综述:犬认知功能障碍生物标志物发现的进展:一项全面的结构化叙述性综述及未来展望

《Veterinary Research Communications》:Advances in biomarker discovery for canine cognitive dysfunction: a comprehensive structured narrative review and future perspectives

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年08月08日 来源:Veterinary Research Communications 2.2

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  犬认知功能障碍(CCD)是一种在老龄犬中自然发生的神经退行性综合征,其临床和神经病理学特征与阿尔茨海默病(AD)具有相似性。随着对客观诊断工具需求的增长,识别可靠的生物体液生物标志物对于临床分期和治疗监测至关重要。本综述综合了关于CCD脑脊液(CSF)和血液生

  
犬认知功能障碍(CCD)是一种在老龄犬中自然发生的神经退行性综合征,其临床和神经病理学特征与阿尔茨海默病(AD)具有相似性。随着对客观诊断工具需求的增长,识别可靠的生物体液生物标志物对于临床分期和治疗监测至关重要。本综述综合了关于CCD脑脊液(CSF)和血液生物标志物(BBM)的证据,重点关注淀粉样蛋白-β(Aβ)、神经丝轻链(NfL)、tau蛋白和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)。证据表明,Aβ42及Aβ42/Aβ40比值表现出分期依赖性、非线性的变化,类似于人类AD中的早期代偿阶段。相比之下,CCD中的tau蛋白病理主要由前缠结突触过度磷酸化组成,而非丰富的神经原纤维缠结,这限制了其当前的诊断效用。GFAP作为星形胶质细胞活化的标志物,其与认知衰退的关联不一致,仍处于探索阶段。相反,NfL已成为最稳健的生物标志物;CSF和血浆NfL水平随年龄增长而持续升高,与认知障碍相关,并反映中枢轴突病理,使其成为分期和监测疾病进展的主要候选标志物。总体而言,CCD生物标志物图谱支持整合Aβ失调、轴突损伤和胶质细胞活化的多模式方法。推进该领域需要统一的诊断标准、标准化的采样和纵向研究。这些努力将增强CCD作为人类痴呆模型的转化价值,加速跨物种的发现和治疗开发。
**背景**
近几十年来,兽医和人类医学的预期寿命显著延长,这得益于医疗保健、营养、诊断和治疗的进步(Leulier等,2017)。虽然这一进展极大改善了生活质量,但也导致人类和伴侣动物中慢性、进行性神经退行性疾病的患病率增加(Van Schependom和D’Haeseleer,2023)。在伴侣动物中,犬认知功能障碍(CCD)是最常见的与年龄相关的神经系统疾病之一(Chapagain等,2018)。

CCD在临床和生物学上与阿尔茨海默病(AD)具有若干相关相似性,不仅在临床症状上,而且在神经病理学特征上。CCD的临床表现通常用DISHAA缩略词概括,包括定向障碍、社交互动改变、睡眠-觉醒周期紊乱、室内排泄、活动水平变化和焦虑(Landsberg等,2012)。病理学标志包括脑实质和血管中的β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积、tau蛋白过度磷酸化和聚集、突触丢失以及进行性认知障碍(Ruehl等,1995)。重要的是,犬与人类照护者共享相似的神经解剖结构、可比的环境暴露和生活方式影响。这些特征使老龄犬成为阐明驱动人类痴呆机制和评估新型诊断及治疗策略的高度相关自发性转化模型(Devinsky等,2018)。

流行病学数据显示CCD患病率差异很大,老年犬中估计约14%至约65%,且随年龄急剧增加(Figueroa等,2025;Salvin等,2011)。这一广泛范围可能反映了研究设计、人群和诊断方法的差异,因为目前临床诊断依赖于行为史、神经系统检查以及诸如犬痴呆量表(CADES)(Madari等,2015)和犬认知功能障碍评定量表(CCDR)(Salvin等,2011)等验证工具的运用。补充评估,包括常规实验室检查、脑脊液(CSF)分析和磁共振成像,有助于排除认知衰退的其他原因并检测与年龄相关的神经解剖学改变(Ehrenzweig和Hunter,2023)。

然而,临床诊断通常在行为症状明显且治疗选择效果较差的中晚期阶段才确立。这一局限性加速了对客观、微创生物标志物的探索,以支持早期检测、监测疾病进展并改善治疗决策(Ribeiro等,2026)。

