《European Journal of Neurology》：Neurofilaments as Biomarkers of Disease Activity and Treatment Response in Spinal Muscular Atrophy
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背景 神经丝轻链（NfL）已越来越多地应用于脊髓性肌萎缩症（SMA）中，用于监测疾病进展和治疗反应。目的 研究人员评估了接受全部三种可用疗法治疗前后的血浆NfL，并分析其与SMA分型、年龄及功能水平的关系。方法 研究人员连续纳入所有启动治疗或从一种治疗转换至另
背景 神经丝轻链（NfL）已越来越多地应用于脊髓性肌萎缩症（SMA）中，用于监测疾病进展和治疗反应。目的 研究人员评估了接受全部三种可用疗法治疗前后的血浆NfL，并分析其与SMA分型、年龄及功能水平的关系。方法 研究人员连续纳入所有启动治疗或从一种治疗转换至另一种治疗的SMA个体，这些个体在基线和治疗后12个月均有血浆样本可用。结果 本研究共纳入73例个体，包括I型（n=13）、II型（n=19）、III型（n=33）、IV型SMA（n=1）或临床发病前即确诊的个体（n=7）；52/73例为初治，21例在转换至新治疗时纳入。基线平均年龄为17岁，范围0至47岁。基线时NfL水平范围为4至2682 pg/mL。总体12个月变化范围为?2582.3至112 pg/mL。观察到NfL随时间显著下降（p<0.001）。年龄是NfL下降幅度最强的预测因素。2岁以下儿童的下降幅度最大（83%），年龄较大组的下降幅度逐渐减小。SMN2拷贝数和SMA分型无显著交互作用。由于队列构成差异，各治疗间比较具有挑战性；在成人中，利司扑兰和诺西那生钠显示出相似幅度的NfL变化。结论 本研究结果扩展了关于NfL在SMA中的文献，为NfL对全部三种疗法的反应以及跨广泛年龄和严重程度谱系的变化提供了额外数据。
研究背景：脊髓性肌萎缩症（SMA）是由SMN1基因突变引起的神经肌肉疾病，导致运动神经元存活（SMN）蛋白产生不足，进而引起下运动神经元变性，造成进行性肌无力、萎缩，未经治疗可导致早期死亡。过去十年间，三种获批的疾病修饰治疗（DMT）药物相继问世，均以增加SMN蛋白为目标，显著改变了SMA的治疗格局。尽管这些疗法在改善生存率和运动功能方面已证实有效，但治疗反应程度存在差异，监测疾病进展和治疗反应仍具挑战性。新生儿筛查（NBS）识别的婴儿中也观察到一定变异性。神经丝轻链（NfL）和重链（NfH）已成为多种神经系统疾病中神经变性的有前景的生物标志物。高灵敏度检测方法（包括单分子阵列SiMoA和ELLA平台）的发展使脑脊液和血液中NfL和NfH的可靠检测成为可能。已有证据表明SMA个体在生命第一年中两种神经丝类型均显著升高，此后NfL越来越多地用于监测SMA疾病进展和治疗反应。多数研究集中于诺西那生钠治疗后的变化，因该药经鞘内给药可在给药时采集脑脊液，早期研究多评估脑脊液NfL水平。随后越来越多研究在较大年龄治疗个体（包括成人）中评估血浆NfL变化。另外两种DMT治疗后的NfL变化证据稀缺，仅有零散报道或小系列研究。本研究旨在评估不同年龄SMA个体治疗前后的血浆NfL，所有个体均接受至少一种当前可用疗法。研究目标为建立不同SMA分型的基线神经丝特征，评估治疗启动后的变化，并探索神经丝水平与临床结局之间的相关性。
