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神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术

发布:大分子生物 阅读量: 神经医学 2022-06-23

神经科学(Neuro Science)


也称为脑科学。随着人口老龄化,我国神经相关疾病的发病率不断上升。阿尔茨海默病、帕金森病、脑萎缩、癫痫和中风严重影响生活质量,给家庭带来沉重负担。神经病变引起的肌萎缩侧索硬化、肌萎缩侧索硬化和遗传性前白蛋白淀粉样变等罕见疾病越来越受到重视。

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与神经炎症、神经退行性疾病和罕见疾病相关的生物标志物的检测已成为神经科学研究和临床实践中重要的检测方法之一;下面大分子生物医药网小编就为大家分享几个神经科学检测案例。

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1、脊髓性肌肉萎縮(SMA)pNf-H 水平检测

案例一

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图2)

▪ 美国麻省总医院联合武田制药和Biogen公司进行队列研究。利用Simoa检测脊髓性肌肉萎縮(SMA)患者中pNf-H水平;

▪ 如上图所示,Simoa可实现pNf-H水平宽动态范围检测;

▪ pNF-H是轴突损伤期间释放到血浆和脑脊液(CSF)中的神经元特异性细胞骨架结构蛋白,可作为SMA患者疾病和治疗反应的生物标志物。

参考文献:

Alves, Christiano R R et al. “Implications of circulating neurofilamentsfor spinal muscular atrophytreatment early in life: A case series.” Molecular therapy. Methods & clinical development vol. 23 524-538. (2021).

案例二:临床Ⅱ期

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图3)

▪ 美国内莫尔儿童医院利用Simoa检测临床Ⅱ期脊髓性肌肉萎縮(SMA)患者中pNf-H水平。

参考文献:

Finkel, Richard S et al. “Treatment of infantile-onset spinal muscular atrophy with nusinersen: final report of a phase 2, open-label, multicentre, dose-escalation study.” The Lancet. Child & adolescent health vol. 5,7 (2021).

案例三:临床Ⅲ期

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图4)

▪ 美国约翰霍普金斯大学医学院用Simoa检测临床Ⅲ期脊髓性肌肉萎縮(SMA)患者中pNf-H水平。

参考文

Michelle A. Farrar et al. “Plasma Phosphorylated Neurofilament Heavy Chain (pNF-H) Level is Associated with Future Motor Function in Nusinersen-treated Individuals with Later-onset Spinal Muscular Atrophy (SMA) (2248).” Neurology (2021).

2、罕见病生物标志物发现

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图5)

▪ 生物标志物:NfL;

▪ 与健康对照(26位)相比,17位患者血清中的NfL显著增高;

▪ NfL可评估遗传性前白蛋白淀粉样变ATTRv严重程度和监测其进展的可靠生物标志物。

参考文献:

Giovannini, Giada et al. “Serum neurofilament light as biomarker of seizure-related neuronal injury in status epilepticus.” Epilepsia vol. 63,1 (2022).

3、癫痫持续状态(SE)患者NfL水平检测

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图6)

▪ 癫痫持续状态(SE)是一种非常严重的癫痫类型。对于患有癫痫病人来说,每次发作的时间长度通常相似,并在一段时间过后就会停止。SE指持续不断的癫痫发作,或者一次又一次的癫痫发作,患者没有时间恢复。

▪ 血清NfL在癫痫发作病人中显著升高,并与癫痫发作治疗、持续时间和预后相关,因此,NfL可作为癫痫发作相关神经元损伤有前途的生物标志物。

参考文献:

Giovannini, Giada et al. “Serum neurofilament light as biomarker of seizure-related neuronal injury in status epilepticus.” Epilepsia vol. 63,1 (2022).

4、多发性硬化(MS)患者NfH水平检测

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图7)

▪ 美国赛诺菲公司利用Ella检测多发性硬化(Multiple Sclerosis,MS)小鼠血浆中NfH水平。

参考文献:

Zelic, Matija et al. “RIPK1 activation mediates neuroinflammation and disease progression in multiple sclerosis.” Cell reports (2021).

5、COVID-19患者神经损伤&炎症多因子检测


神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图8)

▪ 严重COVID-19患者伴有细胞因子血清浓度增加和神经损伤,主要表现为sNfL水平升高;

▪ 使用Simoa共检测5个因子:

炎症相关细胞因子:IL-6、IL-8、IL-1β、TNF-α

神经损伤标志物:sNfL

参考文献:

Hirzel, Cédric et al. “Neuro-axonal injury in COVID-19: the role of systemic inflammation and SARS-CoV-2 specific immune response.” Therapeutic advances in neurological disorders (2022).

6、阿尔兹海默症

神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图9)

Simoa检测生物标志物:GDF-15

▪ GDF15属TGF-β超家族,作为炎症生物标志物在神经退行性疾病和心血管疾病中有重要作用。

▪ 样本量:1096位受试者(69-94岁)来自Multidomain Alzheimer’s Preventive Trial(临床试验:NCT00672685)。

参考文献:

He, Lingxiao et al. “Prospective associations of plasma growth differentiation factor 15 with physical performance and cognitive functions in older adults.” The journals of gerontology. Series A, Biological sciences and medical sciences, (2022).

7、蜱传脑炎大鼠脑脊液中NfL水平检测


神经学与柳叶刀周刊:讲解神经科学中检测生物标志物的新技术(图10)


▪ 蜱传脑炎病毒,由蜱虫作为媒介传播,主要侵犯人的中枢神经系统;

▪ 瑞士伯尔尼大学利用Simoa检测蜱传脑炎大鼠脑脊液中NfL水平,探究蜱传脑炎对睡眠失调的影响。

参考文献:

Gabriele Chiffi et al. “Tick-Borne Encephalitis Affects Sleep-Wake Behavior and Locomotion in Infant Rats.” Research Square (2021).

Tips:生物标志物小知识

“直到现在,每个人都认识一位癌症康复者,但没有人认识一位阿尔茨海默病的康复者。” --The End of Alzheimer's

蛋白错误折叠标志物:

Aβ 40、Aβ 42、Tau

血管失调生物标志物:

CRP、VCAM-1、ICAM-1、VEGF

神经炎症生物标志物:

IL-6、IL-1β、TNF-α、IFN-γ、TGF-β、TNF R1

神经损伤标志物:

NfL、NfH


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