sNfL和sGFAP与AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD炎症性疾病的严重程度相关

祝贺复旦大学附属华山医院神经内科全超教授团队在Front Immunol.（IF = 7.561）杂志上发表了题为“Serum Neurofilament Light and GFAP Are Associated With Disease Severity in Inflammatory Disorders With Aquaporin-4 or Myelin Oligodendrocyte Glycoprotein Antibodies”的研究论文，评估了血清神经丝光（sNfL）和血清胶质纤维酸性蛋白（sGFAP）作为抗水通道蛋白4免疫球蛋白G抗体（AQP4-IgG）阳性视神经脊髓炎谱系障碍（NMOSD）和髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体相关疾病（MOGAD）生物标志物的潜力。研究结果表明，sNfL和sGFAP水平与AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD患者的疾病严重程度相关。sGFAP/sNfL比值在三种疾病组（AQP4-IgG阳性的NMOSD、MOGAD和复发缓解型多发性硬化（RRMS））中表现出良好的区分性，可用于反映不同的疾病发病机制。

研究中使用Simoa检测血清中NfL和GFAP浓度的工作由上海生物芯片中心实验室协助完成。Simoa单分子免疫阵列分析技术是目前市面上最灵敏的蛋白分子检测技术，其可以检测单个蛋白分子，灵敏度达到飞克级别，其检测的平均灵敏度是传统技术的1000倍。

发表期刊：Front Immunol.; IF = 7.561

原文链接：https://doi.org/10.3389/fimmu.2021.647618

研究背景   

NMOSD是一类中枢神经系统炎症性自身免疫疾病，以视神经和脊髓的炎性脱髓鞘病变为特征。NMOSD的诊断标准以AQP4抗体作为分层，分为AQP4抗体阳性与阴性组。然而，在部分AQP4阴性的NMOSD患者中，检测到了髓鞘少突胶质细胞糖蛋白抗体（MOG-ab）。MOG-ab病例的神经病理学结果表明，存在明显的脱髓鞘但星形胶质细胞完好，这与AQP4-IgG阳性NMOSD的星形胶质细胞病变结果不同。因此，MOG-ab相关疾病（MOGAD）需要作为独立于NMOSD的疾病实体，但关于这两种疾病的血清生物标志物的研究仍较为缺乏。

NfL作为神经元细胞骨架的组成部分，被认为是反映多发性硬化症（MS）严重程度、治疗效果和预后可行的生物标志物。同时，GFAP是一种表达于星形胶质细胞的中间丝蛋白，可以反映脑损伤后胶质细胞的损伤程度。先前的研究显示，AQP4-IgG阳性NMOSD患者血清或脑脊液中NfL和GFAP水平均升高，MOGAD患者的血清NfL水平也显著增加。因此，本研究通过比较中国健康对照组与AQP4-IgG阳性NMOSD、MOGAD和MS患者的sNfL、sGFAP水平以及sGFAP/sNfL比率，进一步探究了sNfL和sGFAP在AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD中的临床相关性。

研究样本  

51名AQP4-IgG阳性NMOSD患者（51份样本）、42名MOGAD患者（42份样本）、31名RRMS患者（对于sNfL，31名患者（31个样本）；对于sGFAP，22名患者（22个样本））和28名中国健康对照（HCs）的血清样本

疾病组“复发期间”抽取的样本表示是在最近一次复发后60天内采集的。“缓解期间”抽取的样本表示是在距离最近一次复发的60天后采集的。

   研究方法  

1、疾病评估

AQP4-IgG阳性NMOSD的诊断基于2015年国际NMO诊断小组制定的标准；MOGAD则基于危险信号在内的诊断共识标准；RRMS是根据2010年McDonald标准诊断；通过扩展残疾状态量表（EDSS）评估多发性硬化功能障碍程度。