历史上,CCD的生物标志物研究,如同人类AD一样,集中于Aβ相关病理(Hines等,2023)。然而,越来越多的证据强调CCD是一种多因素疾病,捕捉下游神经退行性变和胶质细胞反应的生物标志物可能提供互补且临床附加的信息。研究已探索神经丝轻链(NfL)(Alsulami等,2025;Sung等,2024)、tau蛋白异常(Abey等,2021)和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)(Alsulami等,2025;Yoon等,2025)。这些标志物共同可能提供对老龄犬神经退行性变的更全面理解。

因此,本结构化叙述性综述综合了关于CCD的Aβ、tau、NfL和GFAP相关生物标志物的知识,讨论其生物学意义、诊断性能以及对人类神经退行性疾病研究的转化意义。通过识别关键进展和空白,我们旨在支持开发更早期、更精确的诊断策略,最终惠及犬和人类大脑健康。

**主体文本**

**材料与方法**
本次结构化叙述性综述的检索聚焦于评估与CCD相关的生物标志物的研究,在PubMed、Web of Science和Scopus中截至2025年9月进行,使用“canine cognitive dysfunction”、“dog”、“biomarker”、“amyloid”、“neurofilament light”、“tau”和“GFAP”等术语的组合。符合条件的记录仅限于报告来自犬样本的主要生物标志物数据的原始研究文章。对纳入文章参考文献列表进行手动筛查以识别额外相关研究。

应用资格标准以增强透明度和方法学严谨性。纳入标准为:(i) 涉及评估老龄和/或认知衰退的犬的研究,以及 (ii) 报告脑组织、CSF或血液中与淀粉样蛋白-β(Aβ)、NfL、tau和/或GFAP相关的生物标志物测量。仅涉及非犬物种、单病例描述或治疗干预的报告未纳入。综述、病例报告和会议摘要仅用于背景和解释性支持。

数据以叙述方式总结,强调样本特征(品种组成、年龄范围和认知表型)、分析平台(例如酶联免疫吸附测定-ELISA、单分子阵列-SIMOA、质谱法)以及生物标志物结果,包括其与认知状态的报告关联。鉴于各研究在设计、方法和结果测量上的异质性,优先采用定性综合而非荟萃分析汇总,以识别趋同证据、不一致性和知识空白。

本研究归类为结构化叙述性综述,一种结合系统可重复检索策略与定性叙述综合的方法。该方法不同于正式的系统综述(例如,遵循PRISMA),不要求穷尽检索所有合格研究,也不进行定量数据合并。相反,它采用明确检索词、显式数据库覆盖和资格标准以确保全面透明的文献检索,同时保留解释灵活性,以综合跨越不同研究设计、物种特定背景和分析平台的异质性证据体。此分类符合生物医学研究中结构化叙述性综述的既定框架(Green等,2006;Ferrari,2015)。

**概述**
所分析的每种样本类型(脑、脑脊液和血液)单独及组合的主要生物标志物总结于图1。同时,图2展示了文章中讨论的Aβ和tau病理、NfL和GFAP的结果,以及其病理生理学的示意图。以下部分按相同划分呈现文章讨论:关于Aβ、tau、NfL和GFAP的论文,侧重于脑组织、CSF和血液(血浆或血清)的分析。

(图1和图2的详细描述省略,因无法在文本中显示图像。)

**淀粉样蛋白-β(Aβ)**
β-淀粉样蛋白(Aβ)肽是跨膜淀粉样前体蛋白(APP)的关键蛋白水解衍生物,通过β-分泌酶和γ-分泌酶顺序切割产生(Brothers等,2018;Hardy和Higgins,1992)。在正常生理条件下,可溶性Aβ单体有助于神经保护功能,包括抗菌防御和调节突触可塑性及兴奋性稳态(Brothers等,2018)。然而,当化学计量失衡导致Aβ42亚型积累时,会出现病理转变,该亚型具有高度错误折叠成毒性寡聚体的倾向(Selkoe和Hardy,2016)。

在1980年代末之前,特异性针对Aβ的抗体尚未广泛可用,使得早期对“老年”或“神经突”斑块的描述难以在现代神经病理学术语中解释。犬脑中Aβ的首次系统检查之一使用免疫组织化学、改良Bielschowsky银染色、硫黄素S和刚果红评估了100多只犬(Cummings等,1996)。作者观察到超过一半的10岁及以上动物存在Aβ沉积和免疫反应性淀粉样斑块。然而,致密核心、纤维性斑块不常见,即使在17-18岁的犬中也未一致检测到刚果红阳性或硫黄素S阳性病变。尽管使用荧光检测方法和紫外激发硫黄素S(比传统偏振光显微镜更敏感),但这种嗜刚果红性缺乏仍然存在。总的来说,这些早期发现表明,尽管老龄犬积累大量Aβ,但斑块通常保持弥漫性,可能不会成熟为晚期人类AD典型的高度纤维性、嗜刚果红结构。

