综述:帕金森病生物体液中的新兴生物标志物

《Frontiers in Aging Neuroscience》:Emerging biomarkers for Parkinson's disease in biological fluids

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年07月13日 来源:Frontiers in Aging Neuroscience 5.2

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  帕金森病(Parkinson's disease, PD)的早期和准确诊断仍是一项挑战,阻碍了旨在疾病修饰的临床试验中患者的有效招募。这强调了研究人员对经过验证且临床适用的生物标志物的迫切需求。研究不断扩展研究人员对用于检测和监测帕金森病进展的体液生物标志物的

  
帕金森病(Parkinson's disease, PD)的早期和准确诊断仍是一项挑战,阻碍了旨在疾病修饰的临床试验中患者的有效招募。这强调了研究人员对经过验证且临床适用的生物标志物的迫切需求。研究不断扩展研究人员对用于检测和监测帕金森病进展的体液生物标志物的认识。脑脊液(Cerebrospinal fluid, CSF)α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)种子扩增检测(seed amplification assay, SAA)已成为帕金森病诊断中高度敏感和特异的生物标志物。开发使用血清或唾液等生物体液的微创方法对于常规临床应用更为实用。近期数据表明,与健康对照组相比,帕金森病患者血清中存在致病性α-突触核蛋白,这是通过实时震动诱导转化(real-time quaking-induced conversion, RT-QuIC)检测法发现的。在帕金森病中,pS129-α-突触核蛋白和/或寡聚α-突触核蛋白与总α-突触核蛋白的比值升高也有报道。未来研究应阐明不同突触核蛋白病中蛋白质聚集体形成的差异。对于临床可用的基于血液的帕金森病诊断检测,有前景的进展包括定量检测神经源性细胞外囊泡(neural-derived extracellular vesicles, NDEVs)释放的蛋白质,例如寡聚和磷酸化的α-突触核蛋白、tau蛋白以及疾病相关微小RNA(microRNA)。考虑到神经炎症在帕金森病发病机制中的作用,炎症生物标志物,包括白细胞介素(interleukin, IL)-6、IL-10、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)、胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP)、几丁质酶-3样蛋白1(chitinase-3-like protein 1, YKL-40)和单核细胞趋化蛋白-1(monocyte chemoattractant protein-1, MCP-1),正在积极研究中。此外,研究人员正在探索与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)病理相关的体液生物标志物,以预测帕金森病及相关突触核蛋白病中的运动和认知衰退。唾液细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)有望成为帕金森病生物标志物的非侵入性来源;然而,在大型、特征明确的队列中进行稳健的验证对于提高帕金森病诊断和预后准确性至关重要。
1 引言
帕金森病(Parkinson's disease, PD)是第二大最常见的神经退行性疾病,以核心运动和非运动症状为特征。然而,这些临床特征与其他非典型或继发性帕金森综合征重叠,导致高达20%的病例被误诊,这强调了开发可靠、临床适用的帕金森病生物标志物以优化诊断和治疗开发的必要性。生物标志物被定义为客观测量和评估的特征,可作为正常生物学过程、致病过程或对治疗干预的药理学反应的指标。本综述通过整合来自α-突触核蛋白(α-synuclein, α-syn)种子扩增检测(seed amplification assay, SAA)与多种生物体液中细胞外囊泡(extracellular vesicle, EV)负载物的证据,提供了独特的视角,特别关注唾液来源的囊泡。文章讨论了方法学缺陷、跨队列可重复性以及向临床有用的多标志物组合的转化路径。研究人员明确指出了文献中的空白:唾液EV分离/分析标准化有限、将唾液EV负载物与临床轨迹联系起来的纵向数据不足,以及需要在同一队列中对来自唾液、血浆和神经元衍生囊泡(neuron-derived EVs, NDEVs)的EV来源进行头对头比较。具有早期检测帕金森病或将其与其他帕金森障碍区分开潜力的生物标志物,有助于在针对疾病修饰的临床试验中更好地招募患者。此外,可靠的生物标志物有助于更准确的疾病预后和临床试验中治疗反应的评估。近年来,对生物体液中生物标志物的研究不断扩展,为帕金森病的诊断提供了新数据。脑脊液(Cerebrospinal fluid, CSF)α-syn SAA已被验证为帕金森病诊断的高度敏感和特异的生物标志物。在区分帕金森病与其他疾病方面,研究人员使用实时震动诱导转化(real-time quaking-induced conversion, RT-QuIC)检测法测量了包括总、磷酸化和寡聚变体在内的血清α-syn水平。然而,需要进一步可靠的定量和识别α-syn聚集体的特定病理模式,以区分不同的突触核蛋白病。有前景的进展包括定量检测来自神经元源性细胞外囊泡(NDEVs)的α-syn变体、tau蛋白和疾病相关微小RNA(microRNA)。此外,研究人员还探索了炎症生物标志物和与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)相关的生物标志物在诊断帕金森病中的潜力。本综述总结了当前关于帕金森病在生物体液中特定生物标志物的知识,特别强调了它们在早期诊断和疾病进展中的作用。

