多发性硬化症中的CHI3L1蛋白降解：一种与疾病进展相关的无创生物标志物

《Multiple Sclerosis and Related Disorders》：Tear CHI3L1 in multiple sclerosis: a non-invasive biomarker linked to disease progression

【字体：大中小】 时间：2026年06月12日 来源：Multiple Sclerosis and Related Disorders 2.9

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神经免疫学研究小组，La Fe健康研究所，西班牙瓦伦西亚。

摘要

目的

评估泪液中的CHI3L1（tCHI3L1）作为多发性硬化症（MS）的微创生物标志物的潜力，将其与血清和脑脊液（CSF）中的CHI3L1进行比较，并评估其与临床表型和疾病指标的关联。

方法

这项横断面研究包括111名MS患者（71名复发缓解型MS [RRMS] 和40名进展型MS [PMS]）以及23名健康对照组（HC）。通过优化的ELISA方法测定tCHI3L1，并将其标准化为泪液体积（tCHI3L1比率）。99名患者的泪液和血清样本可用于测量sCHI3L1、sGFAP和sNFL。分析了其与年龄、扩展残疾状态量表（EDSS）和疾病持续时间之间的关联。另外还有一个包含34名患者的独立队列，他们的样本同时包含泪液、血清和脑脊液，用于评估这些生物标志物在各种生物液体中的关系。接收者操作特征分析用于评估PMS和RRMS之间的区分能力。

结果

PMS患者的tCHI3L1比率高于RRMS患者（p = 0.033）和健康对照组（p = 0.024）。泪液和血清中的CHI3L1水平没有相关性。在具有匹配的泪液-血清-脑脊液样本的患者中，tCHI3L1比率显示出与脑脊液CHI3L1相关的趋势（r = 0.3；p = 0.08），在没有炎症活动的患者中这一相关性变得显著（r = 0.45；p = 0.038）。血清生物标志物与年龄、疾病持续时间和EDSS相关。sNFL和sGFAP在区分PMS和RRMS方面表现最佳，而血清和泪液中的CHI3L1的区分能力最低。

结论

tCHI3L1在PMS中升高，可能提供关于疾病特定方面的补充信息。其微创性质支持进一步将其作为MS的可行生物标志物进行评估。

引言

CHI3L1，也称为几丁质酶-3样蛋白1或YKL-40，是一种参与炎症、组织重塑和细胞增殖的糖蛋白，已被发现与多种疾病有关，包括癌症、炎症性疾病和神经系统疾病（Mizoguchi等人，2024年）。其在健康和疾病中的确切作用和机制仍在研究中。尽管CHI3L1的表达不仅限于中枢神经系统（CNS），但其存在于脑脊液（CSF）中，这与星形胶质细胞、小胶质细胞和单核细胞的内源性分泌有关（Bonneh-Barkay等人，2012年，2010年；Canto等人，2015年；Cubas-Nú?ez等人，2021年）。

在神经系统疾病中，尤其是在多发性硬化症（MS）中，检测这种生物标志物越来越受到关注，其水平的升高与临床孤立综合征（CIS）向MS的转化（Canto等人，2015年；Hinsinger等人，2015年）、疾病进展（Cubas-Nú?ez等人，2021年；Floro等人，2022年；Gil-Perotin等人，2019年）、认知障碍（Quintana等人，2018年）以及残疾增加（Pérez-Miralles等人，2020年）有关。

虽然可以在血液中检测到CHI3L1，但其水平可能受到外周炎症的影响，因为CHI3L1也在外周免疫细胞在炎症反应期间产生，这可能会独立于中枢神经系统病理学情况增加其循环浓度。这种变异性可以解释为什么一些研究未能在MS患者和健康对照组之间发现血清CHI3L1（sCHI3L1）的显著差异（Barcutean等人，2023年；Floro等人，2022年），而其他研究则观察到了血清（Hinsinger等人，2015年）或血浆（Canto等人，2012年）中的差异。此外，多项研究支持sCHI3L1水平与残疾之间的关联（Fissolo等人，2024年）。然而，很少有作者讨论血清和脑脊液中CHI3L1水平之间的关系，通常表明两者之间没有相关性（Cubas-Nú?ez等人，2021年）。