在随后几十年中,对犬Aβ积累的研究大大加深了我们对CCD作为AD型淀粉样变性的自然发生模型的理解。关键研究总结于表1。Head等人(2010)的一项有影响力的研究使用靶标特异性抗体定量了老龄比格犬前额叶皮层和CSF中的Aβ40、Aβ42和寡聚体组装。例如,使用偶联的BA27(针对Aβ40)或BCO5(针对Aβ42)证明SDS可溶性Aβ42和Aβ寡聚体与年龄和认知缺陷强相关。为清晰和一致,这里按克隆/靶标引用抗体:BA27(抗Aβ40)和BC05(抗Aβ42/43)。使用这些试剂,作者报告SDS可溶性Aβ42和Aβ寡聚体随年龄增加并与认知缺陷相关,而总斑块负荷本身不能完全预测损害(Head等,2010)。这项工作支持了可溶性Aβ种类可能比斑块负荷与认知结果更强烈相关的概念,与人类AD的观察一致。相应地,随着老龄犬在易感皮层区域积累Aβ,CSF Aβ42倾向于随淀粉样负荷增加而下降,与AD中广泛报道的逆关系一致(Fagan等,2006;Head等,2010)。

补充这项工作,Yu等人(2011)在人类AD脑和老龄认知功能障碍犬之间进行了组织病理学和免疫组织化学比较。他们报告老龄犬在皮层和海马区域发展出丰富的Aβ沉积,包括实质斑块和血管Aβ,其分布类似于人类脑淀粉样血管病(CAA)。然而,犬斑块通常更弥漫,且不伴随晚期人类AD特征的完整淀粉样斑块和神经原纤维缠结病理谱。这些发现支持CCD作为一种部分但生物学信息丰富的AD样病理,其中淀粉样沉积突出而下游tau聚集相对有限(Yu等,2011)。

犬Aβ沉积的生化复杂性在证明焦谷氨酸修饰的Aβ(AβpN3)以年龄依赖性方式积累并成为淀粉样斑块的主要成分后进一步细化(Chambers等,2011),从而反映人类AD,其中焦谷氨酸Aβ被认为特别易聚集且具有神经毒性(Bayer,2022)。Frost等人(2013)的平行工作检查了跨物种的焦谷氨酸-3 Aβ,并报告在犬中稳健沉积,进一步强化了犬斑块可含有与人类聚集和毒性相关的翻译后修饰Aβ种类(Frost等,2013)。

不同年龄犬的品种特异性异质性在Aβ沉积方面得到了表征(Mesquita等,2021)。虽然实质斑块形成和血管Aβ沉积均与年龄正相关,但显著的个体间变异性持续存在,由品种和体型驱动。这些沉积跨越多个区域,特别是额叶、颞叶和枕叶皮层,其中CAA常与血管周围微出血共存,表明Aβ介导的血管脆弱性。尽管未建立斑块密度与CAA之间的直接相关性,但这些沉积的双重表现反映了人类病理中观察到的神经退行性标志。

CCD中一个关键问题是脑Aβ负荷与认知衰退的追踪程度。Ozawa等人(2016)将淀粉样斑块、CAA、泛素阳性颗粒、星形胶质细胞增生、小胶质细胞增生和神经元计数与基于问卷的CCD严重程度评分相关联。他们观察到斑块密度在14岁前增加,然后在最年老的犬中下降,而CAA随年龄继续增加。值得注意的是,CCD严重程度与胶质细胞活化和突触或髓鞘损伤标志物的相关性比与斑块或CAA严重程度更强,表明淀粉样病理单独可能不足以解释临床损害(Ozawa等,2016)。

最近,Hines等人(2023)评估了有和无CCD的老龄犬中的胶质增生、Aβ1–42聚集和tau过度磷酸化。与年轻对照相比,聚集的Aβ1–42在皮层和海马区域增加,确认Aβ积累是犬脑衰老的稳健特征。有趣的是,Aβ负荷在CCD阳性和年龄匹配的CCD阴性犬中相似,而CCD犬独特地表现出p-tau217免疫反应性,支持Aβ沉积可能是明显认知衰退的必要但非充分条件,下游tau和神经炎症过程可能调节临床转化(Hines等,2023)。

综上所述,现有数据表明脑Aβ沉积与CCD严重程度之间的关系复杂。一些犬表现出大量淀粉样病理而无明显认知损害,而另一些犬在相似Aβ负荷下表现出CCD,可能反映tau病理、神经炎症、突触脆弱性或血管受累的差异。这些特征使犬衰老成为研究淀粉样失调早期和中间阶段及其与血管和胶质反应相互作用的宝贵平台,同时强调在推断至人类AD时应考虑的物种特异性细微差别。