研究人员开展了一项前瞻性多中心研究，于2023年5月至2025年5月在意大利四个中心进行。研究纳入症状性个体和临床发病前确诊的遗传学确诊SMA个体，均接受DMT治疗。研究采用纵向设计，包括治疗启动时的基线评估和治疗启动后12个月的随访评估，两个时间点均采集血样。队列包括初次接受DMT的初治个体和接受治疗调整的个体（转换为另一种DMT或在既往OA治疗后启动附加DMT）。为便于跨治疗组比较，仅纳入有血浆样本的SMA个体。所有接受诺西那生钠治疗的个体均接受12 mg剂量，包括四剂负荷剂量（第0、14、28和63天），随后每4个月维持剂量。临床评估记录SMA表型、SMN2拷贝数和功能状态（非坐、坐、行走），使用标准化量表进行年龄相适应的功能评估。I型个体使用CHOP INTEND和HINE评估，II型和III/IV型个体使用HFMSE和RULM评估。血浆NfL浓度使用人Simple Plex检测试剂盒在Ella设备上测定，数据以pg/mL表示。纳入82例年龄和性别匹配的非SMA个体作为对照。统计分析使用R 4.5.3，连续变量以中位数和四分位距（IQR）汇总，分类变量以计数和百分比报告。由于原始NfL值呈非正态分布，组内时间变化使用配对Wilcoxon符号秩检验评估，p值使用Holm法进行多重比较校正。为评估与NfL水平随时间变化相关的因素，使用限制性最大似然法（REML）拟合线性混合效应模型（LMM），以患者特异性随机截距考虑重复测量，NfL值在建模前进行对数转换。还构建了包含对照组、SMA基线测量和12个月随访的合并数据集进行比较分析。基线血浆NfL水平与基线功能评分之间的横断面关联使用Spearman秩相关系数评估。双侧p值<0.05认为具有统计学意义。
研究结果：(1) 研究人群：队列包括73例个体，I型13例、II型19例、III型33例、IV型1例及7例临床发病前/临床无症状病例。23/73为非坐位，25例为坐位，25例为行走。SMN2拷贝数方面，26/73为2拷贝，34/73为3拷贝，7/73为4拷贝，6/73为超过4拷贝。基线时15/73年龄在0至24个月之间，11/73在2至9.11岁之间，16/73在10至17.11岁之间，31/73为成人（≥18岁）。基线时52/73为初治，其余21例既往接受过治疗并在转换或添加新治疗时纳入。19/21在中断旧治疗后转换至新治疗（16/19从诺西那生钠转换至利司扑兰，2/19从诺西那生钠转换至OA，1/19从利司扑兰转换至诺西那生钠），其余2例在OA基础上添加诺西那生钠。所有SMA个体接受至少12个月治疗：34例接受诺西那生钠治疗（31/34在T0时为初治，2/34在T0前接受OA治疗，1/34在T0前接受利司扑兰治疗）；7例接受OA治疗（5/7在T0时为初治，2/7从诺西那生钠转换）；32例接受利司扑兰治疗，16/32在T0时为初治，16/32从诺西那生钠转换。(2) 对照组：包括82例年龄匹配个体，年龄0至51岁（平均21.2岁），NfL值范围0至55 pg/mL（平均11.68 pg/mL）。(3) 功能量表：2岁以下15例SMA个体使用CHOP INTEND评估，T0时评分范围19至64（中位数37 [28; 57]），12个月后范围19至64（中位数49 [34; 64]），12个月变化范围0至25（中位数6 [4; 11]）。2至10岁11例使用HFMSE评估，基线评分范围3至62（中位数42 [27; 55]），12个月后范围2至63（中位数50 [43; 61]），T12变化范围?4至25（中位数3 [1; 8]）。仅4例（36%）有RULM评分。10至17.11岁16例中14例使用HFMSE评估，基线评分范围0至62（中位数10 [4.5; 46.7]），12个月后范围0至61（中位数10.5 [5.2; 52.5]），T12变化范围?1至9（中位数0.5 [0; 2]）。9/16同时使用RULM评估，基线评分范围0至37（中位数23 [12; 34.5]），12个月后范围0至37（中位数23 [10.5; 34.5]），12个月变化范围?2至5（中位数0 [?1.5; 1]）。18岁及以上26例使用HFMSE评估，基线评分范围0至62（中位数8.5 [2.7; 41.5]），12个月后范围0至62（中位数10.5 [2; 39.2]），T12变化范围?11至5（中位数0 [?1.2; 0.2]）。