2 α-突触核蛋白生物标志物
α-突触核蛋白的错误折叠在帕金森病发病机制中起核心作用。翻译后修饰,如α-突触核蛋白的磷酸化,以及由多种过程(包括基因突变、氧化应激和泛素-蛋白酶体系统功能受损)促进的α-突触核蛋白错误折叠,导致寡聚形式、不溶性原纤维的形成,并最终形成路易小体(Lewy bodies),这是帕金森病的病理标志。因此,总、磷酸化和寡聚α-突触核蛋白的水平已被评估为帕金森病诊断、疾病监测和临床试验设计的潜在生物标志物。

2.1 帕金森病的早期诊断及与其他疾病的区分
2.1.1 总α-突触核蛋白
由于入选患者的临床异质性和方法学差异,测量脑脊液总α-突触核蛋白(total α-syn, t-α-syn)的诊断准确性有限,区分帕金森病与其他神经退行性疾病的能力较低。对血浆、血清或唾液中t-α-syn作为帕金森病诊断生物标志物的评估结果相互矛盾。这些发现反映了由于对分析前因素(采样方案、脑脊液血液污染)控制不足、缺乏标准化的定量方法(检测法、抗体)以及未解决的临床异质性(疾病阶段、对照组变异性)导致的高研究间变异性,从而产生不足的敏感性和特异性。一项对32项研究的荟萃分析发现,与健康对照组相比,帕金森病患者血浆/血清t-α-syn水平显著升高,在疾病早期阶段观察到的效应更强。最近引入的α-syn种子扩增检测(SAA)在检测病理性α-syn聚集体方面显示出高敏感性(>95%)和特异性(98%)。该方法基于α-syn种子使用实时震动诱导转化(RT-QuIC)和蛋白质错误折叠循环扩增(protein misfolding cyclic amplification, PMCA)方法诱导致病性寡聚和纤维状α-syn形成的能力。一项在1123名受试者的大队列中评估脑脊液α-syn SAA的横断面研究结果表明,与健康对照组相比,该检测在检测帕金森病方面具有可行性(敏感性88%,特异性96.3%)。此外,在88%的嗅觉减退或快速眼动(REM)行为障碍(RBD)受试者中发现脑脊液α-syn SAA阳性结果,提示其在检测帕金森病前驱期方面的潜在用途。脑脊液α-syn SAA阳性结果在帕金森病风险受试者中更为常见,在携带葡萄糖脑苷脂酶(glucocerebrosidase, GBA1)变异体的患者中观察到的敏感性最高(96%),而在携带富含亮氨酸重复激酶2(leucine-rich repeat kinase 2, LRRK2 Gly1920Ser)变异体的患者中最低(68%)。其他几项研究也报告了携带LRRK2变异体的帕金森病患者α-syn SAA阳性率低于携带GBA1变异体的患者。此外,PRKN和PINK1变异体患者的脑脊液α-syn SAA结果为阴性。结合这些形式与很少或没有路易小体病理改变相关的发现,研究者认为脑脊液α-syn SAA可能在具有显著α-syn病理的帕金森病中更有用。该标志物有助于区分帕金森病与进行性核上性麻痹(progressive supranuclear palsy, PSP)和皮质基底节变性(corticobasal degeneration, CBD),但在区分帕金森病与多系统萎缩(multiple system atrophy, MSA)方面准确性较低。最近,根据信号强度及其与不同病理的关联,α-syn SAA活性已被分类,对MSA的特异性为87%,对帕金森病为97%,对特发性RBD为100%。在临床诊断前1-10年,所有帕金森病患者均发现血清α-syn SAA阳性结果,而健康对照组为阴性。在另一项研究中,帕金森病患者血浆α-syn水平显著高于健康对照组,帕金森病痴呆(PD dementia, PDD)患者与帕金森病轻度认知障碍(PD-MCI)或认知正常的帕金森病患者相比水平更高。使用免疫沉淀联合RT-QuIC(IP/RT-QuIC)技术,Okuzumi及其同事评估了血清中α-syn的存在,报告了95%的帕金森病患者、90%的路易体痴呆(dementia with Lewy bodies, DLB)患者和44%的RBD患者为阳性结果。最近一项评估泪液中α-syn SAA的研究报告了55%的帕金森病患者为阳性结果,与从脑脊液中获得的结果一致。多项研究结果表明,帕金森病患者唾液t-α-syn水平显著低于健康对照组,而其他研究未能证实这些发现。Wang等人使用α-syn-SAA分析对帕金森病患者和健康对照组的血清和唾液样本进行了前瞻性研究,表明血清和唾液联合α-syn-SAA具有高敏感性(95.83%)、特异性(96.15%)和准确性(0.98),在临床实践中具有准确诊断帕金森病的潜力。单独测量t-α-syn无法区分生理和病理形式。在健康状态下,α-syn以单体或四聚体形式大量存在,在神经退行性过程中,这些形式转变为致病构象,包括寡聚体和原纤维、翻译后修饰(如磷酸化形式)或α-syn在外泌体中的定位。

