血清LEFTY2降低及其与阿尔茨海默病相关生物标志物的疾病依赖性关联：一项探索性研究

《Frontiers in Aging Neuroscience》：Reduced serum LEFTY2 and disease-dependent biomarker associations in Alzheimer’s disease: an exploratory study

可靠的血液生物标志物在阿尔茨海默病（AD）检测和监测中的需求日益增加。左右决定因子2（LEFTY2）是转化生长因子-β（TGF-β）超家族的分泌蛋白。来自AD相关神经元模型的证据提示，LEFTY2促进神经元存活、减轻淀粉样蛋白和tau相关病理并抑制炎症反应，凸显其与AD的潜在相关性。然而，其临床意义及与AD相关血液生物标志物的关系仍不清楚。在本研究中，研究人员调查了AD患者和年龄匹配的认知正常（CN）对照中血清LEFTY2与淀粉样病理、tau病理、神经炎症和神经退行性变相关生物标志物的关联。生物标志物水平采用酶联免疫吸附试验（ELISA）定量。AD患者血清LEFTY2水平显著低于认知正常对照，而淀粉样β_1-40（Aβ_1-40）、磷酸化tau（pTau）181和神经丝轻链（NF-L）水平显著升高。相关分析显示，在AD患者中LEFTY2与Aβ_1-42呈正相关，而与tau病理、炎症和神经退行性变生物标志物的相关性不一致。在认知正常对照中，LEFTY2与总tau呈负相关，与TGF-β₁呈正相关。总之，这些发现表明LEFTY2与AD相关生物标志物呈现疾病依赖性的不同关联。这些探索性发现为循环AD生物标志物之间的关系提供了新见解，并支持在更大型前瞻性队列中进一步研究LEFTY2作为新型候选血液标志物。

阿尔茨海默病（AD）是一种多因素神经退行性疾病，特征包括淀粉样β（Aβ）沉积、tau病理、神经退行性变和神经炎症，这些过程共同促进疾病进展。血液生物标志物因无创、便于检测和监测而受到关注。循环Aβ肽、磷酸化tau种类和炎症介质可反映淀粉样病理、tau病理、神经退行性变和神经炎症等不同病理域。尽管这些标志物改善了AD的生物学诊断，但研究重点正从单个标志物转向不同病理域间关联；然而，影响这些关联的上游因素仍不清楚。LEFTY2是转化生长因子-β（TGF-β）超家族成员，主要与胚胎发育和左右轴形成相关。TGF-β信号失调涉及AD的淀粉样沉积、tau病理、神经炎症和神经退行性变。作为TGF-β信号的内源性调节因子，LEFTY2可能影响AD多个病理方面。既往研究中，Wuli等发现，与具有AD样病理的21三体来源神经元共培养后，脂肪来源干细胞分泌LEFTY2；重组LEFTY2促进神经元存活，并减少Aβ积累、tau磷酸化、APOE4表达和炎症信号。然而，循环LEFTY2在AD患者中的临床意义未知，尤其是血清LEFTY2是否与反映淀粉样病理、tau病理、神经退行性变和神经炎症的既存血液标志物相关尚未系统研究。因此，研究人员开展该探索性研究，量化AD患者和年龄匹配认知正常（CN）对照的血清LEFTY2及AD相关血液标志物，检查不同疾病组和年龄层中的关联，假设血清LEFTY2与AD中不同病理过程标志物存在疾病依赖性关联。

研究人员从台湾花莲慈济医院招募AD患者15例，由神经科医师综合临床评估诊断，并以简易精神状态检查（MMSE）和临床痴呆评定量表（CDR）评估认知状态和疾病严重度，包括CDR 0.5、CDR 1.0和CDR 2.0；所有参与者均有脑磁共振成像（MRI）以评估神经退行性变支持特征。CN对照15例，年龄匹配。研究人员检测血清LEFTY2，并检测Aβ_1-42、Aβ_1-40、pTau231、pTau181、总tau、巨噬细胞移动抑制因子（MIF）、髓样细胞触发受体2（TREM2）、TGF-β₁和神经丝轻链（NF-L）。结果显示AD患者血清LEFTY2显著降低；AD中LEFTY2与Aβ_1-42正相关；CN中LEFTY2与总tau负相关、与TGF-β₁正相关；其他关联有限。该研究提示LEFTY2与AD相关生物标志物存在疾病依赖性关系，为循环AD生物标志物关系提供新见解，并支持进一步研究LEFTY2作为候选血液标志物。

关键技术方法概括：研究人员在台湾花莲慈济医院建立样本队列，纳入AD患者15例和年龄匹配CN对照15例。采用MMSE和CDR评估认知和疾病严重度，脑MRI评估神经退行性变支持特征。采集外周血并分离血清，用酶联免疫吸附试验（ELISA）定量血清LEFTY2及Aβ_1-42、Aβ_1-40、pTau231、pTau181、总tau、MIF、TREM2、TGF-β₁和NF-L。统计分析包括Shapiro-Wilk和Levene检验、t检验或Mann-Whitney U检验、Benjamini-Hochberg假发现率（FDR）校正、Spearman相关及ROUT离群值敏感性分析。

