《Journal of Clinical Medicine》：The Role of Neurofilaments in Diagnosis and Monitoring of Amyotrophic Lateral Sclerosis
背景：肌萎缩侧索硬化症（ALS）是运动神经元病（MND）最常见的类型，是一种毁灭性诊断，常在症状出现后2-5年内导致死亡。呼吸衰竭和与呼吸肌无力相关的吸入性肺炎是最常见的死亡原因。由于诊断困难且预后凶险，大量研究旨在确定可靠的生物标志物以诊断ALS、预测预后并改善临床试验入组，以进一步推进研究。在过去几十年中，神经丝（NFs）已成为有前景的生物标志物，尤其是神经丝轻链（NFL）和磷酸化神经丝重链（pNFH）。本综述旨在总结当前关于NFs作为ALS生物标志物的证据。当前证据：在脑脊液中测量的NFL和pNFH水平高于血清，且脑脊液与血清水平相关。高脑脊液NFL、血清NFL和脑脊液pNFH水平能够区分ALS患者与健康对照、其他神经系统疾病、神经退行性疾病对照（不含MND）、其他MND亚型及ALS类似疾病；然而，研究报告了高度异质性，无论使用何种介质或NFs。关于NFs预测ALS患者呼吸衰竭的研究数量较少。结论与未来方向：尽管大量研究一致报告ALS患者NF水平高于各种对照组，但由于结果的高度异质性和证明其预后价值的不一致性，其临床价值有限。进一步理解NF水平与呼吸衰竭之间的关系对于改善ALS患者生活质量和提高生存率至关重要。
1. 引言
1.1. 背景
运动神经元病（MND）是一组罕见的神经退行性疾病，主要影响上运动神经元（UMN）、下运动神经元（LMN）或两者。UMN从高级皮层中枢投射至脑干和脊髓，LMN指前角细胞，从脑干和脊髓投射至肌肉。UMN和/或LMN的退行性变是MND的特征性病理改变。肌萎缩侧索硬化症（ALS）是MND最常见的类型，导致UMN和LMN均发生退行性变。运动神经元功能障碍导致骨骼肌（随意肌）无力症状，包括上下肢、躯干和呼吸肌。尽管起病隐匿且多样，ALS常表现为吞咽困难、构音障碍和呼吸功能障碍。MND也可引起认知和行为改变。ALS的人群患病率相对较低，可能由于预期寿命短。一般人群终生患ALS的风险约为1/385，而有ALS一级亲属者约为1/70。发病率随年龄增长而增加，70-79岁达高峰，平均发病年龄在58-63岁之间。男性是某些ALS亚型的危险因素。白种人患ALS的风险也增加。一些证据表明吸烟和某些职业相关环境暴露与ALS有关。部分研究发现接触性运动史与ALS相关，早期证据表明反复头部和颈椎创伤的运动员患ALS风险增加，尤其是接触烟草者。除环境因素外，遗传在ALS的遗传性和发展中起关键作用。家族性ALS（fALS）定义为生物学家族中多于一名成员患病，占所有ALS病例的5%-10%。然而，该统计可能低估了ALS患者中基因突变的发生率，许多患者携带无症状携带者的遗传突变。四个基因在ALS病理生理学中的意义被广泛研究：C90RF72、FUS、SOD1和TARDBP。总之，遗传、年龄、性别和环境因素之间存在复杂的相互作用，每种因素均可能促进疾病发展和疾病表型。诊断主要依赖该领域专家进行详细病史采集和临床检查，结合肌电图（EMG）研究。临床上，ALS可表现为与ALS类似疾病（ALSmd）相似的症状。ALSmd是一组通过症状、临床表现或解剖学表现与ALS相似的疾病，包括脊髓延髓肌萎缩症（Kennedy病）、多发性硬化、多灶性运动神经病、遗传性痉挛性截瘫和神经性肌萎缩（Parsonage-Turner综合征）。