些结果在2项独立验证研究中，具有重复性。尸检测得的低聚物及磷酸化低聚体形式的α-Syn，可用于区分PD、DLB及MSA。这些结果，需要进一步在更大规模的幸存患者中进行重复。

　　2.神经元损伤标志物

　　Tau蛋白对轴突内微管功能至关重要，并且对神经元及轴突结构完整性中起重要作用。当过度磷酸化时，微管结合亲和力下降，导致障碍。同时，异常构象，导致蛋白积聚及包涵体的形成。

　　总tau蛋白（t-tau）与磷酸化tau蛋白（p-tau）

　　过去，对帕金森综合征患者脑脊液内tau蛋白水平的评估结果，并不明确。在PD患者中，大多研究显示tau蛋白水平正常，但是也有报道显示其水平下降。

　　在非典型帕金森综合征中，DLB患者显示有t-tau蛋白水平的升高；另外与PD相比，MSA、PSP患者p-tau/t-tau比率更低。然而，其它研究没有发现帕金森综合征间具有差异。尤其，PSP患者并未发现显著改善。年龄，被认为是与t-tau蛋白水平关系最密切的影响因素。

　　总tau蛋白与磷酸化tau蛋白，可能有助于区分AD及PD患者；另外，当联合其它标志物后，诊断准确性优于单独指标。

　　Tau蛋白异构体

　　Tau蛋白异构体间的失衡，与微管结合的结构域重复三次（3R-tau）或四次（4R-tau），对神经退行性病变发病机制很重要。正常人脑表达等量的3R-tau和4R-tau，但在PSP、CBD、FTDP-17病例中，神经纤维缠结、胶质细胞包涵体主要为4R，而额颞叶变性中Pick小体主要为3R；AD患者神经纤维缠结含有3R、4R异构体。

　　4R-tau能够用作PSP疾病进展的标志物之一，但未来需要大规模样本及纵向研究来进一步验证。

　　截断Tau蛋白

　　Borroni等研究者，探索了一些神经退行性疾病中，全长（55kDa）及截断tau蛋白（33kDa）形式。相比于健康对照组，PSP组患者，截断tau/全长tau蛋白（33kDa/55kDa形式）比率，显著降低（PSP与PD或DLB相比，敏感性为96%、特异性为85%；PSP与CBD相比，敏感性90%、特异性76.2%）。这些片段为tau蛋白水解产物，可以通过免疫沉淀技术检测，但比ELISA技术更加费时。

　　近期针对其它脑脊液内源性tau片段的研究提示，可以开发针对这些片段的特异性实验，并且评估不同tau蛋白病变间的相关性。

　　神经丝蛋白轻链（NF-L）

　　神经丝蛋白，是维持轴突管径及神经元大小、形状的主要结构单元。因此，它们对神经元形态完整及神经冲动的传导异常重要。它们主要由3种不同分子量蛋白组成：轻链、中间链、重链。

　　重链神经丝蛋白（NF-H）是细胞骨架的重要组成部分。相比于PD、CBD及其他神经系统病变对照组，PSP及MSA患者脑脊液内NF-H水平更高。轻链神经丝蛋白（NF-L）是神经丝蛋白的骨架成分，并具有自我组装能力。

　　CSF内NF-L的增高，反应大型有髓轴突的髓鞘再生过程。近期研究显示出一致性结果，即NF-L能够用于区分非典型帕金森综合征与PD，但不能用于非典型帕金森综合征的细分。CSF的连续分析显示，疾病进展中，NF-L水平没有增加。NF-L能够用于区分PD及其它退行性疾病，因为它对更激进的神经元死亡形式敏感，而PD中神经元的死亡相对温和。

　　胶质纤维酸性蛋白（GFAP）

　　GFAP是一种主要表达于星形胶质细胞内的蛋白。急性脑损伤后，胶质细胞解体能够导致CSF内GFAP水平的升高。Süssmuth等研究者发现，与对照组相比（非神经退行性病变的其他神经系统疾病），帕金森综合征患者GFAP水平升高。然而，其他课题组的研究发现，帕金森综合征组与健康对照组患者间，GFAP水平相似，并未随时间发生显著改变。