日本京都府立醫科大學分子腦病態解析學專業的德田隆彥教授和神經内科學專業的笠井高士講師等人開發出一款測定肌萎縮性側索硬化症（ALS, 俗稱「漸凍人症」）生物標誌物（Biomarker）的超靈敏系統，定量測定在患者的腦脊髓液和血液中異常聚集並積累的TDP-43分子。
研究團隊結合該TDP-43測定系統和可以定量測定神經絲蛋白輕鏈（Neurofilament，NfL，能反映對神經細胞間訊號傳遞至關重要的神經軸突傷害程度）的系統，對ALS患者組和對照患者組進行了比較。結果發現，ALS患者組的腦脊髓液和血液中的TDP43及NfL均明顯高於對照組。透過綜合考察腦脊髓液中的TDP和NfL的定量資訊，可以實施對ALS的精確生物化學診斷。研究團隊在今年5月份舉行的日本神經學會大會上，進行了全球首次報告。
另外，血液和腦脊髓液中的NfL與ALS患者的預後也密切相關。目前爲止只能憑臨牀病徵診斷的ALS，從此有了可以準確、快速地進行生物化學診斷和預後判斷的生物標誌物，可以說這是一項劃時代的研究成果。
相關研究成果已於2019年11月11日在網路期刊《Annals of Clinical and Translational Neurology》上發表。
ALS患者與對照患者之間的比較
研究團隊在ALS患者組和對照患者組（在探索佇列中爲接受過腦脊髓液檢查但未患神經退行性疾病的患者；在驗證佇列中爲呈現出與ALS相似的運動障礙的神經肌肉疾病患者）之間比較研究了這些生物標誌物。爲確保準確性，研究分兩組（探索佇列和驗證佇列）進行。兩組均得出以下結果：①腦脊髓液中的TDP-43在ALS患者中顯著升高（圖1A、1B）、②腦脊髓液中的NfL在ALS患者中顯著升高（圖1C、1D）、③血液中的NfL在ALS患者中顯著升高（圖1E、1F）。
圖1：ALS患者組和對照（control）患者組的腦脊髓液TPD-43、腦脊髓液NfL和血液NfL的比較
另外還發現，腦脊髓液TDP-43與腦脊髓液NfL的組合使用比分開單獨使用診斷精度更高（圖2A、2B）。
圖2：透過腦脊髓液TDP43與腦脊髓液NfL的組合提高診斷精度（ROC曲線表示診斷精度，曲線越靠近左上方、也就是說曲線下面的面積（AUC）越大，生物標誌物的診斷精度越高。）
該結果意味着，在ALS的診斷中，腦脊髓液中的NfL和TDP-43的濃度具有互補作用。最近的研究基本已經應答，不僅是腦脊髓液中，ALS患者血液中的NfL也會升高。但由於NfL是反映神經軸突傷害程度的指標，不僅是ALS，在很多種神經疾病中其濃度都會升高。因此存在一個問題，就是即使NfL檢測出異常值，但要想判斷患者是否真的罹患ALS，也必須經過神經學檢查和電生理檢查才能最終確定。
而TDP-43是與ALS病情直接相關的分子。研究團隊在過去的研究中， ALS以外的疾病患者腦脊髓液中未曾出現TDP-43升高的現象。因此，透過結合這兩項指標，有望在維持較高的檢測靈敏度的情況下，排除其他疾病，準確檢測出ALS。實際上，在與ALS相似的神經性疾病的驗證佇列研究中，辨別精度已經達到可以不需要臨牀診斷，而是隻透過生物標誌物的組合進行診斷的水平（ROC解析的AUC>0.9）。組合的診斷靈敏度和特異度也都非常高。
腦脊髓液和血液中的NfL與預後的關係
另外，研究團隊還研究了生物標誌物與ALS患者預後（從採集樣本到死亡或者永久使用人工呼吸機的時間）之間的關係。比較發現，腦脊髓液和血液中NfL較高的ALS患者往往預後較差（圖3C、3D）。NfL爲神經細胞的軸突構成成分，是反映軸突傷害的指標，從這個角度來看得出上述結果也很合理。也就是說，可以理解爲NfL反映了神經細胞目前因ALS而受到的傷害程度，即單位時間内神經細胞的傷害速度。
該結果再次應答了在之前的研究中應答的事實。利用生化性生物標誌物客觀評判ALS的嚴重程度對新藥的研發也具有重要意義。
圖3：腦脊髓液和血液中NfL濃度與預後的比較
本圖總結了探索佇列與驗證佇列的資料（Kaplan-Meier曲線）。Kaplan-Meier曲線顯示了生存率（縱軸）隨時間（橫軸）的變化。生存率降低得越快，曲線越向左行程，縱軸變爲零的速度越快。在本圖裏，紅方塊和紅線表示各生物標誌物濃度較低的羣組，黑圓和黑線表示濃度較高的羣組。在血液和腦脊髓液中的NfL（分別爲C和D）中，黑圓和黑色曲線明顯（在統計檢定中明顯）位於左側。這意味着，這些生物標誌物的測定值越高，預後越差。
論文資訊
論文題目：Combined use of CSF NfL and CSF TDP-43 improves diagnostic performance in ALS.
期刊名稱：《Annals of Clinical and Translational Neurology》
文：JST客觀日本編輯部翻譯整理