由于患病率低且更常见疾病具有相似表现，诊断常延迟。平均在症状出现后1年确诊。ALS通常在症状出现后2-5年内导致死亡，但预后范围从数月至数年，部分患者可存活数十年。患者生存主要受呼吸衰竭发展限制。大多数患者发生2型呼吸衰竭（低氧血症伴高碳酸血症），最终导致死亡。呼吸功能下降部分源于膈神经功能障碍，导致失神经支配和膈肌无力。呼吸功能下降与生活质量下降相关，主要由于症状引起的不适，常见包括呼吸困难、端坐呼吸和分泌物清除困难。研究还表明，呼吸困难加重与疲劳严重程度正相关，进而影响ALS患者生活质量。早期识别ALS患者的呼吸症状、夜间低通气和2型呼吸衰竭可指导开具缓解症状的药物和设备。目前，ALS合并呼吸衰竭的患者接受无创机械通气（NIV）治疗，部分选择气管切开/有创机械通气（IMV）。研究发现，家庭NIV或IMV可延长ALS患者预期寿命，有证据表明IMV可能比NIV更延长预期寿命，但尚不确定。部分证据表明，决定接受气管切开的患者可进一步延长预期寿命，平均延长2年。对于无严重延髓损伤的ALS患者，使用NIV不仅可延长生存时间，还能在此期保持生活质量。早期使用机械通气与较高的用力肺活量（FVC）相关，而FVC也与更好的生存相关。早期识别有低通气风险的患者可能允许更早使用机械通气并获得更好结局。监测ALS呼吸功能的方法包括肺功能检查（如FVC和慢肺活量（SVC））、峰值咳嗽流量（PCF）、嗅鼻吸气压力（SNIP）、最大吸气压力（MIP）、血气分析和睡眠研究获得的呼吸参数。识别预测ALS患者呼吸衰竭的生物标志物将有助于及时处理肺泡低通气，并可能改善发病率和死亡率结局。通过确定ALS发展和进展的机制，可促进早期诊断并提高临床试验入组的准确性。目前，试验入组常基于El-Escorial标准，但这些标准缺乏特异性。修订版ALS功能评定量表（ALSFRS-R）广泛用于评估ALS临床试验中的功能结局，包含12个问题评估粗大运动任务、精细运动任务、延髓功能和呼吸功能。该量表具有较高的评估者间信度和评估者内信度，但仍是主观评分，且未能调整对症治疗。识别客观生物标志物可改进临床试验纳入标准，从而靶向治疗。过去几十年中，寻找可靠生物标志物以识别ALS和监测进展的研究一直是热点。神经丝（NFs）在ALS中似乎是有前景的诊断和预后生物标志物。然而，尽管多项研究一致报告ALS中NFs水平升高，并与症状、生活质量和预期寿命相关，这些生物标志物尚未纳入常规临床实践。在本文献综述中，研究人员将概述当前关于NFs在ALS中诊断和预后应用的证据，旨在理解限制NFs投入临床实践的障碍。研究人员还将探讨NFs预测ALS患者呼吸衰竭的潜在用途。
1.2. 神经丝
NFs是一种仅存在于神经元中的中间丝，直径约10 nm。它们由三种主要蛋白亚基组成：神经丝轻链（NFL）、神经丝中链（NFM）和神经丝重链（NFH）。这些亚基在中枢神经系统（CNS）中由α-内连蛋白补充，在周围神经系统（PNS）中由外周蛋白补充。发育过程中，轴突较细且NFs含量低；随着轴突成熟并髓鞘化，它们积累更多NFs。NFs也存在于树突和神经元胞体（核周体）中，但含量较少。在成熟轴突中，NFs呈直、无分支且高度组织成平行排列。单个NFs由三部分组成：中央杆状结构域、N-末端可变结构域和C-末端结构域。单个NFs通过从丝核心垂直延伸的侧臂等距分隔。它们的存在、基因表达和磷酸化决定轴突直径、髓鞘化、轴突强度、轴突结构和传导速度。