在CSF中,Aβ动力学不遵循简单单调轨迹,而是提示分期依赖性分子变化序列。最引人注目的非线性模式演示之一来自Stylianaki等人(2020),他们报告轻度认知障碍犬的CSF Aβ42升高,随后在严重受损个体中下降(Stylianaki等,2020)。早期症状期犬的Aβ42浓度高于认知未受损的老年犬和晚期CCD犬,形成倒U形模式。此特征类似于人类生物标志物轨迹中提出的早期代偿阶段,其中可溶性Aβ产生增加可能先于隔离为不溶性聚集体(de Leon等,2018;Gaubert等,2019)。在比格犬模型的症状前淀粉样变性阶段也记录了类似的可溶性Aβ种类早期增加(Head等,2010)。

重要的是,犬表现出类似人类的CSF Aβ异构体谱。使用免疫沉淀后MALDI-TOF/TOF质谱法,Sarasa等人(2013)鉴定了从Aβ33到Aβ42的多种Aβ种类,包括几种参与早期AD病理的N端截短肽(Sarasa等,2013)。这种生化重叠支持跨物种保守的APP加工和Aβ聚集途径,加强转化比较的理由。

进一步支持此解释,Alsulami等人(2025)显示CSF Aβ42水平随年龄下降,并与死后评估的皮层淀粉样负荷呈负相关。此外,CSF Aβ1–42/Aβ1–40比值在CCD阳性犬中降低,并与CADES评分相关,与基于比值的测量可能比绝对肽浓度更好地反映疾病相关淀粉样转变的概念一致(Alsulami等,2025)。区域数据还表明Aβ1–42优先在额叶和海马区域聚集,这些区域与认知衰退密切相关(Hines等,2023)。相应地,具有皮层Aβ1–42积累的老龄犬在斑块负荷超过阈值后表现出CSF Aβ42水平降低(Head等,2010)。

值得注意的是,多个犬研究中观察到的非单调CSF Aβ模式与人类队列中越来越多的证据一致,表明CSF Aβ浓度不会立即下降。相反,它可能随着APP切割转向增加可溶性Aβ产生而暂时上升或波动(Jack等,2009)。在此意义上,犬可能部分重现人类AD进展中观察到的早期动态淀粉样失调阶段。

若干因素可能导致犬研究中CSF Aβ轨迹的变异性,包括品种、体型、合并症以及样本处理或测定平台的方法学差异。尽管如此,在多个队列中,出现的模式与生物学上有意义的分期特异性转变一致,即从脑淀粉样变性开始时可溶性Aβ42的早期升高,到皮层Aβ积累和可溶性库减少时的后期降低。

鉴于血液生物标志物(BBMs)在阿尔茨海默病研究中的临床影响日益增长(Hansson等,2022),血液来源的分析物代表了兽医实践中CCD检测和监测的有吸引力和可扩展的方法。如同人类AD,细胞外Aβ40和Aβ42是老龄犬淀粉样斑块形成和脑淀粉样血管病的核心,这些过程与认知缺陷相关(Ozawa等,2016;Papaioannou等,2001)。

最早评估血浆Aβ的研究之一报告,具有最小或不可检测淀粉样病理的年轻和中年犬表现出最高的循环Aβ42浓度,随着认知障碍加重而逐渐下降(Gonzalez-Martinez等,2011)。随后的纵向研究发现,与轻度受损和认知未受损组相比,CCD犬的Aβ42浓度显著更高,而全身性炎症标志物水平在各组间无差异(Schutt等,2015)。更近的研究进一步表明,犬的轻度认知障碍可能以中间或甚至暂时升高的Aβ42浓度和Aβ42/Aβ40比值为特征,随后在晚期CCD中降低,与可溶性Aβ逐渐隔离为不溶性脑沉积一致(Alsulami等,2025)。

这些研究细化了衰老、认知状态和血浆Aβ动力学之间的关系。Panek等人(2021)报告Aβ40和Aβ42随年龄增加,伴随血浆中Aβ42/Aβ40比值逐渐降低和认知表现恶化,强化了基于比值的测量可能优于绝对肽浓度作为临床有意义变化指标的观点(Panek等,2020)。其他研究同样报告与健康对照相比,诊断为CCD的犬血浆Aβ42水平升高(Schutt等,2016)。然而,当仅依赖总Aβ定量时,队列间的不一致性尤为明显,可能反映生物变异性和测定平台及前分析处理的方法学差异。

