血清神经丝轻链作为犬认知功能障碍综合征中脑脊液神经丝轻链替代指标的研究

《Animals》：Investigation of Serum Neurofilament Light Chain as a Surrogate for Cerebrospinal Fluid Neurofilament Light Chain in Canine Cognitive Dysfunction Syndrome

　　

血清神经丝轻链（NfL）是一种有前景的犬认知功能障碍综合征（CCDS）循环生物标志物。本横断面研究评估了血清NfL（sNfL）作为脑脊液NfL（cNfL）替代指标的可行性，并探讨了生理因素对其临床效用的影响。研究人员采用单分子阵列（Simoa）分析了126份临床样本中的生物流体NfL，包括44份来自老年犬（>8岁）的cNfL样本和25份配对cNfL/sNfL样本，以及16份来自年轻犬（≤8岁）的配对样本。在老年犬中观察到cNfL与sNfL之间存在中等程度的单调相关性，但在年轻队列中，经体重调整后该关联不再维持。在老年队列中，原始sNfL水平能够区分脑萎缩与对照组，但不能区分其他颅内病变。值得注意的是，cNfL区分结构性、萎缩性和混合性脑病理与对照组的能力在调整年龄和体重的混杂效应后显著提高。类似的优化策略可能适用于sNfL。在更大队列中系统控制这些生理协变量，可能进一步提升初级兽医实践中基于血液NfL筛查的诊断准确性。

犬认知功能障碍综合征（CCDS）是一种与阿尔茨海默病（AD）相似的神经退行性疾病，主要病理特征为神经毒性淀粉样蛋白-β（Aβ₄₂）的积累，导致突触和轴突变性。目前，CCDS的生前诊断需通过脑磁共振成像（MRI）和脑脊液（CSF）分析实现高级别确诊，但这些方法要求全身麻醉，对老年犬存在风险，且成本高、常规应用受限。血液生物标志物，尤其是神经丝轻链（NfL），在人类和犬类研究中显示出作为轴突损伤敏感指标的潜力，但血清NfL（sNfL）能否作为脑脊液NfL（cNfL）的可靠替代指标，以及年龄、体重（BW）和肾功能等生理协变量如何影响其临床效用，尚不清楚。本研究旨在评估sNfL替代cNfL的可行性，并系统分析协变量对两者浓度及相互关系的影响。

研究人员开展了一项单中心、回顾性、横断面研究，共纳入126份临床样本，包括老年犬（>8岁，n=69）和年轻犬（≤8岁，n=16）的CSF和血清配对样本。通过单分子阵列（Simoa）检测cNfL和sNfL浓度，基于MRI影像将老年犬分为结构性脑病（SBD）、脑萎缩（CA）、混合型病变和对照组，并采用广义加性模型（GAM）、Spearman相关、偏相关和广义线性模型（GLM）分析协变量影响。研究得出以下结论：cNfL在区分脑病理与正常脑组织方面优于sNfL；老年犬中cNfL与sNfL存在中等程度单调相关，但受年龄和体重影响；调整协变量后，cNfL的区分能力显著提升。该研究为初级兽医实践提供了基于血液NfL筛查的优化策略，有望减少对麻醉下高级成像的依赖。论文发表在《Animals》。

主要关键技术方法包括：单分子阵列（Simoa）NF-Light Advantage PLUS检测，用于定量CSF和血清NfL浓度；MRI影像分类基于丘脑间粘合（IHA）厚度/脑高度比，阈值<13.6%定义为脑萎缩；统计方法涵盖广义加性模型（GAM）评估年龄的非线性效应、Spearman相关分析协变量关联、偏相关调整混杂因素，以及广义线性模型（GLM）校正年龄和体重后比较亚组差异。样本来源于单一机构2007–2024年间的生物样本库，包括老年犬（>8岁，n=69）和年轻犬（≤8岁，n=16）的配对样本。

**3.1. CSF and Serum NfL Levels in Imaging-Based Subgroups of Dogs > 8 Years Old**
通过Kruskal-Wallis检验和Dunn事后检验，比较老年犬四个亚组（SBD、CA、混合型、对照）的cNfL和sNfL浓度。cNfL在CA与对照组、混合型与对照组之间存在显著差异（p<0.001），SBD与CA组差异边缘显著（p=0.055）。sNfL在CA与对照组间存在显著差异（p=0.034），但SBD与其他亚组无显著差异。混合型因样本量过小（n=1）从血清分析中排除。

**3.2. Correlation Between the cNfL, sNfL Levels, and Clinical Factors in Paired Dataset, >8 y/o and ≤8 y/o Dog Groups**
广义加性模型（GAM）证实年龄是生物流体NfL的非线性主要驱动因素，在11岁左右出现上升拐点。Spearman相关分析显示，老年犬中cNfL与sNfL呈中等单调相关（ρ=0.63，p<0.001），但年轻犬中该相关性在调整体重后不再显著（ρ=0.235，p=0.380）。老年犬中，cNfL与年龄（ρ=0.52，p<0.001）和体重（ρ=-0.29，p=0.016）显著相关；年轻犬中，cNfL和sNfL均与体重显著相关（ρ分别为-0.60和-0.73，p<0.05）。IRIS分期（肾功能）在老年犬中与NfL无显著相关。

**3.3. Influence of Covariates on NfL Concentrations Across Imaging-Based Subgroups**
采用广义线性模型（GLM）调整年龄和体重后，老年犬中SBD、CA、混合型与对照组的cNfL差异均显著（p<0.001），但年龄和体重的主效应不再显著（p>0.05）。年轻犬中，影像亚组和体重均显著影响cNfL（p<0.001）和sNfL（p=0.039），体重效应在GLM中仍占主导（p<0.01）。

讨论部分总结：cNfL是比sNfL更稳健的老年犬颅内病理生物标志物。cNfL与sNfL的相关性受年龄和体重影响，调整后cNfL的区分能力增强。sNfL在区分脑萎缩时有效，但区分其他颅内病变能力有限，可能受样本量小、SBD亚组异质性（如慢性缓慢生长肿瘤导致轴突脱落较轻）以及对照组中潜在轻度认知损害的影响。体重对年轻犬NfL的影响更强，可能与小体型犬的CSF体积浓缩效应或软骨营养不良特征有关。肾功能（IRIS分期）未显示显著相关，但受回顾性设计限制。未来需前瞻性研究结合认知问卷和更大样本验证。

**结论翻译**：我们的研究结果强调了使用血液NfL作为CSF NfL替代指标的复杂性。尽管在老年队列中观察到单调相关性，但原始sNfL浓度在区分细微神经退行性变化与其他结构性脑病方面诊断效用有限。值得注意的是，如本分析所示，cNfL在调整年龄和体重的混杂效应后，区分颅内病理与正常对照组的能力得到增强。类似的优化策略可能适用于sNfL；识别并系统控制混杂生理因素对于提高其诊断准确性、验证其作为实用非侵入性筛查工具的作用至关重要，从而在全身麻醉固有风险下合理进行脑MRI和CSF分析。