NFH和NFM被高度磷酸化，有助于建立稳定的轴突细胞骨架。在成熟神经元中，NFs主要存在于运动神经元轴突中。NFs形成长而细的丝状网络，与肌动蛋白丝和微管丝相互作用形成细胞骨架网络。这三个细胞骨架网络共同调节细胞迁移，从而影响轴突结构。NFs在ALS中已被广泛研究。由于损伤、炎症、衰老等原因导致的轴突损伤导致NFs释放到脑脊液（CSF）中，然后以相对较低浓度进入血液。它们被认为是慢性和急性神经元损伤的可靠标志物，并具有较长的半衰期。在ALS患者血液和CSF中已记录到NFs水平升高，尤其是NFL和磷酸化神经丝重链（pNFH）。NFL和pNFH水平升高均表明运动神经元损伤；但一些证据表明，较高的NFL水平与UMN损伤相关性更好，而较高的pNFH水平与LMN损伤相关性更好。有建议认为pNFH可能比NFL更可靠地区分ALS和疾病类似疾病。然而，NFL的研究更为广泛。pNFH的测量对神经轴突损伤具有高度特异性，因此可能有助于诊断ALS。作为诊断生物标志物，NFL相对非特异性，因为它是神经元损伤的标志物。然而，ALS发病机制涉及长运动神经元轴突的快速退行性变，这导致NFL水平显著高于许多其他神经退行性疾病。NFs的磷酸化是最常见的翻译后修饰，在调节神经元功能、稳定性和轴突运输速度中起关键作用。NF亚基的磷酸化促进NFs的正确组装并增加对降解的抵抗力。NFH和pNFH在临床试验中有时可互换使用，因为理解pNFH在轴突中更丰富且在CSF中更稳定，使其成为更容易测量的生物标志物。然而，NFH磷酸化可能通过减缓轴突运输和NFH与其他细胞骨架蛋白的相互作用促进ALS进展。NFs的异常磷酸化可导致异聚体聚集，这在ALS中可见。这些聚集物具有弹性且抵抗分解。
2. 当前证据
2.1. 脑脊液与血液中的神经丝、分析技术及稳定性
当前研究提出两种主要测量患者群体中NFs的方法：CSF和血液；后者在血清和血浆样本中均进行分析。Shahim等报告血清中NFL水平与血浆中相关，但血浆中比血清中高约17%且变异更大。血液和CSF中NFL及pNFH水平之间也存在强相关性。然而，血液与CSF水平之间的相关性对于NFL强于pNFH。这些结果得到Xu等的支持。然而，不同研究中使用不同的分析技术测量血液和CSF中的NFs，包括酶联免疫吸附测定（ELISA）、电化学发光免疫测定（ECL）、化学发光酶免疫测定（CLEIA）和单分子阵列（SIMOA）。这些方法灵敏度的差异可能导致研究结果不一致和研究间异质性增大。部分（但非全部）荟萃分析承认并考虑了不同分析技术。Sferruzza等的荟萃分析发现，CSF中SIMOA与ELISA无差异，但SIMOA在区分ALS患者与对照组的血液NFL水平方面可能更有效。同一研究还发现，比较受试者工作特征曲线下面积（AUC）时，CSF中NFL的诊断准确性高于血液（AUC分别为0.90和0.78），进一步分析显示血液样本中假阳性率高于CSF样本。Gaiani等的纵向研究发现，CSF储存时间与NFL水平无显著影响，表明其在储存样本中随时间稳定。临床上，这对于允许CSF NFL测量的实际实施很重要。关于NFs水平是否随时间稳定的证据存在矛盾。一些研究表明，水平随时间变化，因此可能用于监测疾病进展。普遍认为，总的NFs水平随时间下降，并在疾病末期由于运动神经元破坏已经发生且不再释放NFs而降低。
2.2. 肌萎缩侧索硬化症与非神经退行性对照