值得注意的是,迄今为止最全面的分级研究证明,血浆结合和总Aβ42部分(而非仅游离肽水平)最能区分轻度受损与未受损的老龄犬(Stylianaki等,2020)。这些生物标志物改变与CSF Aβ42和认知量表评分相关,表明早期疾病阶段保留中枢-外周耦合,并强调结合游离、结合和总Aβ42/Aβ40测量的多分析物血浆组合的潜在效用,以捕捉分期依赖性淀粉样动力学。

关键的是,若干变异来源可能导致各研究Aβ发现的不一致性。首先,品种组成和体型在各队列中差异很大:大型犬往往比小型犬具有较低的Aβ负荷,这可能混淆跨研究比较。其次,测定平台异质性,包括ELISA方法、SIMOA和质谱之间的差异,影响绝对浓度和实验室间重现性。第三,认知表型工具在不同研究间不同(例如,CADES与CCDR与认知表现任务),导致认知组定义的变化,并可能将处于不同生物学阶段的动物归入相同临床标签。第四,前分析因素,包括CSF和血浆储存条件、冻融循环和收集时间,可能独立于真实生物学差异引入Aβ测量变异性。这些方法学异质性(而非真实生物学不一致)可能解释已发表Aβ数据中的大部分不一致,并强调在得出关于Aβ诊断效用的明确结论之前需要统一方案。

总体而言,趋同证据表明Aβ失调是CCD的关键病理特征,但血浆(和CSF)Aβ测量尚不能提供足够的敏感性和特异性用于独立临床诊断或疾病监测。转化为常规临床应用需要跨明确认知阶段的纵向采样、改进测定平台的一致性,以及与后续章节所述补充生物标志物(特别是NfL、tau相关测量和GFAP)的整合。适应兽医神经科学的淀粉样蛋白/tau/神经退行性变[AT(N)]样框架可能有助于在更广泛的病理生理分期背景下解读血液Aβ结果,从而提高诊断精度和转化可解释性。

**Tau蛋白**
Tau蛋白位于神经元的轴突、树突、细胞核、细胞膜和突触中。该蛋白在星形胶质细胞和少突胶质细胞中也有较低水平的表达。Tau的主要功能是促进神经元轴突中微管的组装和稳定(Imbimbo等,2023)。Tau还参与多种其他生物过程,包括髓鞘形成、神经发生、运动功能、学习和记忆(Kent等,2020)。

虽然Aβ病理在老龄犬中已被广泛表征,但tau作为CCD生物标志物的实用性仍难以捉摸。目前的神经病理学证据表明,老龄和认知受损犬表现出tau过度磷酸化、错误定位和突触积累。这些特征更接近于犬早期tau蛋白病,而非晚期神经退行性变特征的成熟神经原纤维缠结(NFTs)(Abey等,2021)。到目前为止,NFTs仅在犬脑中被罕见鉴定;例如,一项研究中一只犬(Smolek等,2016)和另一项研究中三只犬(Schmidt等,2015)。

在犬脑组织中已研究多个磷酸化位点。Hines等人(2023)报告老龄犬皮层区域p-tau181和p-tau217免疫反应性增加,其中p-tau217优先在CCD犬中检测到,表明该表位具有潜在疾病相关性(Hines等,2023)。此外,与对照相比,CCD犬突触体部分中特定p-tau亚型(p-tau205和p-tau214)显著增加,表明与认知衰退相关的突触tau病理(Smolek等,2016)。在突触水平,与对照相比,CCD犬突触体部分中观察到增加的磷酸化tau亚型,包括p-tau205和p-tau214,表明CCD中的tau病理可能在突触处富集并与认知衰退相关(Smolek等,2016)。此外,报告了涉及学习和记忆的区域(包括海马、丘脑和额叶皮层)中广泛的p-tau396免疫反应性,而神经原纤维缠结样结构罕见,与早期tau蛋白病表型一致(Abey等,2021)。进一步报告表明,CCD中海马和皮层神经元中Aβ寡聚体与磷酸化tau沉积的细胞内共定位,支持寡聚Aβ与tau失调之间的致病相互作用(Habiba等,2021)。

在人类AD中,CSF总tau(t-tau)和磷酸化tau(p-tau)升高强烈反映神经元损伤并与疾病严重程度相关(Teunissen等,2025)。然而,在犬中,现有证据表明tau病理更微妙和异质(Vikartovska等,2021),限制了CSF tau生物标志物直接转化为CCD临床有用工具。