2.1.2 α-突触核蛋白的致病形式
生理性α-syn蛋白转变为错误折叠的寡聚形式是帕金森病的主要病理改变。大多数研究表明,与非帕金森病受试者相比,帕金森病患者脑脊液中α-syn的寡聚形式(oligomeric α-syn, o-α-syn)水平升高,o-α-syn/t-α-syn比值升高。在其他体液中,包括帕金森病患者的血浆、唾液和泪液以及红细胞中,o-α-syn水平也升高,表明血清o-α-syn具有显著的诊断准确性(敏感性75%,特异性100%)。与对照组相比,帕金森病患者唾液中o-α-syn和o-α-syn/t-α-syn比值较高。一项荟萃分析显示,唾液中的o-α-syn有可能成为帕金森病的诊断生物标志物。然而,一些研究结果显示帕金森病样本中o-α-syn水平降低,或与健康对照组相比无显著差异。最近,由o-α-syn、总tau(t-tau)、微管相关蛋白轻链3β(microtubule-associated protein light chain 3 beta, MAP-LC3β)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)组成的新型唾液生物标志物组合显示,新发帕金森病患者水平高于健康对照组。联合测量o-α-syn/t-α-syn比值和β-淀粉样蛋白(amyloid-β, Aβ-42)/总tau(t-tau)比值可改善帕金森病与tau蛋白病的区分。基于PMCA的o-α-syn评估可将MSA与帕金森病/DLB患者区分开。有研究尝试评估红细胞中的o-α-syn作为帕金森病的潜在生物标志物。最近一项大型研究的结果显示,帕金森病患者红细胞中o-α-syn水平高于MSA患者和健康对照组。然而,大多数近期研究未证实o-α-syn可作为区分帕金森病与其他神经退行性疾病的生物标志物。翻译后磷酸化修饰α-syn,促进其错误折叠和聚集。α-syn的主要修饰形式是丝氨酸129位点磷酸化(pS129-α-syn),这是帕金森病生物标志物研究中磷酸化α-syn(p-α-syn)形式的主要靶点。大多数研究报告了帕金森病患者脑脊液中pS129-α-syn水平升高,尽管一些研究未达到统计学显著性。在非典型帕金森综合征中观察到脑脊液pS129-α-syn水平相似,限制了其在鉴别诊断中的应用。然而,多项研究结果显示帕金森病患者脑脊液pS129-α-syn水平高于MSA患者,尽管这一发现在其他研究中未得到证实。一些报告质疑该生物标志物区分帕金森病与tau蛋白病(包括PSP、CBS和AD)的潜力。最近一项研究的结果报告,与健康对照组相比,帕金森病患者t-α-syn水平较低,o-α-syn和磷酸化tau(p-tau)水平较高。帕金森病的一个有前景的诊断标志物可能是不同α-syn形式的组合,特别是血清129位点磷酸化α-syn(Ser-129-p-α-syn)和/或o-α-syn与t-α-syn比值升高。