多项研究发现，NFL测量可区分ALS患者与对照。Agah等进行的荟萃分析发现，CSF中NFL水平在ALS患者中显著高于对照（非ALS患者）和神经健康对照（NHCs）。Shahim等的另一项荟萃分析发现，CSF NFL在区分ALS患者与对照方面具有高灵敏度。同一研究显示高特异性（0.90 [95% CI = 0.83, 0.94]）且总体表现良好。然而，结果显示出研究间中高水平的异质性（I
2 = 83.7%），降低了结果可靠性。进一步检查发现，大多数纳入研究具有高灵敏度（>0.80），所有纳入研究灵敏度均>0.75。特异性变化较大，大部分结果特异性>0.80，一个异常结果为0.56。Verde等也进行了荟萃分析，发现ALS患者CSF NFL水平显著高于NHCs，具有中高度异质性（I
2 = 84%）。年龄调整后，差异无明显变化。Sferruzza等也发现ALS患者CSF NFL水平显著高于NHCs，高度异质性（I
2 = 95%）。Xu等发现ALS患者CSF NFL水平显著高于对照，中度异质性（I
2 = 82.5%）。Gaiani等的纵向研究发现，CSF NFL能够可靠地区分ALS和对照，ALS患者浓度更高。Agah等的荟萃分析发现，ALS患者血液样本中NFL显著升高，与对照和NHCs相比。Verde等比较ALS患者与NHCs得到类似结果，但高度异质性（I
2 = 87%）。年龄调整增加了ALS与NHC之间的平均差异。Sferruzza等得出结论，血液NFL在ALS中显著高于NHCs，异质性较低（I
2 = 82%）。Xu等发现ALS患者血液NFL水平显著高于对照，低异质性（I
2 = 20.4%）。其中一项研究使用ECL，其余使用ELISA。Agah等的荟萃分析发现，ALS患者CSF和血液NFL水平均显著高于非神经退行性对照（NNCs），后者包括头痛、特发性颅内高压和炎症性多神经病等非神经退行性神经系统疾病患者。CSF中pNFH的测量对于区分ALS患者与对照也具有高灵敏度和特异性。Shahim等的荟萃分析注意到高合并灵敏度（0.84 [95% CI = 0.79, 0.88]）和特异性（0.83 [95% CI = 0.77, 0.89]）。尽管CSF pNFH的结果异质性低于CSF NFL（分别为I
2 = 69.6%和I
2 = 83.7%），但其灵敏度和特异性也低于NFL。Xu等报告ALS患者CSF中pNFH水平显著高于对照，中高度异质性（I
2 = 84.7%）。同一研究发现ALS患者血液中pNFH水平与对照无差异，中高度异质性（I
2 = 87.5%）。
2.3. 肌萎缩侧索硬化症与其他神经退行性疾病
Agah等进行的荟萃分析发现，ALS患者CSF中NFL水平显著高于神经退行性对照（NCs），后者包括帕金森病（PD）、额颞叶变性（FTLD）和阿尔茨海默病（AD）等疾病。ALS患者CSF NFL水平显著高于FTLD和AD。Gaiani等的纵向研究发现，CSF NFL能够可靠地区分ALS和非ALS额颞叶痴呆（FTD），ALS患者浓度高于其他FTD患者。Sferruzza等得出结论，ALS患者CSF NFL水平显著高于其他神经系统疾病（OND），高度异质性（I
2 = 94%）。血液结果无显著差异，异质性更高（I
2 = 98%）。Verde等发现ALS患者CSF中NFL浓度高于OND，但研究间高度异质性（I
2 = 94%）。比较ALS患者与OND血液NFL水平时得到类似结果，高度异质性（I
2 = 95%）。Xu等发现ALS患者CSF中NFL水平显著高于OND，高度异质性（I
