《Brain and Behavior》：Associations Between Neuromuscular Fatigue, Anxiety, and Peripheral Biomarkers of Neuronal Injury, Inflammation, and Mitochondrial Dysfunction in Treatment-Na?ve Relapsing-Remitting Multiple Sclerosis
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中文摘要翻译：目的：探究未接受治疗的复发缓解型多发性硬化症（relapsing-remitting multiple sclerosis, RRMS）患者中，神经肌肉疲劳和焦虑是否与外周生物学特征（包括炎症、氧化应激、线粒体稳态、神经营养支持及神经元/胶质细胞
中文摘要翻译：目的：探究未接受治疗的复发缓解型多发性硬化症（relapsing-remitting multiple sclerosis, RRMS）患者中，神经肌肉疲劳和焦虑是否与外周生物学特征（包括炎症、氧化应激、线粒体稳态、神经营养支持及神经元/胶质细胞损伤标志物）相关联。方法：本横断面病例对照研究纳入20名新诊断、未接受治疗的RRMS患者及20名年龄和性别匹配的健康对照。采用贝克焦虑量表（Beck Anxiety Inventory）评估焦虑症状，采用改良疲劳影响量表（Modified Fatigue Impact Scale）和疲劳严重程度量表（Fatigue Severity Scale）评估疲劳。在启动多发性硬化症特异性治疗前采集外周血样本。研究人员采用ELISA、生化检测、Western blotting和RT-PCR技术，对血清中的细胞因子、神经营养因子、神经元/胶质损伤标志物、维生素D、氧化损伤参数、线粒体活性氧、线粒体DNA损伤、炎症小体相关蛋白、凋亡标志物及线粒体稳态相关基因进行分析。结果：与健康对照相比，RRMS患者表现出更高的焦虑和疲劳评分，循环中白细胞介素-1β（interleukin-1β, IL-1β）、白细胞介素-18（interleukin-18, IL-18）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α, TNF-α）水平升高，且NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3（NOD-like receptor pyrin domain containing 3, NLRP3）炎症小体表达增加。这些改变伴随氧化损伤增加、线粒体活性氧产生增多、线粒体8-氧代鸟嘌呤（8-oxo-7,8-dihydroguanine, 8-oxoG）水平升高、Bax表达上调、Bcl-2表达下调、线粒体转录因子A（mitochondrial transcription factor A, TFAM）表达降低，以及PTEN诱导激酶1（PTEN-induced putative kinase 1, Pink-1）和Parkin表达增加。此外，患者血清中S100β蛋白和神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase, NSE）水平升高，而脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）和神经生长因子（nerve growth factor, NGF）水平降低。探索性相关分析提示神经营养信号、线粒体生物发生、炎症激活、氧化应激及神经元/胶质损伤标志物之间存在生物学上合理的关联。结论：这些发现表明，未接受治疗的RRMS以外周炎症-线粒体失衡为特征，该失衡与疲劳、焦虑、神经元/胶质损伤标志物升高及神经营养支持减少相关。外周生物标志物如S100β、神经元特异性烯醇化酶、BDNF及线粒体稳态相关标志物可能作为反映疾病相关生物学改变的可及候选指标。
