肌萎缩侧索硬化症患者血清成纤维细胞生长因子2水平升高、外周血炎症指标及其比值改变：一项临床探索性研究

《Frontiers in Neurology》：Increased serum fibroblast growth factor 2 levels, altered peripheral blood inflammatory indicators and their ratios in amyotrophic lateral sclerosis: a clinical exploratory study

　　

摘要
引言：肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）是一种进行性神经退行性疾病，以运动神经元变性为特征，导致肌肉无力、萎缩，最终出现呼吸衰竭。既往研究强调了神经营养因子和炎症反应在ALS发病机制中的作用；然而，两者之间的相互作用仍了解甚少。本探索性研究旨在阐明ALS患者中成纤维细胞生长因子2（fibroblast growth factor 2，FGF2）与外周血炎症指标（peripheral blood inflammatory indicators，PBIIs）如衍生中性粒细胞与淋巴细胞比值（derived neutrophil-to-lymphocyte ratio，dNLR）和全身炎症反应指数（systemic inflammatory response index，SIRI）的表达特征及相互关系。
方法：本研究为前瞻性病例对照研究，纳入符合Gold Coast诊断标准的ALS患者以及年龄和性别匹配的健康对照（healthy controls，HCs）。采用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测血清FGF2水平，通过常规血液分析评估PBIIs。统计分析主要采用组间比较、相关分析和多元线性回归。
结果：结果显示，与HCs相比，ALS患者的FGF2和PBIIs水平显著升高，且FGF2、PBIIs与临床分期和疾病进展速率之间存在强相关性。在多元线性回归分析中，PBIIs尤其是SIRI与疾病严重程度和早期疾病进展显著相关。而血清FGF2和FGF2与dNLR的比值显示出作为晚期疾病辅助生物标志物的潜力。
讨论：这些发现为ALS的分子机制提供了新见解，并提出了实用的诊断和预后工具，强调了在ALS管理中靶向神经营养和炎症通路的重要性。该研究对推进临床实践和该领域未来的研究具有重要前景。

**论文解读：肌萎缩侧索硬化症中FGF2与外周血炎症指标的相关性及临床意义**

**一、研究背景与目的**
肌萎缩侧索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）是一种以上、下运动神经元进行性变性为特征的致命性神经退行性疾病，患者最终因呼吸衰竭而死亡。该病虽然占神经系统疾病比例不高，但由于进展迅速、死亡率高，给患者、家庭及医疗系统带来沉重负担。多数ALS为散发性，仅5%–10%与家族性或单基因形式相关，中位生存期通常仅为诊断后2至5年。目前ALS的临床管理面临显著诊断挑战，缺乏疾病特异性生物标志物，诊断依赖临床评估和排除其他疾病，常需要肌电图和神经影像学检查，导致从症状出现到确诊平均延迟达16个月，限制了早期干预和临床试验入组。尽管已有多种候选生物标志物被探索，包括神经丝轻链、TAR DNA结合蛋白43（TDP-43）和炎症介质，但均未达到常规临床应用的敏感性和特异性。现有治疗如利鲁唑和依达拉奉仅能提供有限获益。越来越多的证据表明，神经炎症过程与神经营养支持失调在ALS发病和进展中起作用。外周和中枢免疫通路的异常激活导致促炎细胞因子升高和免疫细胞活化；同时，脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）和成纤维细胞生长因子2（fibroblast growth factor 2，FGF2）等神经营养因子缺乏与神经元脆弱性增加及修复机制受损相关。然而，这两条病理轴——神经炎症与神经营养失调——之间的潜在相互作用仍未得到充分表征。本研究旨在系统评估FGF2这一关键神经营养因子与ALS中外周血炎症指标（peripheral blood inflammatory indicators，PBIIs）之间的关系，探索FGF2/PBIIs轴与临床分期和疾病轨迹的相关性，以填补该知识空白，并评估FGF2与PBIIs比值作为候选生物标志物的潜力。本研究采用前瞻性病例对照设计，纳入符合Gold Coast诊断标准的ALS患者和年龄、性别匹配的健康对照（healthy controls，HCs），通过酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）检测血清FGF2浓度，通过标准化血液学技术评估PBIIs，并结合详细的临床表型分析，利用多元回归分析明确生物标志物与临床参数的关联。