2 = 94.3%）。同一研究未发现ALS患者与伴CNS受累的OND之间CSF pNFH水平存在显著差异，异质性极高（I
2 = 95.936%）。Agah等进行的荟萃分析发现，ALS患者CSF NFL水平显著高于ALSmd。Verde等类似发现ALS患者CSF NFL水平高于ALSmd，中度异质性（I
2 = 62%）。Sferruzza等得出结论，ALS患者CSF NFL显著高于ALSmd，中度异质性（I
2 = 71%）。Xu等发现ALSmd患者CSF NFL水平显著低于ALS，异质性极低（I
2 = 0%），可能由于仅纳入两项研究。测量CSF中NFL水平得到类似结果。Shahim等的荟萃分析得出结论，CSF NFL在区分ALS患者与ALSmd方面具有高灵敏度（0.87 [95% CI = 0.83, 0.89]）和高特异性（0.84 [95% CI = 0.77, 0.88]）。该研究还发现CSF NFL具有高诊断准确性，汇总受试者工作特征（SROC）曲线为0.92。Gaiani等的纵向研究发现，CSF NFL能够可靠地区分ALS和ALSmd，ALS患者浓度高于ALSmd。Behzadi等发现ALS患者CSF NFL显著高于神经病和脊髓病患者以及仅脊髓病患者。血液样本结果类似，ALS患者血液NFL显著高于NCs、FTLD和AD。Behzadi等也发现ALS患者血浆NFL显著高于神经病和脊髓病患者以及仅脊髓病患者。Agah等发现ALS患者血液NFL显著高于ALSmd。Verde等得到类似结果，异质性极低（I
2 = 0%），可能由于纳入研究数量少。Sferruzza等发现ALS患者血液NFL显著高于ALSmd，高度异质性（I
2 = 90%）。Shahim等的荟萃分析也研究了血液NFL区分ALS与ALSmd，显示高灵敏度（0.92 [95% CI = 0.89, 0.94]）和特异性（0.90 [95% CI = 0.83, 0.94]），SROC曲线为0.95。Shahim等得出结论，血清、血浆或CSF中测量的NFL能够区分ALS、ALSmd和对照。CSF和血清中pNFH结果类似，但异质性增加。Shahim等发现CSF中pNFH测量在区分ALS患者与ALSmd方面具有高灵敏度和特异性（分别为0.84 [95% CI = 0.78, 0.88]和0.86 [95% CI, 0.76 to 0.92]），SROC曲线为0.91，结果中高度异质性（I
2 = 73.3%）。Xu等发现ALS患者CSF中pNFH水平显著高于ALSmd，中度异质性（I
2 = 68.8%）。
2.4. 肌萎缩侧索硬化症与其他运动神经元病亚型
在Agah等的荟萃分析中，CSF NFL水平能够区分ALS与其他MND亚型。ALS患者血液和CSF NFL水平高于其他MND亚型。Gaiani等的纵向研究比较了典型ALS与其他MND亚型患者的CSF NFL水平，发现典型ALS患者水平显著高于垂足综合征、垂臂综合征和进行性肌萎缩。但未发现典型ALS与进行性延髓麻痹或UMN优势型ALS之间存在差异。2006年Brettchneider等的研究发现，CSF中pNFH水平在UMN优势型ALS患者中比LMN优势型ALS患者高两倍。在临床存在UMN症状以及神经生理学证据支持的患者中观察到CSF NFH浓度升高。Behzadi等也研究了NFs区分ALS与其他MND亚型的能力，发现ALS患者CSF pNFH和血浆NFL水平显著高于其他MND亚型，但CSF NFL结果无统计学意义。