25例同时使用RULM评估，基线评分范围0至37（中位数17 [7.5; 34.5]），12个月后范围0至37（中位数17 [7.5; 32]），T12变化范围?7至4（中位数0 [0; 1]）。(4) 神经丝水平：基线时全队列NfL血浆水平范围4至2682 pg/mL。按年龄分组，2岁以下SMA个体基线NfL范围28至2682 pg/mL（中位数545 [189; 1246]）；2至9.11岁范围18至92.5 pg/mL（中位数49 [20; 69.1]）；10至17.11岁范围4至51 pg/mL（中位数17.6 [9.8; 25.3]）；18岁以上范围4至69 pg/mL（中位数13 [9.5; 18]）。治疗12个月后全队列NfL水平范围1.3至385 pg/mL。按年龄分组，2岁以下范围16至385 pg/mL（中位数62 [34.3; 177]）；2至9.11岁范围4至161 pg/mL（中位数8 [6; 28]）；10至17.11岁范围1.3至66 pg/mL（中位数7 [4.6; 9.9]）；18岁以上范围3至36 pg/mL（中位数11 [7.1; 15.8]）。(5) 12个月NfL变化：73例SMA个体具有基线和12个月配对血浆NfL测量。全队列12个月变化范围?2582.3至112 pg/mL。按年龄分组，2岁以下变化范围?2582.3至1 pg/mL（中位数?493 [?1068; ?87]）；2至9.11岁范围?86至112 pg/mL（中位数?34 [?61.7; ?5.9]）；10至17.11岁范围?39.3至40 pg/mL（中位数?7 [?16.9; 0.5]）；18岁以上范围?60至17 pg/mL（中位数?4 [?7.4; ?0.5]）。对数转换NfL值的线性混合效应模型纵向分析显示，基础模型中观察到NfL随时间显著整体下降（时间点β=?0.83，p<0.001），对应T12时约56%的降低。年龄组与NfL水平显著相关，较大年龄SMA个体显示较低值，而SMA分型、SMN2拷贝数或治疗类别无显著效应。引入时间点与年龄组交互项后，模型显示年轻SMA个体NfL下降显著更大，估计降低幅度在2岁以下儿童中最大（约83%），在较大年龄组中逐渐减小（2至10岁约71%，10至18岁约50%，成人约33%）。SMN2拷贝数、SMA分型或治疗类别未观察到与时间的显著交互作用。各年龄组及全队列中基线血浆NfL水平与基线功能评分之间、以及NfL与功能评分变化之间均未发现相关性。(6) 与对照比较：在对数转换值回归模型中，基线NfL水平显著高于对照组（β=1.42，p<0.001），对应约4.1倍升高。12个月时，治疗组NfL水平相对基线降低但仍显著高于健康对照（β=0.59，p=0.0039），对应约1.8倍（80%）升高。尽管NfL水平在随访期间下降，但未恢复正常至对照值。年龄校正后，基线NfL水平仍显著高于健康对照（β=1.27，p<0.001），对应约3.5倍升高。12个月时NfL水平仍显著高于对照（β=0.47，p=0.012），对应约1.6倍升高。年龄与NfL水平独立相关（β=?0.035，p<0.001）。
讨论部分总结：本研究扩展了关于SMA中神经丝的现有证据，展示了不同年龄组间不同的神经丝表达模式，揭示了不同年龄组治疗干预后变化的变异性。研究结果证实SMA中神经丝显著高于对照，这一发现在整个年龄谱系中均成立，包括10岁以上儿童和成人其NfL值更接近对照。治疗1年后尽管显著降低，NfL水平仍高于对照。不同年龄观察到的模式证实了既往发现并与SMA病理生理学认识一致。年轻症状性I型婴儿治疗前生命最初几个月NfL水平显著升高，该时期代表这些严重型SMA运动神经元丢失的关键窗口，神经丝显著升高表明活跃的神经变性，支持早期治疗干预的必要性。