2.2 疾病进展与α-突触核蛋白
关于帕金森病病程中脑脊液t-α-syn水平的现有数据显示出相互矛盾的结果,因为α-syn既聚集在路易小体中,又从退化的突触中释放。大多数研究表明,在脑脊液、血液和细胞外囊泡中测量的t-α-syn预测和追踪帕金森病进展的能力有限。脑脊液t-α-syn不随运动或认知症状随时间变化。然而,少数研究表明,较高的脑脊液t-α-syn与更明显的神经退行性变表现相关的帕金森病进展相关。Kang等人观察到在Hoehn和Yahr分期I(H&Y stage I)的帕金森病患者中o-α-syn/t-α-syn比值显著降低,在HY分期II-IV的帕金森病患者中显著升高,提示其可能作为帕金森病进展的生物标志物。在帕金森病组4年随访中,脑脊液o-α-syn水平升高,并与运动进展相关,特别是姿势不稳和步态困难。尽管存在一些相互矛盾的结果,大多数研究表明脑脊液o-α-syn可预测帕金森病进展。一项前瞻性研究对122名帕金森病患者和68名对照组进行了3年随访,结果显示帕金森病患者血浆t-α-syn和pS129-α-syn水平显著高于对照组,并且pS129-α-syn水平在晚期运动症状患者中更高。基线pS129-α-syn水平高(>8.5 fg/ml)的帕金森病患者比水平低(<8.5 fg/ml)的患者运动进展更大。其他一些研究的结果证实了pS129-α-syn水平与运动症状进展的相关性。然而,一些研究报告了在疾病后期阶段pS129-α-syn水平较低,可能是由于广泛的神经元损伤。

3 阿尔茨海默病相关生物标志物
3.1 区分帕金森病与其他疾病
研究表明,淀粉样斑块和神经原纤维缠结可与帕金森病中的α-syn病理共存。在认知衰退的突触核蛋白病(包括帕金森病)患者中,可能出现Aβ-42降低、总tau(t-tau)和磷酸化tau(p-tau)升高的阿尔茨海默病(AD)生物标志物谱。现有数据显示脑脊液Aβ-42在帕金森病患者中的诊断价值较低。然而,大多数研究表明,较低的脑脊液Aβ-42水平与帕金森病患者较差的认知功能相关。路易体痴呆(DLB)、AD和帕金森病痴呆(PDD)患者相比无痴呆的帕金森病患者,脑脊液Aβ-42水平更低。在另一项研究中,AD特异性脑脊液生物标志物谱在DLB患者中的百分比更高(25%),而帕金森病患者中仅为3%。评估脑脊液中t-tau和p-tau的研究结果相互矛盾。最近一项研究表明,与健康对照组相比,帕金森病患者血清p-tau水平升高,且伴认知障碍的帕金森病患者比无认知障碍的帕金森病患者更高。

3.2 预测疾病进展和表型
脑脊液中Aβ-42水平降低,同时t-tau和p-tau水平升高,与帕金森病和AD中认知衰退的更大进展相关。现有数据显示,发病时脑脊液Aβ-42水平较低的帕金森病患者进展为痴呆的速度更快,表明该生物标志物可作为认知障碍发展的预后因素。帕金森病患者的AD相关生物标志物谱与更快的痴呆进展、更严重的记忆缺陷以及运动不能-强直型疾病形式相关。然而,其他研究未能证实弥漫性恶性亚型相比轻度运动主导亚型帕金森病中更明显的AD生物标志物。在一项对帕金森病患者进行3年随访的前瞻性研究中,较低的初始脑脊液Aβ-42水平预测了认知和运动衰退、自主神经功能障碍和多巴抵抗性步态障碍。少数研究表明,p-tau181水平可预测疾病进展和认知衰退。

