《Movement Disorders》：Neurofilament Light Chain and Mutant Huntingtin Across Huntington's Disease Integrated Staging System Stages in Huntington Disease: A Cross-Sectional Multimodal Analysis
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背景：亨廷顿病整合分期系统（Huntington's Disease Integrated Staging System, HD-ISS）为亨廷顿病（Huntington's disease, HD）分期提供了框架，但未纳入液体生物标志物。目的：本研究旨在检测
背景：亨廷顿病整合分期系统（Huntington's Disease Integrated Staging System, HD-ISS）为亨廷顿病（Huntington's disease, HD）分期提供了框架，但未纳入液体生物标志物。目的：本研究旨在检测神经丝轻链（neurofilament light chain, NfL）、突变亨廷顿蛋白（mutant huntingtin, mHTT）和总tau在HD-ISS各分期中的水平，并评估其与遗传负荷、神经影像学和临床指标的相关性。方法：研究人员对巴塞罗那亨廷顿病（Barcelona-Huntington's Disease, BCN-HD）队列进行了横断面分析，并在多中心HDClarity研究中进行了外部验证。HD基因扩增携带者（HD gene expansion carriers, HDGECs）被分类为HD-ISS 0至3期。定量检测了NfL（脑脊液[cerebrospinal fluid, CSF]和血浆）、CSF mHTT、总tau、纹状体体积和统一亨廷顿病评定量表（Unified Huntington's Disease Rating Scale, UHDRS）指标。采用校正模型分析组间差异和关联。结果：BCN-HD队列包括78名参与者（50名HDGECs，28名对照），HDClarity队列包括218名参与者（166名HDGECs，52名对照）。CSF NfL随HD-ISS分期升高，并能区分前驱期与显性期个体，以及HD-ISS 0期与1期。血浆NfL呈平行升高，并与CSF NfL强相关（ρ=0.88，P<0.001）。超过一半的HD-ISS 0期个体NfL水平高于年龄校正的第95百分位（P95），且预测发病时间更短（CSF为13年，血浆为10年）。从HD-ISS 1期起，大多数个体NfL水平超过P95。较高的NfL浓度与遗传负荷、纹状体萎缩及临床指标相关（均P<0.001）。CSF mHTT从HD-ISS 0期即可检出，但关联较弱，而CSF总tau仅在HD-ISS 3期升高。结论：NfL可识别HD-ISS连续体中的生物学活性，并在部分被分类为0期的个体中显示神经轴突损伤。这些发现提示液体生物标志物可能补充当前HD-ISS标准，并有助于观察性研究和临床试验中的生物学分层。
研究背景与目的
亨廷顿病（Huntington's disease, HD）是一种常染色体显性遗传性神经退行性疾病，由HTT基因中的CAG重复扩增所致，临床表现为精神、运动、认知和功能的进行性衰退。虽然CAG重复长度是预测发病年龄的主要因素，但仅能解释部分个体差异。为在完整疾病连续体上统一分期，亨廷顿病整合分期系统（Huntington's Disease Integrated Staging System, HD-ISS）将携带完全外显CAG扩增（>39）的个体定义为0期，以影像学纹状体萎缩定义1期，以可重复的运动或认知改变定义2期，以功能衰退定义3期。然而，HD-ISS尚未纳入液体生物标志物，且较少研究在全部HD-ISS分期中同时评估多种液体标志物与结构性神经影像的关系。神经丝轻链（neurofilament light chain, NfL）是神经轴突损伤的生物标志物，在脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）和血浆中从疾病极早期即可升高；突变亨廷顿蛋白（mutant huntingtin, mHTT）是致病蛋白的直接测量指标，也是亨廷顿蛋白（HTT）降低疗法的关键药效学标志物。目前尚不清楚CSF和血浆NfL在哪些横断面分期首先超出对照衍生的参考范围，也不清楚NfL与mHTT在整个HD-ISS连续体中的联合模式。因此，本研究旨在系统刻画CSF和血浆NfL、CSF mHTT和CSF总tau在HD-ISS各分期的阶段特异性变化，评估其区分分期能力及其与遗传负荷、神经影像和临床指标的关系。
方法与设计概述
研究人员对巴塞罗那亨廷顿病（Barcelona-Huntington's Disease, BCN-HD）队列进行横断面分析，并在多中心HDClarity队列中外部验证。BCN-HD纳入78名参与者（28名健康对照，50名HD基因扩增携带者[HD gene expansion carriers, HDGECs]），HDClarity纳入218名参与者（52名对照，166名HDGECs）。HDGECs均为CAG重复>39者，按HD-ISS分为0至3期。使用单分子阵列（single-molecule array, Simoa）检测CSF和血浆NfL及CSF总tau，使用单分子计数（single-molecule counting, SMC）免疫检测CSF mHTT。用FreeSurfer计算纹状体体积，并辅以基于体素的形态测量（voxel-based morphometry, VBM）分析全脑灰质。统计采用校正年龄、性别（血浆另校正体质指数）的模型、受试者工作特征（receiver operating characteristic, ROC）曲线、年龄性别校正z分数及对照第95/99百分位阈值。HDClarity因无MRI，0/1期以PIN-HD评分替代。