尽管存在这种生物学底物,基于CSF的研究尚未证明与CCD相关的tau浓度一致或稳健的变化。有限的现有报告表明,与年龄匹配对照相比,认知受损犬的CSF中t-tau和p-tau水平不变或仅轻微升高,在当前分析条件下未能显示诊断效用(Vikartovska等,2021;Alsulami等,2025)。

这种不一致可能反映生物学和方法学因素,特别是组织水平tau积累(主要是前缠结和突触)与细胞外液tau释放有限之间的脱节。与人类随疾病进展发展出丰富神经原纤维缠结不同,犬通常表现出前缠结和以突触为中心的tau病理,可能导致CSF中细胞外tau释放较低(Abey等,2021)。此外,用于测量tau的商业免疫测定是为人类tau亚型设计和验证的,由于序列和表位微小差异可能降低在犬中的敏感性。小样本量、异质临床分期方法和CSF收集程序变异性进一步妨碍可靠测量。

最近的转化努力已开始量化老龄认知受损犬CSF和血浆中的tau(总或磷酸化)(Alsulami等,2025;Yoon等,2025)。然而,尚未建立一致的诊断级CSF tau升高,强化tau目前仍是CCD中探索性生物标志物的观点。

尽管如此,tau在概念上仍是一个重要标志物,因为它反映淀粉样生物标志物未捕获的下游神经元损伤。随着针对犬tau的更灵敏测定方法的开发和具有神经病理学验证的更大纵向队列的可用,CSF tau可能最终对监测疾病进展的生物标志物组合做出有意义的贡献。目前,CSF tau应被视为CCD中神经退行性变的新兴、仍处于实验性的指标,其未来转化价值取决于技术进步和持续严格调查。

血液中的tau作为人类AD神经退行性变的生物标志物引起了相当大的兴趣。血浆磷酸化tau种类,特别是p-tau181和p-tau217,在整个AD连续谱中表现出强大的诊断和预后性能(Janelidze等,2025)。然而,在犬中,现有证据仍然有限,血液中测量的tau尚未成为CCD的有用生物标志物(Vikartovska等,2021)。

评估犬衰老和认知衰退中外周tau的关键研究总结于表1。迄今为止,唯一系统评估早期认知衰退背景下血液tau的研究是Vikartovska及其同事(2021)的工作,他们使用超灵敏SIMOA测定量化了被分类为轻度认知受损、正常衰老老龄犬或年轻对照的宠物犬血清tau、NfL和Aβ42。他们报告轻度受损犬血清NfL较衰老和年轻对照均明显增加,而血清tau浓度在各组间无差异,数值保持在窄范围内(Vikartovska等,2021)。重要的是,外周tau信号的缺失与同一队列中的神经病理学观察一致,其中未检测到AT8(p-tau202/205)阳性神经原纤维缠结样病理,尽管存在丰富的Aβ斑块和小胶质细胞活化(Vikartovska等,2021)。

因此,后续CCD血液生物标志物研究已从tau转向,转而关注与认知衰退具有更稳健和可重复关联的分析物。NfL,以及较小程度的GFAP(星形胶质细胞增生指标),已成为临床损害的更可靠相关物(Alsulami等,2025;Yoon等,2025)。机器学习方法也优先考虑代谢和炎症蛋白,包括RBP4、CXCL10和NOX4等候选物,而tau未被保留为预测模型的核心特征(Kim等,2024)。此模式表明,在当前实验条件下,外周tau相对于CCD中更具信息量的血液生物标志物提供的增量价值有限。

若干生物学和分析因素可能解释这些结果。神经病理学数据表明,犬tau病理通常微妙、弥漫,并富集于前缠结或突触区室,过度磷酸化tau在突触中积累并在神经元内错误定位,而经典神经原纤维缠结在大多数CCD脑中罕见(Hines等,2023)。这种表型可能仅产生适度的细胞外tau释放和极少的血液溢出,特别是在缺乏广泛神经元丢失的情况下。

犬脑组织中tau过度磷酸化的稳健神经病理学证据与CSF或血液tau缺乏一致、诊断性信息变化之间的明显脱节值得批判性讨论。至少两个相互作用因素解释这种不一致。生物学上,CCD tau病理主要是前缠结和以突触为中心:过度磷酸化tau在突触区室中积累并在神经元内错误定位,而非形成驱动人类AD中tau释放的细胞外可及神经原纤维缠结。这种区室化可能限制tau溢出到CSF和血液中,导致即使在存在大量神经元内病理时液体水平变化也最小且不一致。技术上,大多数可用tau免疫测定是为人类tau亚型和表位(例如,AT8、AT100、pSer181、pThr217)开发和验证的。它们与犬tau的交叉反应性可能不完整,定量准确性可能因未系统表征的表位差异而受损。总之,这些生物学和技术因素提供了连贯的解释,说明为何稳健的组织水平tau病理在现有条件下未转化为临床有用的液体生物标志物信号,并强调CCD中CSF tau信号的缺失不应被解释为tau病理的缺失。

