进行性多发性硬化症患者脑脊液中的几丁质酶-1与白质损伤

《Journal of Neuroimmunology》：Chitinase-1 in cerebrospinal fluid and white matter injury in patients with progressive multiple sclerosis

　　

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  在进展型多发性硬化症患者中，几丁质三糖苷酶与神经丝轻链存在关联
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  在原发进展型多发性硬化症患者中，几丁质三糖苷酶与基于MRI的脑白质损伤生物标志物相关
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  那他珠单抗可降低进展型多发性硬化症患者体内的几丁质三糖苷酶浓度

引言

多发性硬化症是一种由免疫系统介导的中枢神经系统脱髓鞘疾病。全球约有10%的患者被诊断为原发进展型多发性硬化症，而大量复发缓解型多发性硬化症患者后来会发展为继发进展型多发性硬化症（Ontaneda等人，2017）。进展型多发性硬化症患者会逐渐出现神经系统功能衰退，进而导致身体和认知功能障碍。这种功能衰退与疾病复发或局部MRI显示的病变活动无关，这也是进展型多发性硬化症与复发缓解型多发性硬化症的区别所在（Lassmann，2018；Thompson等人，2018；Lublin等人，2014）。早期复发型多发性硬化症患者的特征是存在局部炎症活动，但这种活动可能随年龄增长而消失。而在进展期，炎症活动则更为广泛且弥漫。病灶可能会通过炎症边缘缓慢扩张，混合性活动病灶也会起到重要作用（Lassmann，2018；Kuhlmann等人，2023）。此外，在进展型多发性硬化症中，炎症、脱髓鞘以及神经轴突损伤不仅限于局部脑白质病灶，还会波及灰质、外观正常的脑白质以及脑膜（Lassmann，2018）。导致复发型多发性硬化症与进展型多发性硬化症之间差异的细胞机制目前尚未完全明确。T细胞、B细胞、星形胶质细胞以及小胶质细胞都参与了多发性硬化症的发病过程，但不同病程甚至不同个体之间的差异很大（Bar-Or和Li，2021；Marastoni等人，2021；Magliozzi等人，2018）。

对进展型多发性硬化症和复发型多发性硬化症患者脑脊液的研究表明，其中多种促炎细胞因子的水平升高，这些因子与适应性免疫和先天性免疫的激活有关，比如干扰素γ、肿瘤坏死因子α、白细胞介素2、CXC基序趋化因子配体10、13、淋巴毒素α、白细胞介素6以及10。这些细胞因子大多反映了与复发型及进展型多发性硬化症相关的T细胞和B细胞活性增加。此外，先天性免疫细胞的激活也与进展型多发性硬化症的发病有关（Marastoni等人，2021；Magliozzi等人，2018；Romme Christensen等人，2013；Khademi等人，2013；Milstein等人，2019；Barbour等人，2017）。类几丁质酶3-1、巨噬细胞抑制因子、骨桥蛋白以及单核巨噬细胞上表达的可溶性触发因子，都是存在于先天性免疫细胞中的炎症相关脑脊液生物标志物，它们与进展型多发性硬化症患者的功能障碍存在关联（B?rnsen等人，2011；Pérez-Miralles等人，2020；Hj?resen等人，2022；Piccio等人，2008；Abdelhak等人，2019）。最近有研究指出，脑脊液中的几丁质酶1浓度也与多发性硬化症患者的功能恶化相关，而且与小胶质细胞激活有关。因此，在以小胶质细胞激活为关键致病因素的进展型多发性硬化症中，几丁质酶1的作用值得研究（Beli?n等人，2024）。

神经丝轻链是一种存在于神经元细胞体及轴突中的细胞骨架蛋白，当神经轴突受损时，它会释放到细胞外空间（Gafson等人，2020）。在包括多发性硬化症在内的许多疾病中，神经丝轻链都是反映神经轴突损伤的重要生物标志物（Gafson等人，2020；Bridel等人，2019）。与健康对照组相比，无论是复发型还是进展型多发性硬化症患者的神经丝轻链浓度都会升高，而且神经丝轻链水平升高与局部病灶、疾病复发、功能障碍加重以及功能恶化风险增加有关（Kapoor等人，2020；Chitnis等人，2025）。髓鞘碱性蛋白是一种重要的髓鞘结构蛋白，有研究显示，无论是原发进展型多发性硬化症还是继发进展型多发性硬化症，其脑脊液中的髓鞘碱性蛋白浓度都会升高（Romme Christensen等人，2013）。进展型多发性硬化症患者的脑脊液和血清中星形胶质细胞细胞骨架蛋白——胶质纤维酸性蛋白的浓度也有所升高，但最新研究表明，在原发进展型多发性硬化症中，较高的神经丝轻链水平比较高的胶质纤维酸性蛋白水平更能反映疾病进展情况（Chitnis等人，2025；Abdelhak等人，2025）。