4 神经炎症
近年来,鉴于中枢神经系统(central nervous system, CNS)和外周血的免疫细胞参与帕金森病发病机制的证据,越来越多的研究评估了各种炎症介质作为帕金森病潜在生物标志物的可能性。小胶质细胞是CNS的主要先天免疫细胞,可被错误折叠的蛋白质和蛋白质聚集体激活,从而诱导神经炎症。不同的蛋白质,包括α-syn,作为表位激活帕金森病患者外周血单个核细胞(peripheral blood mononuclear cells, PBMCs)的免疫反应。帕金森病中的炎症过程似乎在疾病早期最显著,并可能在整个疾病进展过程中持续存在。已在帕金森病和其他神经退行性疾病中评估了血液中星形胶质细胞释放的蛋白质。与健康对照组相比,帕金森病患者中胶质纤维酸性蛋白(GFAP)水平升高,但该标志物无法区分帕金森病与非典型帕金森综合征。tau蛋白病中几丁质酶-3样蛋白1(YKL-40)和单核细胞趋化蛋白-1(MCP-1)显著高于帕金森病。评估血液中炎症标志物的研究结果显示,IL-1β和C反应蛋白(CRP),以及程度较轻的IL-2、IL-6、IL-8、干扰素-γ(IFN-γ)和TNF-α,可能对帕金森病具有诊断价值。帕金森病患者中CRP、IL-6、IL-10、TNF-α和趋化因子(C-C基序)配体5(CCL5)水平升高也有报道。少数研究评估了脑脊液炎症标志物,显示帕金森病患者脑脊液IL-1β水平高于健康对照组。一些研究报告了帕金森病患者脑脊液IL-6和IL-8水平升高,尽管这些结果在其他研究中未得到一致重复。有报告称,较高的血液IL-10水平与更严重的运动和认知障碍相关。其他研究表明,较高的血液IL-1β、IL-15、IFN-γ、S100B、TNF-α和血管细胞黏附分子-1(VCAM1)水平,以及较低的抗炎细胞因子IL-4和IL-12p40水平,与帕金森病患者更差的运动功能相关。少数纵向研究报告了帕金森病患者认知衰退时血液中CRP、补体C3和C4水平较高。几项横断面研究表明,较高的脑脊液CRP、IL-6、MCP-1、脂肪酸结合蛋白(FABP)、IL-8和YKL-40水平与较差的认知功能相关,而较高的CRP和MCP-1水平与帕金森病患者的抑郁和疲劳相关。然而,患者队列的变异性、诊断方法的差异以及免疫反应中的性别相关差异,导致评估帕金森病不同免疫参数的研究结果不一致。

5 细胞外囊泡
细胞外囊泡是从许多细胞类型释放的小颗粒,已被研究作为诊断包括帕金森病在内的不同神经退行性疾病的潜在生物标志物。它们由外泌体(50-150 nm)、微囊泡(100-1000 nm)和凋亡小体(up to 5 μm)组成。不同的外泌体蛋白,如α-syn、炎症相关标志物、AD相关标志物和微小RNA(miRNA),已被研究作为帕金森病的潜在生物标志物。