2、检测因子

使用Simoa HD-1分析仪，检测NfL和GFAP在血清中的浓度水平。所有待测物的板内变异系数（CV值）小于10%；板间变异系数小于15%。

3、统计分析

在分析GFAP和NfL水平时需进行对数转换；通过线性回归分析年龄、EDSS评分等临床参数与sNfL/sGFAP水平之间的相关性。

   研究结果  

1、不同疾病组的sNfL和sGFAP水平

每组的sNfL和sGFAP水平分析结果如图1所示。与HCs相比，AQP4-IgG阳性NMOSD、MOGAD和RRMS患者的sNfL水平显著升高。AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD患者的sGFAP水平也明显高于HCs。与RRMS患者相比，AQP4-IgG阳性NMOSD患者的sGFAP水平也显著升高。此外，MOGAD和RRMS患者复发期间的sNfL水平高于缓解期间，并且所有三个疾病组复发期间的sGFAP水平也均升高。

图1 不同组间sGFAP和sNfL水平的比较

2、sGFAP/sNfL比值

各组的sGFAP/sNfL比值结果如图2所示。sGFAP/sNfL比值在三个疾病组中表现出了良好的区分性。AQP4-IgG阳性NMOSD组的sGFAP/sNfL比值显著高于MOGAD组和HCs组。MOGAD组的sGFAP/sNfL比值也高于RRMS组。

图2 不同组间sGFAP/sNfL比值

3、sNfL和sGFAP水平与疾病临床参数的关联性

在AQP4-IgG阳性NMOSD组中，单因素和多因素回归模型均显示出sNfL水平和sGFAP水平与EDSS评分呈正相关。此外，在复发期间的脊髓病变患者中sGFAP水平偏高（表1）。

表1 采用单因素和多因素回归模型检测sNfL和sGFAP在AQP4-IgG阳性NMOSD中的临床相关性

在MOGAD组中，单因素分析显示男性患者的sNfL水平显著高于女性患者，但该结果在多因素分析中没有得到进一步验证。单因素和多因素回归模型均表明sNfL水平和sGFAP水平与EDSS评分呈正相关。此外，在复发期间的脑部病变患者中sNfL水平和sGFAP水平均偏高（表2）。

表2 采用单因素和多因素回归模型检测sNfL和sGFAP在MOGAD中的临床相关性

在MOGAD组中，单因素分析显示男性患者的sNfL水平显著高于女性患者，但该结果在多因素分析中没有得到进一步验证。单因素和多因素回归模型均表明sNfL水平和sGFAP水平与EDSS评分呈正相关。此外，在复发期间的脑部病变患者中sNfL水平和sGFAP水平均偏高（表2）。

研究结论  

这项研究结果表明，sNfL和sGFAP水平与AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD患者的疾病严重程度相关。sNfL水平的升高反映了潜在的神经元轴突损伤，该现象不仅存在于MS，也存在于AQP4-和MOG-ab抗体相关的炎症性疾病。但是与MS不同，未观察到NMOSD患者在“复发期间”和“缓解期间”sNfL水平的显著变化。在本研究的三个疾病组中，AQP4-IgG阳性NMOSD患者的sGFAP水平最高，极高的sGFAP浓度（> 90%）仅见于AQP4-IgG阳性NMOSD患者。此外，sNfL和sGFAP水平在AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD组中均与EDSS评分呈现正相关，并在急性复发期间趋于增加。以上结果均证明了sNfL和sGFAP具有作为AQP4-IgG阳性NMOSD和MOGAD疾病生物标志物的潜力。

研究还表明，不同的sNfL和sGFAP水平能够代表一种疾病中星形细胞病变和神经轴突损伤的不同权重。因此，sGFAP/sNfL的比值能够区分这三种中枢神经系统疾病，并反映出疾病病理机制。在该项研究中，AQP4-IgG阳性NMOSD患者表现出最高的sGFAP/sNfL比值，表明其主要是星形胶质细胞病变；RRMS患者表现出最低的sGFAP/sNfL比值，表明其主要为神经元轴突损伤。此外，该研究首次报道了NMOSD患者的sGFAP/sNfL比值高于MS患者，尤其是在复发期间，这为MOGAD的研究提供了新信息。