已有研究表明，有一些炎症生物标志物在进展型多发性硬化症患者中水平升高，并且与疾病活动度或严重程度相关，比如可溶性sCD27、CHI3L1、可溶性B细胞成熟抗原，但在针对原发进展型多发性硬化症患者的最新研究中，我们未能证实这些关联（Romme Christensen等人，2013；Milstein等人，2019；Schneider等人，2021；Talbot等人，2022；H?jsgaard Chow等人，2021）。这些细胞因子与通过神经丝轻链和髓鞘碱性蛋白评估的神经轴突损伤及脱髓鞘现象只有弱相关性，而且与通过MRI检测的疾病活动指标，包括钆增强病灶和新发病灶，以及脑白质损伤的微观结构指标也不存在关联（Talbot等人，2022；H?jsgaard Chow等人，2021）。因此，我们认为有必要探索其他能够反映进展型多发性硬化症中与组织损伤相关的炎症的潜在生物标志物。

此前有一项研究利用DNA适配体来分析脑脊液中的蛋白质，从而识别出能够区分多发性硬化症患者与正常对照组的分子特征，以及区分复发缓解型多发性硬化症与进展型多发性硬化症的分子特征（Barbour等人，2017）。在本研究中，我们采用了相同的方法，探讨1128种脑脊液蛋白质与脑脊液中髓鞘碱性蛋白和神经丝轻链浓度之间的关系。我们发现几丁质酶1是一种很有潜力的生物标志物，能够反映进展型多发性硬化症中的神经轴突损伤和脑白质病理变化。

章节摘要

研究对象与对照组

我们纳入了104名进展型多发性硬化症患者的基线及随访脑脊液样本，其中78名属于原发进展型多发性硬化症，26名属于继发进展型多发性硬化症。这些患者参与了在我们中心开展的3项不同的2期临床试验中的一项（n=99）或多项（n=5）（见表1及补充图S1）。在第一项试验中，原发进展型多发性硬化症患者（n=12）或继发进展型多发性硬化症患者（n=12）接受了为期60周的那他珠单抗治疗（基线时n=24，60周随访时n=17）。在第二项试验中，原发进展型多发性硬化症患者（n=12）或继发进展型多发性硬化症患者（n=14）同样接受了为期60周的该药物治疗

神经丝轻链与髓鞘碱性蛋白与1128种脑脊液蛋白质的关联

我们分析了38名参与第一项或第二项试验并完成随访的原发进展型多发性硬化症患者（n=18）或继发进展型多发性硬化症患者（n=20）的基线脑脊液样本中，1128种蛋白质与神经丝轻链、髓鞘碱性蛋白浓度之间的相关性（为探索性分析，人口统计信息见表1）。在经过多重检验校正后，共有3种蛋白质与脑脊液中的神经丝轻链浓度存在关联（Bonferroni校正后的p值小于0.05）。其中，可溶性B细胞成熟抗原与CCL22的斯皮尔曼等级相关系数为0.69，Bonferroni校正后的p值为0.001

总结

在本研究中，我们采用蛋白质组学方法，试图找到与进展型多发性硬化症中神经轴突损伤相关的炎症性脑脊液生物标志物。我们测试了1128种DNA适配体，最终发现了一种特别值得关注的生物标志物——几丁质酶1，在探索性分析中，它与脑脊液中的神经丝轻链浓度存在关联。通过Somascan适配体检测法与ELISA检测法测得的脑脊液几丁质酶1浓度具有高度一致性。通过ELISA检测，我们发现原发进展型多发性硬化症患者和继发进展型多发性硬化症患者的几丁质酶1浓度均较高

CRediT作者贡献说明

J. Talbot：写作——审阅与编辑，写作——初稿撰写，验证，软件应用，项目管理，研究实施，正式分析，数据整理，概念构思。H. H?jsgaard Chow：写作——审阅与编辑，验证，项目管理，研究实施。J. Romme Christensen：写作——审阅与编辑，项目管理，研究实施，资金筹集，数据整理。R. Ratzer：写作——审阅与编辑，验证，项目管理，研究实施，正式分析

资助情况

本研究得到了以下机构的资助：丹麦多发性硬化症协会、Biogen公司、丹麦多发性硬化症协会、丹麦战略研究委员会、Lounk?r基金会、Brdr. R?nje控股公司以及NIAID/NIH的内部研究项目。Hartwig R. Siebner在哥本哈根大学健康科学与医学学院担任为期5年的精准医学教授职位，该职位由Lundbeck基金会提供资助（资助编号为R186-2015-2138）。Henrik

利益冲突声明

JT表示，在本研究开展期间，他获得了Biogen公司和Sanofi Genzyme公司提供的用于参加学术会议的非物质支持。HHC表示，除了本研究之外，她还获得了Merck公司的非物质支持、Teva公司的非物质支持、Biogen公司的非物质支持、Roche公司的非物质支持、Neuraxpharm公司的非物质支持，同时还获得了Novartis公司和Warwara Larsen基金会的个人支持。JRC曾获得Biogen公司提供的演讲费。MRM则获得了参与相关研究的支持

致谢

我们要感谢参与临床试验的研究护士Sidsel Walther Nielsen和Karina J?rgensen Scotland，以及实验室技术员Lisbeth Egelykke Stolpe，她们在实验工作中付出了巨大努力，尤其是Stolpe在处理脑脊液样本方面表现得非常细致。

J. Talbot|H. H?jsgaard Chow|J. Romme Christensen|R. Ratzer|R. Holm Hansen|S. Buhelt|M.R. Mahler|H. Lundell|M. Rode von Essen|H.R. Siebner|P. Kosa|B. Bielekova|F. Sellebjerg