进一步亚组分析发现，延髓起病ALS患者血浆NFL浓度显著高于脊髓起病ALS患者，但结果需谨慎解读，因未得到其他研究重复。比较躯干起病ALS与延髓起病ALS或躯干起病ALS与脊髓起病ALS时，差异不显著。比较不同基因突变ALS患者时，C9orf72HRE突变相关ALS患者血浆NFL浓度显著高于SOD1突变相关ALS患者，但C9orf72HRE或SOD1突变患者与无已知基因突变ALS患者之间差异不显著。基因突变（SOD1、C9orf72HRE）患者与无突变患者之间CSF中NFL或pNFH浓度无差异。关于NFs用于区分非遗传性ALS与遗传性ALS的证据有限，但重要的是，基因变异不会削弱NFs的诊断效用。
2.5. 与肌萎缩侧索硬化症疾病进展的关系
Shahim等的荟萃分析发现，NFL水平与疾病进展相关。CSF和血液中较高的NFL水平对应加速的疾病进展。CSF和血清中pNFH结果类似。所有结果均显示研究间低异质性，且较高的NF水平与增加的疾病进展之间存在弱直接关系。Xu等发现CSF pNFH水平与疾病持续时间呈中度负相关，中度异质性（I
2 = 40.1%）。CSF NFL水平分析时也观察到类似相关性，中度异质性（I
2 = 54.0%）。这些结果表明增加的NF水平与更具侵袭性的疾病和更短的预期寿命相关。Gaiani等的纵向研究发现，较高的CSF NFL水平与疾病持续时间呈负相关，提示缩短的预期寿命。Shahim等的荟萃分析发现，较高的基线血液NFL水平与较短的生存期相关。多变量分析也证实了CSF和血液NFL以及CSF和血清pNFH的这一结果。Behzadi等也证实，CSF NFL、CSF pNFH和血浆NFL浓度增加与ALS患者生存期呈负相关。比较这三种生物标志物评估预后时，受试者工作特征显示血浆NFL的曲线下面积最大。CSF NFL和CSF pNFH水平均与疾病进展率显著相关。
2.6. 与肌萎缩侧索硬化症症状的关系
血液和CSF中NFL和pNFH浓度较高与ALSFRS-R评分较低相关。然而，CSF NFL的关系在其他研究中不显著。Gaiani等的纵向研究发现，基线时较高的CSF NFL水平与加速的ALSFRS-R评分下降相关。同一研究还发现NFL水平与基线、6个月、12个月、24个月和36个月测量的ALSFRS-R连续计算呈负相关。Behzadi等也发现，NFL血浆和CSF浓度与ALSFRS-R呈负相关，与疾病进展率呈正相关。但CSF pNFH的结果无统计学意义。
2.7. 肌萎缩侧索硬化症治疗前后
Xu等发现，接受利鲁唑治疗的ALS患者与未治疗者相比，血液pNFH或NFL水平无显著差异。Salomon-Zimri等研究使用环丙沙星和塞来昔布联合治疗对ALS患者疾病进展的影响，血清NFL和pNFH水平随时间保持不变。一项随机、双盲、安慰剂对照试验评估了雷帕霉素在ALS患者中的效果，发现安慰剂组患者血清NFL、血清pNFH、CSF NFL和CSF pNFH水平下降，但服用雷帕霉素的患者水平保持不变。
2.8. 与肌萎缩侧索硬化症呼吸衰竭的关系
