《Journal of Neurology》:Decreased cerebrospinal fluid TNFRSF8 (sCD30) confirmed as a biomarker of Huntington’s disease progression
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背景:亨廷顿病(HD)在发病年龄和疾病进展方面的临床异质性对精准医学方法提出了要求。需要体液生物标志物来监测疾病进展,但也可能为致病机制提供见解,并支持疾病修饰疗法(DMTs)的开发。
目的:鉴定HTT基因扩增携带者(HDGECs)中脑脊液(CSF)蛋白的
背景:亨廷顿病(HD)在发病年龄和疾病进展方面的临床异质性对精准医学方法提出了要求。需要体液生物标志物来监测疾病进展,但也可能为致病机制提供见解,并支持疾病修饰疗法(DMTs)的开发。
目的:鉴定HTT基因扩增携带者(HDGECs)中脑脊液(CSF)蛋白的异常调节,并评估其与疾病进展的关系。
方法:研究人员从发现队列和验证队列中收集CSF,两个队列均包含HDGECs和神经系统未受累的对照组(HCs)。使用高灵敏度邻近延伸分析(PEA)(Olink Neuro Explore panel 1和2)定量了总共734种蛋白。使用统一亨廷顿病评定量表综合评分(cUHDRS)评估蛋白与疾病进展的关联。根据亨廷顿病综合分期系统(HD-ISS)对疾病分期进行分类。
结果:总计样本包括HDGECs(n=61)、HCs(n=54)以及纵向HDGEC样本(n=21)。与HCs相比,HDGECs中有16种蛋白名义上异常调节。最显著的是HDGECs中TNFRSF8(sCD30)降低两倍,并发现纵向水平下降。在调整年龄、性别和CAG后,TNFRSF8与cUHDRS显著相关。TNFRSF8水平在验证队列中同样降低,并与总功能能力(TFC)相关。
结论:TNFRSF8最近被认为是HD中神经免疫功能障碍的生物标志物。结果表明并确认其在HDGECs中高度异常调节,并追踪临床疾病进展。该通路可能成为DMTs的一个有前景的潜在靶点。
**亨廷顿病脑脊液蛋白质组学研究发现TNFRSF8作为疾病进展生物标志物**
**研究背景与目的**
亨廷顿病(Huntington’s disease, HD)是一种常染色体显性神经退行性疾病,由亨廷顿(HTT)基因中CAG三核苷酸重复扩增引起。虽然CAG重复长度与发病年龄和疾病严重程度密切相关,但只能解释约70%的发病年龄变异性,提示其他遗传修饰因素和生物学过程参与疾病异质性。这种异质性使临床试验的患者选择变得复杂,也凸显了能够准确反映疾病活动和预后的生物标志物的需求。目前最受关注的脑脊液(CSF)生物标志物如神经丝轻链蛋白(NfL)虽能反映神经轴突损伤,但无法直接揭示影响疾病进展的生物学通路,如免疫激活和神经炎症。因此,本研究旨在利用高灵敏度的多重蛋白质组学技术,鉴定HTT基因扩增携带者(HDGECs)中CSF蛋白的异常表达,并评估其与疾病进展的关系,以期为精准医学和疾病修饰疗法(DMTs)开发提供依据。
**研究设计与方法概述**
研究基于瑞典乌普萨拉HD CSF纵向研究队列,纳入发现队列(Uppsala大学医院)和验证队列(Karolinska研究所和Sahlgrenska大学医院),共包括HDGECs 61例、神经系统健康对照54例,以及21例HDGEC纵向重复样本。CSF样本采用标准化腰椎穿刺采集,并利用Olink Explore Neurology 1和2 panel进行邻近延伸分析(PEA),共定量734种蛋白。临床评估采用统一亨廷顿病评定量表综合评分(cUHDRS),并按HD综合分期系统(HD-ISS)分期。统计分析使用线性回归、线性混合效应模型等,并对多重检验进行校正。
**结果**
**发现队列临床数据**
发现队列共纳入82名参与者,其中22例为显性HDGECs,20例为前驱期HDGECs,40例为对照。多数显性HDGECs处于HD-ISS 3期,前驱期HDGECs多处于1期。21例HDGEC提供纵向CSF样本,平均随访间隔1–7.6年,其中1例在两次访视间表型转化为显性HD。
**质量控制与混杂因素关联**
在734种蛋白中,20种未通过Olink质量控制,分析最终聚焦于442种中位计数≥150的蛋白。简单线性回归发现,96种蛋白与年龄相关,CD99与性别相关,TNFRSF8与CAG重复长度相关,51种蛋白与CAP100得分相关,未发现与BMI显著相关的蛋白。
**发现队列中HDGEC的蛋白质组异常**
将HD-ISS 1–3期参与者(n=36)与对照(n=40)比较,经年龄和性别校正后,共16种蛋白差异表达,其中14种名义显著,约半数(7/16)上调。经多重检验校正后,仅NfL和TNFRSF8仍显著差异。TNFRSF8在HDGEC中降低约两倍,且与NfL呈弱相关(r=-0.35)。其他如MFGE8和GPR101仅在名义水平显著降低。纵向分析显示,21例HDGEC的TNFRSF8水平随时间显著下降(年变化beta=-0.11,p=0.017),而NfL无显著变化(p>0.9)。
**与症状严重程度相关的蛋白**
在包含所有HDGEC及其重复访视数据的线性混合效应模型中,62种蛋白名义上与cUHDRS相关,其中仅IFT20和TNFRSF8随症状进展而降低。NfL、SFRP1、WASHC3和TNFRSF8与cUHDRS关联最强;调整年龄、性别和CAG后,仅TNFRSF8保持名义显著(beta=0.06,p=0.017)。TNFRSF8与CAG重复长度的相关性在442种蛋白中最强(r=-0.59),并与CAP100得分名义相关。对于前驱期HDGEC,仅NfL与预测发病时间显著相关,TNFRSF8呈非显著趋势(p=0.059)。
**验证队列中TNFRSF8水平**
在独立验证队列中,HDGEC(HD-ISS 1–3)的TNFRSF8水平较对照显著降低(p<0.001),校正年龄、性别和采集点后仍显著。该队列未评估cUHDRS,但TNFRSF8与总功能能力(TFC)显著相关(rho=0.65,p=0.006),重复了发现队列的结果。
**讨论与结论**
本研究发现TNFRSF8是HDGEC中CSF差异最显著的蛋白之一,并在验证队列中得到确认。TNFRSF8即sCD30,是主要在活化的B和T淋巴细胞表面表达的受体,其可溶形式通过蛋白水解脱落产生。以往在自身免疫病中观察到sCD30水平升高,而本研究观察到HD中CSF TNFRSF8降低,且随疾病进展持续下降,提示其可能反映神经免疫调节功能减退。TNFRSF8与CAG重复长度强关联,独立于年龄和性别与cUHDRS相关,并在纵向追踪中下降,因此可能成为尤其适用于晚期疾病阶段的进展生物标志物。研究还观察到MFGE8、GPR101、SFRP1和WASHC3等蛋白的异常,它们分别涉及吞噬、炎症信号和内涵体运输等通路,可能协同参与HD神经炎症和神经退行过程。
结论:研究人员在HDGEC的CSF中鉴定了新的疾病相关蛋白,其中TNFRSF8作为独特的免疫生物标志物,追踪HD的临床进展,并可能代表突变亨廷顿蛋白与NF-κB信号通路渐进激活之间的机制联系。未来需在更大队列中研究其与其他神经炎症蛋白的时间关系,并通过细胞和动物模型揭示其机制,以探索该通路作为药物靶点的潜力。