为了解决测量血清中CHI3L1的现有差异，有必要研究其他容易获取的生物液体。泪液作为一种有前景的替代基质用于生物标志物研究，因为它与系统和CNS相关的分子特征部分重叠，支持其反映外周和神经炎症过程的潜力。这一观点基于这样一个概念：发生在CNS或系统循环中的疾病相关分子变化可以通过泪液等生物液体反映出来，无论是通过共享的蛋白质表达模式还是扩散/运输到外周分泌物中。例如，在多发性硬化症中，已经在泪液、血清和脑脊液中检测到IgG寡克隆带（Calais等人，2010年；Hümmert等人，2019年；Lebrun等人，2015年），而蛋白质组学研究已经确定了泪液和脑脊液之间差异表达的蛋白质（Pieragostino等人，2019年）以及所有三种生物液体之间的差异表达蛋白质（Salvisberg等人，2014年）。同样，在帕金森病和阿尔茨海默病中，也报告了区分患者和对照组的疾病相关泪液蛋白质特征（Boerger等人，2019年；?omo?lu等人，2013年；Kalló等人，2016年；Kenny等人，2019年；Tamer等人，2005年）。

泪液的主要优势在于其非侵入性的样本采集方法。最常用的收集泪液的技术包括使用Schirmer试纸（更易于应用）和毛细管（需要更多经验）（Posa等人，2013年）。

本研究调查了MS患者的泪液中的CHI3L1（tCHI3L1），使用常规ELISA方法评估其可检测性，将其水平与血清和脑脊液进行比较，并探讨其与疾病表型和临床指标的关联。研究包括两个互补的队列：一个横断面队列，包含具有泪液样本和可用血清数据的MS患者和健康对照组；另一个队列，包括正在进行诊断评估的患者，他们的样本同时包含脑脊液、血清和泪液。

章节片段

患者

A）横断面研究。在2.5年的时间里，从西班牙瓦伦西亚La Fe大学和理工医院的神经科门诊连续招募了111名根据2017年McDonald标准确诊为MS的患者。纳入标准是确诊为MS并且有至少2 μL的泪液样本，样本采用标准化采集程序获得。99名患者的样本同时包含泪液和血清。

用于测量泪液中CHI3L1的Western Blot和ELISA优化

使用Western blot在所有分析的参与者（一名健康对照组和两名MS患者）的泪液样本中检测到了CHI3L1（图1a）。由于样本量有限，未进行总蛋白定量，Western blot仅用于定性检测。

对于ELISA分析，通过经验确定了最佳稀释条件。选择1/100的稀释度作为检测灵敏度和样本体积保存之间的最佳折中方案。

讨论

在这项研究中，我们评估了测量泪液中CHI3L1水平的可行性，并探讨了其在MS患者中的潜在临床相关性。我们的结果表明，经过适当的稀释调整后，可以使用常规ELISA可靠地检测到泪液中的CHI3L1。重要的是，通过泪液体积进行标准化对于准确解释泪液生物标志物水平至关重要。我们观察到进展型MS患者的标准化泪液CHI3L1水平升高

结论

泪液中的CHI3L1可能是一种潜在的、易于获取的MS生物标志物。其与血清生物标志物缺乏强相关性以及在进展型表型中的较高水平表明，泪液中的CHI3L1可能为现有的液体生物标志物提供补充信息。需要在更大规模和纵向队列中进行进一步研究，以验证其临床效用并进一步明确其与疾病进展的关系。

利益冲突

作者声明，本研究是在没有任何可能被视为潜在利益冲突的商业或财务关系的情况下进行的。

数据声明

支持本文结论的原始数据将由作者提供，没有任何保留。

资金来源

这项工作得到了西班牙Carlos III健康研究所的资助（PI20/01446）。

伦理声明

涉及人类参与者的研究已由机构伦理委员会审查并批准（参考编号：PI20/01446）。在所有参与者纳入研究之前，均已获得书面知情同意。

手稿准备过程中使用生成式AI和AI辅助技术的声明

作者感谢ChatGPT（OpenAI）在审查英语语法、提高手稿的语言清晰度以及辅助生成图5方面的帮助。

资金来源的作用

这项工作得到了西班牙Carlos III健康研究所（PI20/01446）的资助。

CRediT作者贡献声明

Jéssica Castillo-Villalba：撰写——原始草稿、方法学、调查、数据管理。Raquel Gasque-Rubio：撰写——审阅与编辑、方法学、数据管理。Lorena Forés-Toribio：撰写——审阅与编辑、方法学。Jordi Tortosa-Carreres：撰写——审阅与编辑。Gemma García-Lluch：撰写——审阅与编辑。Cristina Ferrer-Pardo：撰写——审阅与编辑。Sara Carratalá-Boscá：撰写——审阅与编辑。Carmen Alcalá：撰写——审阅与编辑，

利益冲突声明