朊病毒病患者中阿尔茨海默病血浆生物标志物的表现

《Neurology》：Performance of Alzheimer Disease Plasma Biomarkers in Patients With Prion Diseases

　　

摘要

背景与目的
朊病毒病在临床初始表现时可模拟阿尔茨海默病（Alzheimer disease, AD）。阿尔茨海默病协会（Alzheimer's Association）AD诊断标准提出，单一异常的高特异性血浆生物标志物（包括p-tau217）即可足以作出生物学诊断。研究人员考察了AD血浆生物标志物在区分AD与朊病毒病中的表现。

方法
研究人员分析了来自一项前瞻性队列研究中朊病毒病患者的血浆生物标志物数据，该队列通过英国国家朊病毒病门诊（UK National Prion Clinic）招募。朊病毒病依据临床诊断或尸检确诊，AD依据临床诊断并结合脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）生物标志物确认。采用Simoa测定血浆p-tau217、p-tau181、Aβ42/40比值、脑源性tau（brain-derived tau, BD-tau）、神经丝轻链（neurofilament light chain, NfL）和胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）。采用Kruskal-Wallis检验比较不同组的生物标志物中位数，采用受试者工作特征曲线下面积（area under the receiver operating characteristic curve, AUC）比较其区分朊病毒病与散发性AD（sporadic AD, sAD）的准确性。在独立验证研究中，于另一实验室测定Lumipulse p-tau217和NfL。

结果
在主研究中，共分析了278名个体的345份样本（平均年龄58岁[标准差13.5]，女性占48.2%），其中包括204例朊病毒病患者（121例散发性Creutzfeldt-Jakob病[Creutzfeldt-Jakob disease, CJD]、11例医源性CJD、9例变异型CJD、47例缓慢进展型遗传性朊病毒病[inherited prion disease, IPD]及16例快速进展型IPD）、33例AD患者和41名健康对照。对于区分无AD共病理的朊病毒病与sAD，p-tau217（AUC[95% CI] 0.605 [0.486–0.724]）、p-tau181（AUC 0.554 [0.446–0.661]）及GFAP（AUC 0.514 [0.389–0.640]）均表现不佳。Aβ42/40具有中等区分能力（AUC 0.770 [0.684–0.856]）。NfL/p-tau217比值（AUC 0.996 [0.987–1.000]）、NfL（AUC 0.988 [0.974–1.000]）、BD-tau/p-tau217比值（AUC 0.963 [0.929–0.996]）及BD-tau（AUC 0.934 [0.890–0.978]）均具有极佳的区分能力。在一项独立验证研究中，对32例sAD患者和35例散发性Creutzfeldt-Jakob病患者的连续样本进行了分析（平均年龄65.0岁[标准差6.4]，女性占56.7%）。NfL/p-tau217再次显示出近乎完美的区分能力（AUC 0.986 [95% CI 0.966–1.000]）。

讨论
血浆p-tau217和p-tau181在AD和朊病毒病中均升高，且与AD共病理负担无关。若仅依据单一异常p-tau血浆生物标志物诊断AD，存在将朊病毒病误诊为AD的风险。血浆NfL/p-tau217可实现近乎完美的区分，在存在朊病毒病诊断可能性时，可作为提示应怀疑朊病毒病的标志。

证据分级
本研究提供II级证据，表明血浆NfL/p-tau217可区分CJD患者与AD患者。

这篇发表于《Neurology》的研究聚焦于神经退行性疾病血浆生物标志物在真实临床鉴别诊断中的适用边界，核心问题是：朊病毒病在临床早期可表现为认知综合征，易与阿尔茨海默病（Alzheimer disease, AD）混淆，而当前AD生物学诊断框架 increasingly 强调血浆生物标志物，尤其是磷酸化tau（phosphorylated tau, p-tau）作为低侵袭性、可推广的诊断工具。既往标准甚至提出，单一异常“核心1类”血浆标志物，如p-tau217，即可支持AD生物学诊断。然而，朊病毒病本身也是以蛋白错误折叠和神经变性为核心机制的致死性神经退行性疾病，且可伴随tau异常磷酸化沉积，因此单一AD型血浆标志物是否会在朊病毒病中出现“假阳性”，成为极具临床意义的问题。特别是在抗朊病毒病治疗逐步进入临床试验阶段的背景下，若早期患者被误归类为AD，不仅延误转诊和确诊，也可能错失干预时机。因此，研究人员开展本研究，旨在系统评估AD相关血浆生物标志物在各类朊病毒病中的表现，明确其误分风险，并探索更稳健的血液学鉴别策略。