从转化角度看,这并不意味着应完全放弃血液中的tau,但确实需要重新调整预期。与人类(血浆p-tau217和p-tau181现已成为AD病理的领先血液生物标志物,并开始用于试验筛选和风险分层(Ossenkoppele等,2025))不同,尚无已发表研究报道CCD犬血浆磷酸化tau种类,且唯一可用的血液总tau数据为阴性。任何未来进展可能依赖于开发针对特定p-tau表位(如p-tau181或p-tau217)的犬优化测定、跨越临床前至晚期CCD的精心纵向设计,以及血液tau与互补标志物(Aβ、NfL、GFAP、代谢和炎症蛋白)和影像学的整合。在出现此类数据之前,血液tau应作为有趣但仍属推测的途径,而非当前CCD生物标志物工具箱中的实用指标。

**神经丝轻链(NfL)**
NfL是大口径有髓轴突的主要细胞骨架成分,其释放到脑脊液(CSF)和血液中被广泛认为是神经轴突损伤的敏感标志物(Khalil等,2024)。在人类中,包括阿尔茨海默病在内的神经退行性疾病中,CSF和血浆NfL浓度随正常衰老而增加,并在与轴突变性相关的疾病中表现出显著升高,使NfL成为当前可用的最稳健的神经退行性变生物标志物之一(Khalil等,2018)。

主要NfL研究总结于表1。在犬中,尚无研究直接量化CCD动物脑组织中的NfL蛋白水平。然而,神经病理学和神经解剖学数据强有力地支持与认知相关区域存在轴突病理。犬的经典免疫组织化学工作表明,神经丝阳性神经元在皮层Ⅲ层和Ⅴ层的中型和大型锥体细胞中特别丰富,表明长程皮层-皮层和皮层-传出投射特别富含神经丝蛋白,因此在轴突变性时是NfL释放的主要来源(Hof等,1996)。

随后的犬衰老研究记录了脑组织中一系列退行性变化,包括神经元丢失、胶质增生以及轴突和白质变性。在一项20只老犬对比10只幼犬的开创性形态学研究中,Borràs等人(1999)使用胶质纤维酸性蛋白、神经丝、泛素和β-淀粉样蛋白的免疫组织化学报告了涉及脑膜、脉络丛、血管、神经元和胶质细胞的年龄相关变化(Borras等,1999)。

兽医神经学的证据首先证明,患有急性或慢性中枢神经系统损伤(包括未知原因脑膜脑炎和颅内肿瘤)的犬CSF NfL浓度显著升高,确认轴突变性与CSF NfL释放之间强大的生物学偶联(Yun等,2023)。NfL与衰老和认知衰退的相关性最近才出现。在一项涵盖幼年、成年和老年年龄组(有无认知障碍)的宠物犬综合生物标志物研究中,CSF NfL水平随年龄稳健增加,且认知障碍犬显著高于年龄匹配对照(Alsulami等,2025)。重要的是,CSF NfL不仅与实足年龄相关,还与主人报告和临床医生评估的认知功能障碍测量相关,表明NfL反映疾病相关神经退行性变而非仅衰老(Alsulami等,2025)。

这些结果与认知受损犬血浆中的平行发现一致,其中NfL显示与年龄和受损严重程度的强烈关联(Vikartovska等,2021)。虽然血浆NfL因其临床可行性而受到更多关注,但CSF NfL仍是中枢轴突损伤的机制更相关测量。此外,它提供了外周NfL作为CCD相关神经退行性变替代标志物的关键验证。总之,CSF和血浆数据表明NfL可作为犬衰老谱中的分期生物标志物,反映其在人类阿尔茨海默病中的作用,并强化犬模型的转化价值。

值得注意的是,NfL在CCD生物标志物图谱中脱颖而出。与tau(因犬中主要前缠结tau蛋白病而显示微妙且不一致的液体水平变化)不同,NfL可靠地反映被认为驱动认知衰退的轴突损伤和突触变性(Vikartovska等,2021;Alsulami等,2025)。