论文解读：多发性硬化症（multiple sclerosis, MS）是一种慢性自身免疫性、神经炎性疾病，以脱髓鞘、轴突损伤和进行性神经功能障碍为特征。尽管既往研究已揭示免疫炎症机制在MS发病中的核心作用，但神经肌肉疲劳和焦虑等非运动症状的病理生理基础仍未完全阐明。这些症状在MS患者中极为常见，严重影响生活质量，且与身体残疾程度相关性不佳，提示其背后存在独立的生物学机制。基于此，研究人员假设未接受治疗的复发缓解型MS（RRMS）患者可能存在外周炎症、氧化应激、线粒体功能障碍与神经营养支持失衡的联合改变，这些改变与疲劳和焦虑症状相关。本研究旨在系统评估这些生物学通路，并探索其与临床量表评分的关系。
研究采用横断面病例对照设计，在巴西南部某城市于2022年2月至2023年5月期间招募参与者。病例组为20名新诊断、未接受任何MS特异性治疗（包括疾病修饰治疗、皮质类固醇、免疫抑制治疗及对症治疗）的RRMS患者，诊断依据2017年修订版McDonald标准；对照组为20名年龄、性别匹配的健康志愿者，均无神经疾病、慢性炎症性疾病、精神疾病等排除条件。所有参与者在一次访视中完成贝克焦虑量表（BAI）和改良疲劳影响量表（MFIS）评估，并采集空腹静脉血。血清样本用于检测炎症细胞因子（IL-1β、IL-18、TNF-α、IL-10）、神经元损伤标志物（S100β、NSE）、神经营养因子（BDNF、NGF）、维生素D、氧化损伤指标（蛋白质羰基、脂质过氧化TBARS）、抗氧化酶（过氧化氢酶CAT）等；外周血单个核细胞（PBMCs）经Ficoll密度梯度离心分离后，用于线粒体活性氧（ROS）检测、线粒体DNA 8-oxoG水平分析、Western blot检测NLRP3、Bax、Bcl-2蛋白表达，以及RT-PCR检测TFAM、NRF1、Parkin、Pink-1基因表达。统计采用配对t检验比较组间差异，Spearman秩相关分析探索变量间关联。
研究结果主要分为以下几个部分：首先，临床量表评估显示，MS组中85%的患者存在重度焦虑（BAI评分31-63），95%存在神经肌肉疲劳，而对照组无疲劳者占100%，焦虑水平显著较低。其次，血清炎症标志物检测显示，MS患者IL-1β、IL-18和TNF-α水平显著升高，IL-10无显著差异，同时NLRP3炎症小体蛋白表达增加，提示慢性炎症状态。第三，氧化应激和线粒体损伤方面，MS患者血清蛋白质羰基和脂质过氧化水平升高，分离的淋巴细胞线粒体ROS产生增加，线粒体DNA中8-oxoG水平升高，而CAT活性无显著改变。第四，线粒体凋亡和自噬相关蛋白表达分析显示，MS患者促凋亡蛋白Bax表达增加，抗凋亡蛋白Bcl-2表达降低；线粒体生物发生相关基因TFAM表达下降，而NRF1无差异；线粒体自噬相关基因Parkin和Pink-1表达增加。第五，神经元损伤和神经营养标志物方面，MS患者血清S100β和NSE水平升高，BDNF和NGF水平降低，TGF-β无变化，维生素D水平下降。最后，探索性相关分析发现BDNF与NRF1正相关（rho=0.689, p=0.000785），CAT与TGF-β正相关（rho=0.608, p=0.004476），S100β与TGF-β正相关（rho=0.605, p=0.004753），IL-18与TFAM负相关（rho=-0.553, p=0.011379），Bcl-2与Pink负相关（rho=-0.550, p=0.011920），此外焦虑总分与Bax、NSE正相关，与Parkin负相关。
讨论部分指出，MS患者中观察到的炎症-线粒体失衡与既往“疾病行为”模型一致，即外周炎症通过细胞因子信号影响中枢神经回路和HPA轴，导致疲劳和焦虑。NLRP3炎症小体激活受线粒体ROS驱动，而线粒体功能障碍又因脱髓鞘后离子通道重分布、能量消耗增加而加剧，形成恶性循环。S100β和NSE升高反映了神经元/胶质损伤，而BDNF和NGF降低削弱了神经营养支持，这些改变共同参与了神经肌肉疲劳的病理过程。研究局限性包括样本量小、横断面设计无法推断因果关系、未检测脑脊液等。结论部分强调线粒体生物发生指标可能成为MS的潜在生物标志物，NLRP3的持续炎症激活与氧化应激和ROS产生密切相关，最终导致神经元完整性受损及认知和疲劳症状。
总结而言，本研究首次在未治疗RRMS患者中整合评估了外周炎症、氧化应激、线粒体稳态、神经营养和神经元损伤标志物与疲劳、焦虑的关联，揭示了以NLRP3炎症小体活化和线粒体功能障碍为核心的外周生物学特征，为MS非运动症状的机制研究和潜在生物标志物开发提供了重要证据。该研究发表在《Brain and Behavior》期刊。