5.1 外泌体中的病理蛋白
含有α-syn的神经元源性细胞外囊泡(NDEVs)可以穿过血脑屏障,因此可以在外周体液中检测到。最近发表的一项荟萃分析结果显示,与健康对照组相比,帕金森病患者的总外泌体和神经元来源外泌体中检测到的α-syn水平显著升高。另一项由Xylaki及其同事进行的荟萃分析证实,α-syn的检测可作为诊断帕金森病的潜在生物标志物。报告的数据表明,测量来自不同生物体液(包括脑脊液、血浆/血清或唾液)的细胞外囊泡(EVs)中的t-α-syn,可将帕金森病与健康对照组区分开。帕金森病患者细胞外囊泡中pS129-α-syn水平与其在全血浆中的水平相比无显著差异。然而,近期研究报告,帕金森病患者红细胞胞质部分中pS129-α-syn水平显著高于对照组,即使在疾病最早阶段也是如此。另一项研究未证实这些发现。对其他生物体液进行的研究表明,帕金森病患者尿液中的细胞外囊泡中p-Ser-1292 LRRK2水平升高。Rani等人(2019)证实了唾液中神经元细胞外囊泡α-syn水平更高,提示其作为帕金森病生物标志物的潜力。最近一项纵向研究的结果显示,与健康对照组相比,帕金森病衍生的唾液细胞外囊泡(EVs)中总α-突触核蛋白(t-α-Syn)和寡聚α-突触核蛋白(o-α-Syn)均增加,在认知衰退和运动波动的患者中观察到更高水平。与Hoehn and Yahr(H&Y)分期无相关性,随访1年后α-syn水平无变化。Cao等人评估了帕金森病患者唾液细胞外囊泡中不同形式的α-syn,显示与健康对照组相比,o-α-syn和o-α-syn/t-α-syn比值增加,而p-α-syn和p-α-syn/t-α-syn比值无显著差异。另一项使用纳米颗粒追踪分析(Nanoparticle Tracking Analysis, NTA)的研究显示,与对照组相比,帕金森病患者荧光染料标记的唾液细胞外囊泡浓度更高(p=0.0001),且帕金森病患者t-α-syn、p-α-syn/t-α-syn比值更高,前驱期帕金森病患者t-α-syn显著增加。尽管细胞外囊泡提供了CNS来源负载物的窗口,但一些方法学挑战限制了其当前的临床效用。分离方法(超速离心 vs. 沉淀 vs. 免疫捕获)的变异性、富集的细胞外囊泡亚型差异(基于L1CAM vs. 非富集神经元细胞外囊泡)以及分析前因素(处理时间、温度、溶血)会显著改变细胞外囊泡中测量的α-syn水平。唾液细胞外囊泡值得特别关注:多项研究报告了唾液细胞外囊泡中α-syn种类的改变,但结果未在队列中得到统一复制。Gurgone等人的研究提供了重要见解,但也强调了标准化和多队列验证的必要性。解读应谨慎:唾液/血浆中升高的细胞外囊泡相关α-syn可能反映外周释放、血脑屏障(BBB)/转运蛋白动力学或外周对CNS病理的模拟。因此,疾病特异性的主张需要在独立样本中进行重复,并与脑脊液和神经影像学数据进行交叉验证。未来的一个关键目标是建立从血浆、脑脊液和唾液中分离细胞外囊泡的共识方案。血浆细胞外囊泡分离方案研究更为广泛,存在几种已建立的方法,如超速离心、尺寸排阻色谱法和基于沉淀的方法。然而,仍然缺乏普遍接受的纯化血浆来源细胞外囊泡的方案,因为上述方法均不被认为是“金标准”。相比之下,虽然唾液细胞外囊泡分离和分析方法仍在开发中,但已发表的方法学比较取得了进展,最新版本的MISEV指南(MISEV2023)包含了一个专门的唾液章节。还需要将RT-QuIC/PMCA发现与细胞外囊泡负载物数据整合,以确定细胞外囊泡相关种子是否与相同样本中的播种活性相关,从而可能增强诊断特异性。测量NDEVs中的α-syn水平可能有助于更好地区分帕金森病与其他非典型帕金森综合征,特别是与其他蛋白如簇蛋白(clusterin)的水平联合使用时。近期研究的证据表明,来自血液中NDEVs的α-syn甚至可能预测高危患者(包括那些具有RBD症状、嗅觉减退或GBA突变非表现型携带者)发生帕金森病。关于其他蛋白,血浆细胞外囊泡中tau和Aβ-42的水平在帕金森病患者中相比健康对照组显著升高,特别是与认知障碍相关时。血清细胞外囊泡中Aβ-42和tau水平升高,同时α-syn增加和丝氨酸磷酸化胰岛素受体底物(IRS-p312)水平降低,预测帕金森病患者更差的运动和认知进展。血浆外泌体tau可能区分帕金森病与健康对照组,但无法区分AD。在细胞外液中调节炎症和免疫反应的趋化因子中,血浆外泌体中的C-X-C基序趋化因子配体12(CXCL12)已被提出作为帕金森病诊断的潜在生物标志物。另一项研究的结果显示,CXCL12水平与自主神经功能障碍相关,而NDEVs中的α-syn水平与帕金森病的临床分期以及运动和非运动症状相关。然而,技术挑战,包括对神经元细胞外囊泡分离的对照不足和α-syn形式的变异性,导致方案标准化缺乏,限制了其在临床实践中的应用。基于这些研究,可以得出结论,唾液细胞外囊泡生物标志物领域前景广阔且发展迅速,已发表方法学比较,最新版本MISEV指南(MISEV2023)包含了一个专门的唾液章节。未来需要研究来表征唾液细胞外囊泡的负载物,确定其早期诊断和疾病监测的潜力,并明确报告标准化策略和质量控制以提高可比性。此外,当细胞外囊泡内检测到α-syn时,平行进行同种体液的RT-QuIC测试有助于确定细胞外囊泡负载物是否反映种子活性种类。这种整合有可能提高帕金森病与非典型帕金森障碍的诊断特异性。最后,强调当前最强的转化信号来自多模态组合(细胞外囊泡负载物 + 炎症标志物 + AD生物标志物),而非单一分析物,具有高度的临床相关性。因此,为了建立临床效用,该领域应优先在纵向队列中进行多标志物、跨体液验证。