**二、主要技术方法**
研究为单中心前瞻性病例对照研究，在温州医科大学附属第一医院开展，时间为2025年1月至8月，经伦理委员会批准（批件号：KY2024-213），所有参与者或法定监护人签署知情同意书。纳入符合Gold Coast标准的ALS患者30例，排除严重肝肾功能衰竭、自身免疫病、活动性感染、恶性肿瘤及近期使用免疫抑制剂或全身性糖皮质激素者。同时招募年龄和性别匹配的健康对照30例。采集血清和外周血样本：血清用于FGF2检测（商业ELISA试剂盒，R&D system，货号DFB50），外周血送至医学检验中心行血常规检测，获得白细胞、中性粒细胞、单核细胞、淋巴细胞、血小板计数。计算8种PBIIs，包括中性粒细胞与淋巴细胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）、衍生中性粒细胞与淋巴细胞比值（derived neutrophil-to-lymphocyte ratio，dNLR）、单核细胞与淋巴细胞比值（monocyte-to-lymphocyte ratio，MLR）、中性粒细胞与单核细胞加淋巴细胞比值（neutrophil-to-monocyte-plus-lymphocyte ratio，NMLR）、血小板与淋巴细胞比值（platelet-to-lymphocyte ratio，PLR）、全身免疫炎症指数（systemic immune inflammatory index，SII）、全身炎症反应指数（systemic inflammatory response index，SIRI）和泛免疫炎症值（pan-immune-inflammation value，PIV），并计算血清FGF2与各PBIIs的比值。同时记录患者起病部位（延髓或脊髓）、King分期、发病年龄、病程、ALSFRS-R评分（ALS Functional Rating Scale-Revised），计算疾病进展速率（△ALSFRS-R，即（48-入组时ALSFRS-R评分）/病程），并进行3个月和6个月随访，计算ALSFRS-R评分_M3-M0和_M6-M0以评估短期疾病进展。统计分析采用SPSS 25.0，包括组间比较（t检验、Mann-Whitney U检验、卡方检验）、Spearman相关分析、多元线性回归（预设标准：每个自变量至少10个样本，标准化回归系数|β|>0.3，R2和调整R2>0.3且差值≤0.1，并进行事后功效分析），以及受试者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲线分析评估诊断效能，以约登指数确定最佳截断值。

**三、研究结果**
**1. 研究人群特征**
研究纳入30例ALS患者和30例HCs，年龄、性别、BMI无统计学差异。ALS患者中13例延髓起病，17例脊髓起病；King分期1–2期23例，3–5期7例；发病年龄63.6±9.6岁；中位病程15.0个月；入组时中位ALSFRS-R评分为41.5；△ALSFRS-R为0.6。3个月随访时失访4例、死亡2例；6个月随访时再死亡2例。5例患者接受利鲁唑单药治疗，3例接受利鲁唑联合依达拉奉治疗。

**2. 血清FGF2水平、PBIIs及FGF2/PBIIs比值的比较**
ALS患者血清FGF2水平显著高于HCs（10.64 pg/mL vs 3.92 pg/mL，p<0.001）。外周血常规中，ALS患者中性粒细胞计数显著升高、淋巴细胞计数显著降低，而白细胞、单核细胞和血小板计数无显著差异。所有PBIIs（NLR、dNLR、MLR、NMLR、PLR、SII、SIRI、PIV）在ALS患者中均显著高于HCs。除FGF2/PIV比值外，其余FGF2/PBIIs比值在ALS患者中也均显著高于HCs。