新生儿筛查识别的临床无症状婴儿中，NfL水平总体低于症状性婴儿但高于同年龄组对照。值得注意的是三例SMN2两拷贝的临床无症状SMA个体基线NfL水平均非常高（一例约1500 pg/mL，另两例超过2500 pg/mL）。这些结果证实了既往报道的NfL与SMN2拷贝数之间的负相关关系，并强化了以下观点：作为前驱期的一部分，即使无临床症状也可观察到某些变性生物学标志。迄今多数已发表研究集中于年轻婴儿或成人对诺西那生钠的反应。本研究扩展至所有启动新治疗的SMA个体，不论年龄，还包括接受另外两种DMT治疗的个体以及从既往治疗转换的个体，甚至包括两例在OA后接受附加治疗的个体。即使使用这些更广泛的纳入标准，仍发现NfL随时间显著整体下降（p<0.001），12个月时平均总体降低约56%。年龄是预测NfL降低幅度最重要的因素，年轻SMA个体显示更显著的下降（2岁以下平均约83%，2至10岁约71%），青少年（10至18岁平均约50%）和成人（平均33%）逐渐减小。相比之下，SMN2拷贝数和SMA分型等其他变量无显著交互作用。研究发现血浆NfL与功能评分之间无显著关联，无论是基线横断面还是12个月变化之间。这可能反映了这些测量所捕获的不同生物学维度。NfL主要反映活跃的神经轴索损伤，而功能评分反映当前运动表现和既往运动神经元丢失的累积负担。长期功能损害个体一旦最活跃的神经变性阶段消退，NfL可能相对较低，而临床无症状或前驱期个体尽管NfL升高仍可保持正常运动功能。队列广泛的年龄和表型范围、使用不同的年龄相适应量表、潜在的地板和天花板效应以及功能测量对12个月变化的有限敏感性可能进一步降低了检测直接相关性的可能性。在治疗个体中，功能稳定而非可测量改善也可能代表有临床意义的结局。广泛的纳入标准在试图了解不同治疗间可能差异时也证明具有挑战性。在总队列中，所有三种治疗均显示NfL水平降低，但治疗类别无显著交互作用。然而治疗组因年龄和功能水平差异以及各组数量差异而不易比较，OA主要用于年轻婴儿，利司扑兰用于较大个体。诺西那生钠治疗SMA个体NfL水平总体降低最大，但這可能反映其中许多属于最年轻年龄组因此显示更显著的年龄相关变化。为克服这一挑战，研究人员按年龄细分队列以使结果更具可比性。虽然队列的详细分割强烈限制了在不同亚组间进行有意义分析的可能性，但有机会观察和描述各年龄亚组按治疗的变化。在最年轻组（10岁以下），多数（52.6%，10/19）SMA个体接受诺西那生钠单药治疗，显示与既往研究报告相似的 profile。五例接受OA单药治疗的SMA个体也显示总体降低（中位数降低=?62%）。虽然此前有报道OA给药后NfL可能反常升高，但该论文中升高仅限于治疗开始后前2个月，其T12数据显示有所下降，与本队列观察相似。由于第一年出生后没有婴儿以利司扑兰作为首选治疗，无法探索与诺西那生钠治疗个体的可能比较。在成人组中，18例接受利司扑兰治疗的SMA个体（包括5例转换者和13例初治者），整个利司扑兰治疗组变化为?23.7%（?37.5; ?11.8），仅包括13例初治者时为?20%（?30.6; ?2.9）。这些值与13例接受诺西那生钠治疗的成人初治SMA个体观察到的值（?16.7% [?55.2; 35.7]）相似。利司扑兰治疗SMA个体的NfL迄今仅在零散病例或小系列中描述。本研究结果虽为描述性且解释价值有限，但证实并扩展了既往发现，提示NfL也可能是利司扑兰反应的有价值生物标志物。研究结论：本研究结果扩展了关于NfL作为SMA治疗个体生物标志物价值的文献。队列的广泛纳入标准使研究人员能够获得NfL跨广泛年龄、严重程度和治疗选择谱系变化的概览，但由于变量数量多，限制了在每个亚组中进行有意义分析的可能性。尽管存在这些局限性，研究结果提供了一些初步数据，提示未来需要确认的研究领域，特别关注新生儿筛查识别的婴儿，其中详细临床检查、电生理和NfL水平的结合可能有助于对前驱期具有不同初始体征水平的婴儿进行分层。