5.2 外泌体中的微小RNA
微小RNA(MicroRNAs)是长度为20-22个核苷酸的小型非编码RNA,在包括帕金森病在内的不同神经退行性疾病的发病机制中发挥作用。现有数据表明,血浆外泌体中的某些微小RNA,包括miR-24、miR-23b-3p、miR-29c、miR-195-3p和miR-331-5p,具有作为帕金森病生物标志物的潜力。在微小RNA中,miR-30c和miR-148b被报告对帕金森病具有特异性,而miR-24、miR-34b和miR-148b在MSA中比帕金森病中更常见。在另一项研究中,miR-19b的下调和miR-195及miR-24的上调在区分帕金森病与健康对照组方面显示出70-90%的准确性。几项评估唾液中不同微小RNA的研究显示了不同的结果。最近研究的结果显示,帕金森病患者唾液中miR-153和miR-223水平降低,与H&Y分期无相关性。在另一项研究中,帕金森病患者miR-29a-3p和miR-29c-3p降低,而miR6765-5p升高,进一步结果显示miR-29有潜力区分帕金森病与健康对照组,而miR-29a-3p可区分帕金森病与特发性震颤(essential tremor, ET)和多系统萎缩(MSA)。对血浆EVs中miRNA的评估显示,帕金森病患者中miR-151a-5a、let-7e-5p、miR-9-5p、miR-127-3p和miR-146a-5p上调,miR-93-5p下调。另一项评估血清EVs中miRNA的研究结果显示,帕金森病中let-7i-5p、miR-18a-5p和miR-20a-5p水平降低,miR-143-3p、miR-151a-3p和miR-151a-5p水平升高。从上述研究的结果可以得出结论,NDEVs中的微小RNA为蛋白负载物提供了补充信息,并可能反映CNS来源的调控网络。然而,标准化、平台选择(qRT-PCR vs. 测序)和溶血仍然是阻碍跨队列复制的主要变异性来源。因此,尽管关键miRNA候选物在某些队列中显示出前景,但仍需外部验证。一旦外部验证实验完成(包括使用合成spike-in、外源对照以及评估溶血对血浆/血清miRNA谱的影响),结合miRNA和蛋白负载物的多组学EV特征,以稳健的标准化和跨平台协调为基础,将增强转化潜力。表1提供了帕金森病体液中主要生物标志物类别的诊断和预后强度综合视图;表2比较了不同体液中的生物标志物;表3列出了唾液EV研究。

6 神经退行性变的非特异性生物标志物
6.1 神经丝轻链
神经丝轻链(Neurofilament light chain, NfL)是一种在神经轴索损伤和神经退行性变后释放到脑脊液和血液中的蛋白质。大多数研究未能提供证据支持NfL作为区分帕金森病与健康对照组的生物标志物,这可能是由于混杂因素所致,包括年龄、体重指数(BMI)和心血管风险。一些研究报告了帕金森病患者血清NfL水平显著高于特发性震颤(ET)患者和健康对照组。然而,NfL显示出作为区分帕金森病与非典型帕金森障碍的生物标志物的潜力。在不同的非典型帕金森障碍中报告了更高的脑脊液NfL水平,在区分帕金森病与PSP(敏感性93%,特异性95%)、MSA(敏感性89%,特异性93%)和CBS(敏感性100%,特异性93%)方面具有出色的准确性。不同研究的结果显示,关于NfL水平与帕金森病运动症状之间的关系存在相互矛盾的数据。Lin等人(2019b)评估了116名帕金森病患者、22名MSA患者和40名健康对照组在基线和3年后的血浆NfL水平和认知症状。MSA患者的血浆NfL水平显著高于帕金森病患者和对照组,而帕金森病患者中运动症状和痴呆更明显者水平更高。此外,较高的基线NfL水平与更大的运动和认知进展相关。其他研究也报告了脑脊液或血液中NfL水平较高的帕金森病患者认知进展更快。这些发现表明,NfL可作为区分帕金森病与非典型帕金森障碍以及预测认知衰退的生物标志物。