研究人员纳入英国国家朊病毒病监测队列及PRION-1试验中的前瞻性样本，并联合经脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）标志物确认的散发性AD（sporadic AD, sAD）患者及健康对照，测定血浆p-tau217、p-tau181、Aβ42/40比值、脑源性tau（brain-derived tau, BD-tau）、神经丝轻链（neurofilament light chain, NfL）和胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein, GFAP）。结果显示，p-tau217和p-tau181在AD和朊病毒病中均可升高，且该现象并不能用AD共病理解释，因此二者无法可靠地区分sAD与朊病毒病。相比之下，NfL以及NfL/p-tau217比值具有极高的鉴别性能，其中NfL/p-tau217在主研究和独立验证研究中均达到近乎完美的区分效果。研究还显示，在散发性CJD（sporadic Creutzfeldt-Jakob disease, sCJD）中，NfL最能反映疾病分期，而BD-tau与临床进展速率关系最强。该研究的重要意义在于，对“单一异常p-tau血浆指标即可诊断AD”的应用边界提出了直接证据层面的修正意见，并提出可操作的补救方案，即将NfL，尤其是NfL/p-tau217比值，纳入鉴别诊断路径，以减少朊病毒病误诊为AD的风险。

本研究主要采用以下关键技术方法：首先，基于英国National Prion Monitoring Cohort study与PRION-1 trial构建朊病毒病前瞻性自然病史队列，并纳入NHNN认知障碍门诊经CSF标志物确认的sAD病例及健康对照；其次，使用Quanterix Simoa平台检测p-tau181、Aβ42、Aβ40、NfL、GFAP、p-tau217和BD-tau，独立验证阶段采用Lumipulse G化学发光酶免分析；再次，结合尸检资料评估AD神经病理改变（AD neuropathologic change, ADNC）共病；最后，通过Kruskal-Wallis检验、Dunn事后校正、ROC曲线分析、多元线性回归和线性混合效应模型，评估标志物的诊断效能及其与疾病分期、临床下降速度的关系。

一、Comparison of Plasma AD Biomarkers Between Diagnostic Groups
这一部分主要比较不同诊断组之间各类血浆标志物水平差异，并评估其区分AD与朊病毒病的能力。研究显示，p-tau217在所有主要朊病毒病亚型中均较健康对照升高，包括sCJD、缓慢和快速进展型遗传性朊病毒病（inherited prion disease, IPD）、变异型CJD（variant CJD, vCJD）和医源性CJD（iatrogenic CJD, iCJD）；而且这些升高幅度与sAD相比并无显著差异。p-tau181结果与p-tau217大体一致。尤其是vCJD中，p-tau217与p-tau181升高最为显著。由此可见，传统上被视为AD高特异性指标的p-tau种类，并不能在血浆层面有效区分AD与朊病毒病。

随后研究人员进一步分析，p-tau217和p-tau181在朊病毒病中的升高是否由AD共病理所致。通过纳入尸检证实病例并按ADNC负担分层，研究显示，无论无ADNC、低ADNC还是中等ADNC的朊病毒病病例，其p-tau217和p-tau181均升高，且不同ADNC层级之间并无显著差异。这表明，朊病毒病中的p-tau升高主要反映朊病毒病相关病理过程，而非伴发AD病理。

ROC分析进一步证实，尽管p-tau217和p-tau181能够很好地区分sAD与健康对照，但对“sAD vs 无显著AD共病理的朊病毒病”的鉴别几乎无效。研究人员还模拟了血液版AT（N）框架，即以Aβ42/40代表A、p-tau217代表T、NfL代表N，结果显示约1/4的朊病毒病病例会被误归类为A⁺T⁺N⁺，提示若直接套用AD血液生物学诊断体系，存在明显误判风险。

在其他标志物方面，Aβ42/40比值在sAD中低于若干朊病毒病亚型和健康对照，对AD与朊病毒病具有中等区分能力，但整体效能有限。更重要的是，该比值在朊病毒病中与ADNC负担并不相关，说明其在朊病毒病背景下不能作为AD共病理替代指标。BD-tau和NfL则表现出截然不同的模式：二者在多类朊病毒病中均显著高于sAD，尤其NfL在所有朊病毒病组中均升高，体现其对剧烈神经轴突损伤的敏感性。GFAP虽然在AD和朊病毒病中均升高，但组间重叠明显，缺乏鉴别价值。

基于上述发现，研究人员构建了比值指标以增强鉴别效能。NfL/p-tau217比值的ROC曲线下面积（AUC）达到0.996，优于NfL单独检测，也优于BD-tau及BD-tau/p-tau217比值；NfL/p-tau181亦表现极佳，但略逊于NfL/p-tau217。独立验证队列采用不同实验平台后，NfL/p-tau217仍保持AUC 0.986的近乎完美性能，证明该结论具有跨实验室和跨技术平台的稳健性。