结果
按分组分类的人口统计学和临床特征：在BCN-HD中，50例HDGECs分布于0期（n=18）、1期（n=9）、2期（n=7）和3期（n=16）；HDClarity中166例HDGECs分布于各期。临床指标呈现预期的阶段依赖性变化：运动和认知异常主要从2期开始，功能下降出现在3期，复合统一亨廷顿病评定量表（composite Unified Huntington's Disease Rating Scale, cUHDRS）自2期起明显分离。
HD-ISS各分期的液体生物标志物差异：在BCN-HD中，CSF NfL自健康对照经0期至3期逐步升高（P<0.001），相应的年龄性别校正z分数也逐步增加，但2期与3期无显著差异；血浆NfL呈类似阶段依赖模式，但0期与1期、2期与3期无显著差异。CSF mHTT随分期升高（P=0.005），但早期阶段常低于定量下限（0期94%、1期67%、2期60%、3期58%）。CSF总tau仅表现为较晚期的升高，显著差异主要见于3期。在HDClarity队列中，CSF NfL和mHTT的进行性升高得到独立验证（均P<0.001）。
液体生物标志物的区分能力：ROC分析显示，CSF NfL在BCN-HD中区分HDGECs与对照的曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.95（95%置信区间[confidence interval, CI] 0.90–0.99），在HDClarity中为0.94（95% CI 0.91–0.98）；血浆NfL的AUC为0.88。CSF NfL区分前驱期（0–1期）与显性期（2–3期）的AUC在BCN-HD为0.92，在HDClarity为0.84。重要的是，CSF NfL在两个队列中均能区分0期与1期（AUC分别为0.77和0.87），而血浆NfL和mHTT对这一最早期邻接分期对比的区分能力有限。基于对照年龄性别校正z分数的第95百分位（P95）阈值，BCN-HD中78%的0期个体CSF NfL超过阈值，其预测发病时间中位数较短（12.1年 vs 24.2年）；血浆NfL的对应比例和预测时间分别为58.8%和10.7年（vs 22.6年）。HDClarity中，53%的0期个体CSF NfL超过P95阈值，预测发病时间13.2年（vs 23.2年）。从1期起，大多数个体NfL超过P95。
各分期的神经影像学发现：仅在BCN-HD中分析了影像学数据。尾状核和壳核体积在各HD-ISS分期之间存在显著差异（均P<0.001），与对照相比，结构性差异从1期起即可检出，并随分期进展进行性丢失。全脑VBM分析显示，灰质体积呈体素水平的阶段依赖性减少，累及双侧纹状体（包括壳核和尾状核头部），在前驱期（0–1期）已可检出；额顶叶皮质区域（包括背外侧前额叶皮质、顶叶小叶、楔前叶、角回和缘上回）的灰质减少主要见于显性期（2–3期）。
生物标志物与疾病严重程度、神经影像学和临床结局的关联：未校正相关性分析显示，较高的CSF NfL与较短的预测发病时间（ρ=?0.647）和较高的PIN-HD（ρ=0.695）相关，血浆NfL及mHTT也有类似关联。经年龄性别校正后，CSF和血浆NfL均与较低的尾状核和壳核体积相关（如CSF NfL与壳核ρ=?0.675）；CSF和血浆NfL彼此强相关（ρ=0.875），CSF NfL与mHTT中度相关（ρ=0.597）。在校正模型中，NfL与运动损害（统一亨廷顿病评定量表-总运动评分[Total Motor Score, TMS]）、认知表现（符号数字 modalities 测试[Symbol Digit Modalities Test, SDMT]）、功能能力（总功能能力[Total Functional Capacity, TFC]）和综合临床功能状态（cUHDRS）独立相关，多个模型解释超过一半的临床结局方差。mHTT也与这些临床指标相关，但效应量通常小于NfL。基于VBM纹状体团块灰质体积的探索性分析支持上述影像-生物标志物关联的稳健性。
讨论与结论
本研究表明，NfL在HD-ISS的最早阶段即开始升高，并与遗传负荷、纹状体萎缩和临床指标相关。在0期个体中，相当大比例的CSF或血浆NfL超过年龄性别校正的P95阈值，且这些个体预测发病时间更短，提示轴突损伤可出现在影像学定义的1期之前。血浆NfL与CSF NfL强相关，但血浆NfL超过阈值的时间可能更晚，提示CSF NfL对早期变化更敏感。mHTT可于0期检出，但低浓度和经常低于定量下限限制了其早期分期价值；它仍是疾病特异性和靶点参与的重要标志物，与NfL互补而非竞争。CSF总tau主要在3期升高，反映已确立的神经退行性过程，对早期分期价值有限。研究局限性包括横断面设计、BCN-HD中部分分期样本量较小、mHTT测定灵敏度不足以及HDClarity因缺乏MRI而采用PIN-HD替代分期。研究结论翻译如下：本研究将液体和影像生物标志物与HD-ISS分期联系起来，提示NfL可作为HD连续体生物学活动性的标志物。CSF NfL显示出较强的分期区分能力，包括对预测发病时间超过10年个体的识别，并与临床指标和纹状体萎缩相关；血浆NfL呈大致相似的分期模式，可作为可规模化替代标志物。CSF mHTT作为疾病特异性和靶点参与指标仍有价值，但在早期可能受极低浓度限制；CSF总tau主要反映晚期神经退行性变。这些发现支持在HD-ISS相关研究框架中使用NfL及百分位上限参考值，以促进早期分层和试验富集；需要纵向研究确定超过这些阈值是否预测表型转化或HD-ISS分期转换，并可能为症状前疾病修饰干预提供治疗窗口。