6.2 胶质纤维酸性蛋白
在中枢神经系统损伤时,星形胶质细胞释放中间丝蛋白胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein, GFAP),可在脑脊液和血液中测量到。GFAP不是疾病特异性的,因为其水平在多种疾病中升高,包括创伤性脑损伤、脑血管疾病和神经退行性疾病。报告了帕金森病患者血清GFAP水平高于健康对照组,而帕金森病患者与急性卒中患者之间未观察到显著差异。近期研究的结果显示,基线血浆GFAP水平可能预测快速进展为认知衰退和姿势不稳。其他研究的结果也表明,GFAP可作为帕金森病进展为痴呆的生物标志物,显示在帕金森病痴呆(PDD)中水平高于帕金森病轻度认知障碍(PD-MCI)和健康对照组。其他研究表明,GFAP和神经丝轻链(NfL)的组合可以区分帕金森病痴呆与无痴呆的帕金森病,并与运动症状进展相关。基于现有数据,GFAP具有作为疾病进展生物标志物的潜力,但并非区分帕金森病与其他疾病的诊断性生物标志物。总之,较高的NfL水平追踪帕金森病及相关疾病的进行性神经退行性变和认知衰退,尽管在缺乏帕金森病特异性生物标志物组合的情况下,帕金森病的特异性仍然是一个挑战;GFAP和其他胶质标志物可预测纵向队列中痴呆的转化,并与运动进展相关;而脑脊液Aβ42、总tau(t-tau)和磷酸化tau(p-tau)与更快的认知衰退相关,并可能识别出帕金森病痴呆(PDD)风险较高的患者。在转化相关性方面,应始终评估生物标志物中哪些与Hoehn–Yahr分期、统一帕金森病评定量表(UPDRS)评分和认知量表(MoCA、MMSE)具有最一致的关联,以及它们是否能预测对多巴胺能治疗的反应或进展为痴呆,强调了纵向、治疗分层队列对于建立临床效用和指导试验设计的迫切需求。

7 结论
本综述总结了关于帕金森病各种体液生物标志物的当前数据,包括α-syn变体、从细胞外囊泡释放的不同蛋白或微小RNA,以及与神经炎症和AD相关的标志物。尽管通过PMCA和RT-QuIC检测法检测病理性α-syn的进展,在识别包括血浆、脑脊液和唾液在内的各种体液中的潜在生物标志物方面取得了显著进展,为帕金森病的诊断及其与其他神经退行性疾病的区分提供了新的机会,但将这些发现转化为临床实践受到几个主要挑战的阻碍。这些挑战包括缺乏样本收集、处理和分析的标准化方法学,以及需要进行纵向研究以评估候选生物标志物的预测和预后价值。此外,研究间的变异性,包括不同阶段和帕金森病亚型患者群体的差异、对非典型帕金森综合征患者纳入有限,以及诸如样本污染等技术问题,进一步限制了这些生物标志物的临床适用性。近期研究强调了含有t-α-syn、pS129-α-syn、Aβ42、趋化因子和微小RNA的NDEVs作为帕金森病诊断、疾病进展和未来疾病发展预测的生物标志物的潜力。脑脊液AD生物标志物谱与帕金森病患者较差的认知功能相关,并可作为痴呆发展的预后因素。相比之下,神经炎症标志物通常未能证明在检测或监测帕金森病方面的适用性。特别是唾液细胞外囊泡,代表了帕金森病生物标志物一个有前景但仍未充分开发的来源。未来需要研究来表征唾液细胞外囊泡的负载物,并确定其早期诊断和疾病监测的潜力。将基于细胞外囊泡的生物标志物与其他诊断工具如RT-QuIC整合,可能提高帕金森病诊断的准确性和可靠性。未来研究应优先考虑大规模、多中心研究,纳入标准化方案和纵向随访,特别强调多标志物组合方法。这些研究还应侧重于将生物标志物水平与疾病临床特征(如疾病分期、运动和非运动症状以及对治疗的反应)相关联。最终,经过验证的生物标志物的开发将实现更早、更准确的诊断,促进个性化治疗策略,并改善帕金森病患者的生命质量。
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