Simkins等研究了血浆NFL和pNFH浓度与疾病进展的相关性，使用来自一项48周、随机、双盲、安慰剂对照临床试验的大数据集，该试验评估Tirasemativ在ALS患者中的效果。未发现基线SVC与基线血浆NFL浓度之间存在相关性，但试验时间增加与NFL水平和SVC之间更强的相关性相关。基线血清pNFH与SVC之间存在弱负相关。Koch等的回顾性观察研究探索了血清心肌肌钙蛋白T和NFL水平与呼吸功能的关系。心肌肌钙蛋白T水平升高与呼吸功能（SVC和FVC）下降相关。然而，尽管部分ALS患者血清NFL水平升高，但尽管呼吸功能下降，这些水平保持不变。在阻塞性睡眠呼吸暂停中，血清NFL水平与夜间低氧程度相关，治疗患者中报告较低水平。尽管该研究未调查ALS，但结果表明夜间低氧的改善可能与更有利的NFL水平相关。这些结果可能部分解释结果的高度异质性，因为评估ALS中NFs的研究未系统评估夜间低氧。Verde等的回顾性研究探索了血清NFL水平与ALS各种表型（包括呼吸功能标志物）的关系。呼吸功能标志物包括动脉血气测量、FVC和夜间多导睡眠图。研究人员得出结论，呼吸功能标志物与血清NFL之间无相关性。然而，研究发现血清NFL水平与生存期呈负相关，并得出结论血清NFL水平能够区分ALS患者与NHCs。
3. 讨论
本综述论文有几个临床相关结论。第一，NFs可在CSF和血液样本中测量，且两种介质中的浓度相关性良好。虽然血液中NFs的测量是较不具侵入性的样本采集方法，但CSF中NFL和pNFH水平均高于血液，可能由于神经元直接接触CSF。令人欣慰的是，技术进步允许在血液中可靠测量NFs，尽管总水平较低。重要的是，不同研究使用了不同的分析技术测量CSF和血液中的NFs水平。虽然分析技术选择对CSF中NFL水平的研究结果无影响，但SIMOA似乎对检测血液中NFL水平更敏感。SIMOA能够测量飞升浓度，而最灵敏的ELISA可检测十纳升量级浓度。CSF中NFs总水平高于血液可能解释为何ELISA与SIMOA灵敏度相当。尽管如此，血液与CSF NFL水平之间的相关性为进一步使用血液样本测量NFs提供了理由。第二，ALS中NF水平高于非神经退行性疾病、神经退行性疾病和ALSmd。重要的是，这些差异与参与者年龄无关。ALS诊断平均在症状出现后1年做出，由于起病隐匿、症状多样且缺乏客观诊断生物标志物，依赖经验丰富的临床医生排除其他类似疾病后诊断。普遍认为，ALS患者由于疾病侵袭性强和神经元快速破坏，疾病早期即释放高水平的NFs。虽然NFL和pNFH均能区分ALS与无神经退行性疾病者，但pNFH研究较少。假设pNFH对神经轴突损伤更具特异性，且释放浓度高于NFL，提示其可能比NFL更具特异性。使用灵敏的测定方法可通过更可靠地测量极小浓度来降低NF水平假阴性结果的可能性。血液中NFL的测量也一致发现能够区分ALS患者与对照，但证据基础小于CSF NFL浓度。所有使用CSF NFL作为生物标志物的研究均能区分ALS患者与其他神经退行性疾病。然而，Gaiani等的研究发现，CSF NFL水平在ALS和FTD之间存在重叠，提示单独NF水平可能不足以在较低水平可靠诊断ALS。尽管该研究使用了灵敏度较低的ELISA，但不太可能影响CSF结果或导致数据重叠。可能需要更高的截断值结合临床检查才能准确诊断。探索血液NFL作为生物标志物区分ALS与NCs、ALS与FTLD、ALS与AD、ALS与神经病和脊髓病、ALS与ALSmd的研究前景良好，发现ALS患者浓度高于其他组。较少研究探索CSF pNFH的诊断用途。一项研究未发现ALS与OND之间CSF pNFH存在显著差异。两项研究发现ALS患者浓度高于ALSmd。一项研究发现在ALS患者CSF中pNFH浓度显著高于神经病和脊髓病患者以及仅脊髓病患者。重要的是要注意ALS中NF结果的高度异质性导致NFs作为诊断生物标志物的临床价值有限。