**3. 实验室指标与临床特征的相关性分析**
不同起病部位（延髓 vs 脊髓）之间血清FGF2和PBIIs无显著差异。King分期3–5期患者的NLR、NMLR、PIV显著高于1–2期患者（q<0.05），而血清FGF2及其他指标在不同King分期之间无显著差异，但FGF2随分期升高有下降趋势，炎症指标有升高趋势。所有参数与发病年龄、病程均无显著相关。血清FGF2与ALSFRS-R评分显著正相关（p<0.05），与△ALSFRS-R显著负相关。除PLR外，所有PBIIs均与ALSFRS-R评分显著负相关；仅NLR、MLR、NMLR和SIRI与△ALSFRS-R显著正相关。

**4. 实验室指标间的相关性**
在ALS患者中，血清FGF2与SIRI显著正相关，而在HCs中FGF2与任何PBIIs均无显著相关。

**5. FGF2/PBIIs比值的分析**
FGF2/PBIIs比值在不同起病部位和King分期之间均无显著差异。所有比值与发病年龄、病程无显著相关。除FGF2/PIV比值外，所有FGF2/PBIIs比值均与ALSFRS-R评分显著正相关，与△ALSFRS-R显著负相关。

**6. 多元线性回归模型预测疾病严重程度和进展**
根据预设模型筛选规则，共筛选出25个有意义的多元线性模型。King分期是与ALSFRS-R评分密切相关的指标。SIRI在多个以ALSFRS-R评分和△ALSFRS-R为因变量的模型中具有统计学意义，表明该指标与疾病严重程度和早期疾病进展相关。FGF2和FGF2/dNLR比值在多个以ALSFRS-R评分_M3-M0和_M6-M0为因变量的模型中具有统计学意义，表明这两个指标可能与后期疾病进展相关。经Benjamini-Hochberg错误发现率（FDR）校正后，所有25个模型的q值均<0.05。

**7. ROC曲线分析诊断效能**
FGF2诊断ALS的AUC为0.986（95%CI：0.965–1.000，p<0.001），最佳截断值为5.43 pg/mL时，敏感性96.7%，特异性90.0%。在FGF2/PBIIs比值中，FGF2/dNLR比值表现最佳，AUC为0.964（95%CI：0.926–1.000，p<0.001），截断值7.32时敏感性80.0%，特异性100.0%。

**四、讨论与结论**
本研究系统分析了ALS患者血清FGF2和PBIIs的变化及其与临床特征的关系，发现ALS患者FGF2和多种炎症指标显著升高，且这些指标与疾病严重程度和进展相关。FGF2的升高可能代表一种代偿性反应，旨在对抗炎症和运动神经元损伤，但最终不足以阻止疾病进展。PBIIs的升高反映了系统性炎症与先天免疫激活、适应性免疫受损的转变。FGF2与SIRI在ALS患者中的显著相关性提示FGF2表达可能受炎症介质或免疫细胞调节，而在健康对照中缺乏该相关性则表明FGF2在生理条件下相对稳定。FGF2/PBIIs比值作为整合神经营养和炎症信号的复合生物标志物，与临床严重程度显著相关，其中FGF2/dNLR比值在诊断方面表现出优异性能。FGF2对poly-PR和poly-GR毒性具有神经保护作用，且可能通过促进神经保护性自身免疫来营造抗炎微环境，进一步支持FGF2升高是代偿性反应。研究还发现FGF2/PIV比值在ALS和HCs间无显著差异，提示血小板在该炎症反应或FGF2分泌中可能不起决定性作用。本研究存在局限性：单中心小样本、单次时间点测量、缺乏炎症细胞因子直接检测、随访时间短、患者用药可能影响结果等。未来需要更大规模、纵向队列研究来验证这些生物标志物的预后价值并阐明其机制。总之，本研究证实了血清FGF2和多种PBIIs在ALS患者中显著升高，其比值与疾病严重程度和进展密切相关，为理解ALS中神经炎症与神经保护之间的相互作用提供了新视角，并提示FGF2和FGF2/dNLR比值有望成为ALS诊断和疾病监测的实用工具。该研究发表于《Frontiers in Neurology》。