研究结果：

3.1 血清LEFTY2在AD患者中降低：通过ELISA和组间比较，CN与AD年龄分布无显著差异；AD血清LEFTY2显著低于CN（CN=905.73±334.62 pg/mL，AD=430.58±213.68 pg/mL，p=0.03，q=0.04）。ROUT敏感性分析每组识别3例离群值并排除后重复诊断组比较。结论为AD患者血清LEFTY2降低。

3.2 血清LEFTY2与AD患者Aβ_1-42显著相关：ELISA显示CN的Aβ_1-42高于AD，AD的Aβ_1-40升高，Aβ_1-42/Aβ_1-40比值降低。Spearman相关显示AD中LEFTY2与Aβ_1-42强正相关（ρ=0.97，95% CI 0.90–0.99，p<0.01，q<0.01），与Aβ_1-40无显著相关；CN中均无显著相关。结论为LEFTY2与Aβ_1-42的关联呈AD疾病依赖。

3.3 LEFTY2在认知正常对照中选择性与总tau相关：ELISA显示AD pTau181显著升高，CN pTau181低于检测限；AD pTau231显著升高，但因浓度极低未纳入后续相关分析；总tau组间无显著差异；pTau181/总tau比值在AD升高。相关分析显示AD中tau相关标志物与LEFTY2无显著相关；CN中LEFTY2与总tau负相关（ρ=-0.72，95% CI -0.90–-0.34，p<0.01，q<0.01），pTau181多不可测造成floor效应，无法可靠相关。结论为生理条件下LEFTY2与总tau负相关，AD中无显著tau关联。

3.4 LEFTY2在认知正常对照中选择性与TGF-β₁相关：ELISA显示MIF和TREM2组间无显著差异，且与LEFTY2无显著相关；TGF-β₁在AD升高。CN中LEFTY2与TGF-β₁正相关（ρ=0.82，95% CI 0.53–0.94，p<0.01，q<0.01），AD中无此关联。结论为CN中LEFTY2与TGF-β₁正相关，MIF/TREM2无关联。

3.5 NF-L在AD中升高但与LEFTY2关联有限：ELISA显示AD血清NF-L显著高于CN。AD中LEFTY2与NF-L呈名义正相关（ρ=0.56，95% CI 0.06–0.83，p=0.03），但FDR校正后不显著（q=0.13）；CN中无显著相关。结论为本队列LEFTY2与NF-L缺乏稳健关联。

讨论部分总结：研究人员观察到LEFTY2与血液标志物呈疾病依赖性关联。AD血清LEFTY2降低，伴AD特异性与Aβ_1-42正相关。AD患者Aβ_1-42低、Aβ_1-40高、Aβ_1-42/Aβ_1-40比值低，方向与已知AD淀粉样改变一致。但横断面相关设计不能判定因果或共享上游调控；血清Aβ受分析前因素、基质效应、外周来源和检测平台影响，不能直接反映中枢神经系统淀粉样负荷，应视为探索性。LEFTY2与tau关联有限；CN中与总tau负相关，提示可能与tau调控有关且在AD改变；pTau181因低丰度在CN不可测限制解释。pTau217未评估，未来研究其与LEFTY2关系可能提供信息。MIF和TREM2无组间差异和与LEFTY2相关，但不能解释为中枢神经系统无炎症过程，因外周与中枢存在区室化。TGF-β₁在AD升高，仅CN中与LEFTY2正相关，可能反映经典负反馈：生理TGF-β₁诱导LEFTY2维持通路平衡；AD中TGF-β₁升高但关联消失。NF-L为一般轴突损伤标志而非AD特异；LEFTY2-NF-L名义相关FDR后不显著。局限包括样本量小、横断面、多重比较、外周不直接反映中枢、未做ROC诊断性能；应视为假说生成。未来需纵向随访和独立验证队列，评估AD连续谱包括主观认知下降、轻度认知障碍和生物标志物定义临床前AD，整合超敏pTau217、脑脊液及amyloid/tau PET。

结论翻译：总之，这项探索性初步研究识别出AD患者血清LEFTY2水平显著降低，并伴随明显的疾病依赖性生物标志物关联，特别是在AD中与Aβ_1-42相关，以及在认知正常对照中与总tau和TGF-β₁相关。尽管该研究为横断面和观察性，这些发现提示循环LEFTY2与部分AD相关生物标志物呈疾病依赖性关系。未来需要在更大、特征明确的队列中开展纵向研究，并纳入配对中枢生物标志物，以阐明LEFTY2在整个AD连续谱中的生物学意义和潜在生物标志物效用。