异质性可解释为疾病活动性、功能神经元随时间下降以及分析技术。还值得注意的是，神经丝与神经退行性疾病的疾病活动性相关。因此，ALS与各种对照组之间的横断面比较研究可能具有误导性。第三，ALS亚型之间NFL水平可能存在差异。延髓起病ALS患者CSF水平高于脊髓起病ALS，但脊髓或延髓起病ALS与躯干起病ALS之间无差异。一项研究发现在UMN优势型ALS患者CSF中pNFH浓度显著高于LMN优势型ALS，但另一项研究未发现两者差异。皮质脊髓束神经元被认为具有高浓度NFs，UMN破坏被认为导致大直径轴突崩解。这可能解释为何UMN受累可导致比例更高的CSF NF浓度。UMN优势型ALS被认为预后更好，与经典ALS（同时UMN和LMN退行性变）相反。需要进一步阐明这一关系。第四，预测快速疾病进展的能力有助于临终规划。测量时CSF和血液中NFL以及CSF中pNFH浓度增加与ALS患者加速的疾病进程相关。多项研究发现生存期与CSF和血液NFL以及CSF和血液pNFH浓度增加呈负相关。ALS患者预期寿命约为症状出现后2-5年，但高度可变。运动神经元破坏导致的广泛肌无力最终导致呼吸衰竭，这是ALS患者最常见的死亡原因，以及继发于呼吸衰竭的肺炎。理解NF水平与生存期之间的相关性可能间接帮助理解NF水平如何预测呼吸衰竭，较高水平预测更早的呼吸衰竭。然而，NFs与呼吸肌无力之间的联系较弱或不显著。NFL作为ALS预后生物标志物的新兴证据充分，且在早期ALS患者中使用NF水平可能有助于缩短从症状出现到诊断的时间，允许更早实施干预措施如呼吸支持（NIV、IMV），并可能改善生活质量和生存期。然而，在临床实践中，更期望预测疾病发生（而非呼吸衰竭）的血液生物标志物。未来研究旨在识别预测呼吸衰竭的客观生物标志物，可能有助于早期干预和改善患者结局。每个疾病过程是个体化的，因此可能难以预测膈神经功能障碍和低通气发生，但阐明CSF和/或血液中NFs浓度与呼吸衰竭发生之间的关系至关重要。第五，CSF和血液中测量的NF水平与ALSFRS-R评分呈负相关。CSF和血清pNFH也报告了类似结果。ALSFRS-R广泛用于监测临床试验中的疾病进展和结局。该测量是主观的，且未能调整接受对症治疗的患者。在未来的临床试验中使用与疾病过程直接相关的客观、可测量的生物标志物（如NFs）将更有利。第六，在临床试验中NF水平保持不变。起初这可能似乎否定NFs用于监测临床试验进展的价值，但NF水平的稳定性可解释为疾病稳定，意味着这是一个有利的结果。然而，一项研究呼吸功能标志物的研究得出结论，尽管呼吸功能恶化，ALS患者血清NFL水平保持不变，这可能否定其作为疾病稳定性标志物的用途。在ALS病程早期，由于运动神经元退行性变水平高，NFs水平高。随着疾病进展，运动神经元已丢失，导致尽管疾病进展但NFs浓度相对较低。需要进一步阐明稳定NFL水平与预后之间的关系。当前试验入组通常基于El-Escorial标准，这些标准缺乏特异性。未来试验入组使用客观生物标志物将更可取。然而，如上所述，不幸的是，NFs缺乏为此角色所需的稳健特异性。
4. 结论
NFs作为ALS的客观诊断生物标志物已得到广泛研究，且证据正在出现以支持其作为预后生物标志物的用途。然而，其在临床试验中监测疾病的作用有限。最大量的证据支持使用NFL而非pNFH，尤其是在CSF中。但正在出现支持测量血液中NFL的证据。探索呼吸衰竭与NFs之间关系的研究非常有限，未来该领域的研究是必要的。