二、Cross-Sectional and Longitudinal Analysis of Plasma AD Biomarkers as Markers of Disease Progression in sCJD
这一部分考察这些血浆标志物是否还能反映sCJD疾病严重程度和进展速度。研究人员首先使用MRC Prion Disease Rating Scale评估功能状态，横断面分析显示，随着MRC评分下降，即疾病阶段加重，Aβ42/40、p-tau217、GFAP、BD-tau和NfL对数值均出现相应变化，其中NfL和BD-tau、GFAP与疾病分期的关联更强；p-tau181则未表现出显著关联。在校正PRNP密码子129基因型后，BD-tau仍与特定基因型相关，提示其不仅受疾病负担影响，也与宿主遗传背景有关。

随后，研究人员分析了生物标志物与临床下降速率的关系，以MRC Scale slope表示个体功能恶化速度。结果显示，在所有检测指标中，仅BD-tau与临床进展速率存在显著正相关，即BD-tau越高，临床下降越快。并且，这一关系独立于PRNP密码子129基因型。进一步在接受分子分型的亚组中发现，在相同PRNP密码子129背景下，与更快速临床恶化相关的PrP^Sc分子株型伴随更高的BD-tau水平。这提示BD-tau可能不仅反映神经变性存在与否，还可能反映神经变性强度。

在纵向分析中，研究人员利用重复采血病例构建线性混合效应模型，以MRC评分变化或距死亡时间变化表征疾病进展。结果显示，NfL随病情进展而持续升高，且这种关系在以MRC下降或接近死亡为终点时均最稳定；BD-tau和GFAP在以MRC变化衡量进展时亦呈升高趋势，但一致性不及NfL；p-tau181、p-tau217和Aβ42/40在纵向上则未显示明确进展信号。由此可见，NfL是sCJD疾病分期最稳健的血浆指标，而BD-tau和GFAP可作为补充性进展标志物。

三、Classification of Evidence
研究将证据等级界定为II级证据，即本研究支持血浆NfL/p-tau217可区分CJD与AD患者。这一表述强调了研究结果具有较强临床参考价值，但仍需在更广泛、前瞻性的临床场景中进一步验证。

四、Discussion
讨论部分首先明确指出，采用Simoa检测时，血浆p-tau217和p-tau181虽然是AD的重要标志物，但在朊病毒病中同样升高，因此不能承担AD与朊病毒病的单独鉴别任务。尸检分析进一步证明，这种升高并非由AD共病理驱动，而更可能反映朊病毒病本身相关的p-tau病理。尤其在vCJD中，p-tau升高最显著，与既往关于vCJD具有沉重p-tau病理负担的神经病理学观察一致。

讨论还指出，Aβ42/40虽有一定鉴别作用，但其效能明显低于NfL/p-tau217，且灵敏度不足，不适合作为独立临床决策工具。相比之下，NfL和BD-tau作为神经变性标志物在朊病毒病中升高更明显，其中NfL/p-tau217兼顾了AD相关tau变化与朊病毒病相关剧烈神经变性的差异，因此能实现最佳鉴别。研究人员据此提出，在AD血液诊断框架中，可将NfL/p-tau217高于阈值视为提示朊病毒病可能性的“警示信号”。

对于疾病监测层面，讨论认为NfL仍是sCJD疾病阶段最强的血浆标志物，而BD-tau则可能在预测临床恶化速率方面提供独立信息，尤其是在结合PRNP密码子129基因型时具有潜在价值。文章同时坦诚指出局限性，包括健康对照未系统筛查潜在神经系统疾病、纵向样本仅覆盖部分病例、少见诊断亚组样本量较小以及缺乏肾功能数据等。

研究结论部分可译为：本研究显示，血浆p-tau217和p-tau181在区分散发性阿尔茨海默病与朊病毒病方面表现欠佳，而NfL/p-tau比值可作为解决方案。研究同时识别出BD-tau与散发性CJD临床下降速率密切相关，并支持NfL是散发性CJD疾病分期最强的血浆生物标志物。

总体而言，这项研究以系统的前瞻性队列、尸检病理分层和独立验证设计，重新界定了AD血浆标志物在朊病毒病背景下的解释框架。其最核心的信息并非否定p-tau217的AD相关价值，而是提示其特异性在特定神经退行性疾病鉴别场景下并非绝对；只有将疾病特异性病理标志与神经变性强度指标联合解读，才能更准确地服务于复杂临床诊断。