超灵敏SIMOA技术的引入代表了犬生物标志物研究的重大进步,能够可靠定量血液中的NfL。在第一项转化研究中,平均NfL浓度从幼犬和幼年犬的约5 pg/mL上升到老年和暮年犬的约47 pg/mL,在诊断为退行性脊髓病或CCD的动物中达到约80-100 pg/mL(Panek等,2020)。这些年龄相关轨迹与人类报告的轨迹密切平行,支持NfL作为神经轴突损伤标志物的跨物种有效性。后续研究加强了血液NfL与认知状态之间的关联。在一个老龄宠物犬群体中,Fefer等人(2022)整合了行为问卷(CADES、CCDR)、认知表现任务和血浆NfL测量,显示较高NfL水平与较差抑制控制(r2≈0.48)和较高CADES评分相关(Fefer等,2022)。这些结果提供了血浆NfL反映执行功能障碍并可能帮助识别早期认知衰退犬的首个直接证据。

综上所述,现有证据表明CSF NfL代表老龄犬神经轴突损伤的生物学基础扎实且临床前景良好的生物标志物。随着标准化认知表型的纵向队列可用,CSF NfL及其血浆对应物已准备好作为表征CCD轨迹和监测疾病进展的多模式生物标志物框架的核心组成部分,从而加强犬模型对人类神经退行性研究的转化相关性。

额外支持来自使用免疫磁还原(IMR)技术的研究,这些研究表明CCD犬血浆NfL浓度显著高于认知正常对照,强化了外周NfL用于CCD早期检测的诊断潜力(Yoon等,2025)。

最近,一项纳入配对血浆和CSF样本的综合生物标志物研究揭示了两个区室中NfL浓度随年龄和认知衰退增加而平行升高(Alsulami等,2025)。被分类为CCD阳性的犬血浆和CSF NfL显著更高,血浆浓度与主人报告的受损(CADES、CCDR)以及CSF NfL强相关,确认外周NfL反映中枢轴突病理(Alsulami等,2025)。这些发现与新兴研究一致,强调NfL升高是CCD中最一致和可重现的BBM改变之一,伴随Aβ肽的年龄相关变化(Yoon等,2025)。

对品种特异性队列的详细分析也细化了对pNfL生理调节因子的理解。在一项健康拉布拉多猎犬研究中,血浆NfL显示与年龄中等强度的正相关(Spearman’s ρ=0.68,p<0.0001)。相比之下,身高和体重与NfL显示弱至中度负相关。双变量回归模型表明,年龄增加和体重减少均独立预测较高NfL浓度(Perino等,2021)。此模式与Panek及其同事(2020)的发现部分对比,后者在更异质群体中未发现体重对NfL水平的影响。这些差异可能反映品种、形态和种群结构的差异,以及单品种研究典型的较窄体重范围。

对于真正转化框架,未来研究应将体内NfL测量与死后NfL免疫组织化学或ELISA结合在特征明确的CCD和对照脑中,以绘制区域轴突丢失并将其与认知阶段和其他生物标志物(如Aβ、tau、GFAP)关联。此类工作对于从当前主要推断模型(假设液体NfL反映脑轴突变性)转向NfL作为CCD生物标志物的验证神经病理学锚定至关重要。这将有助于确立血浆NfL作为老龄犬神经退行性变的稳健、微创生物标志物。尽管如此,尽管NfL非疾病特异性,但其对轴突损伤的敏感性、强年龄关联以及在认知受损犬中的一致升高,使其成为自然发生的犬认知衰退中对神经退行性变进行分期、监测进展和潜在评估治疗反应的有价值工具。

从临床角度看,NfL在兽医实践中最直接的效用在于疾病分期和纵向监测,而非鉴别诊断。鉴于其在各种神经系统疾病中的非特异性,单次NfL升高不能区分CCD与其他神经轴突损伤原因(例如,脑膜脑炎、颅内肿瘤、退行性脊髓病)。然而,对已诊断CCD或因其年龄和品种特征处于高风险状态的犬进行系列NfL测量,可提供神经退行性变速率的定量信息——类似于NfL目前在人类AD试验中作为药效学作用,其中它追踪候选疗法的靶点参与和神经保护效果(Khalil等,2024)。这种药效学应用使NfL成为未来犬介入研究(包括神经保护饮食、环境富集方案或疾病修饰药物试验)中特别有吸引力的主要或次要结局指标。跨研究血浆和CSF NfL的强一致性(Alsulami等,2025)在此特别相关:它确认微创血液采样可在纵向临床监测中替代CSF收集,显著提高临床和研究环境中的可行性和动物福利。

将NfL转化为常规兽医临床使用的关键先决条件是建立按品种、体型和年龄分层的正常参考范围。现有数据表明血浆NfL受年龄(正)和体重(负)影响,单品种队列产生比混合品种群体更窄且更具
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