肌萎缩性脊髓侧索硬化的血液诊断和预后生物标志物

doi:10.4103/NRR.NRR-D-24-00286

摘要/Abstract

摘要：

肌萎缩侧索硬化是一种致死性的神经退行性疾病，以上下运动神经元受累为主要特征，具有快速进展、预后差、个体差异大等特征。因此，及时识别和早期干预是改善肌萎缩侧索硬化预后的重要手段。对于经典肌萎缩侧索硬化，目前主要依靠病史、查体和肌电图来明确诊断。对于非典型肌萎缩侧索硬化则往往需要依靠各种标记物，例如生物标记物、影像标记物、遗传学标记物等。其中血液和脑脊液中的生物标记物是肌萎缩侧索硬化的研究热点。文章首先对肌萎缩侧索硬化生物标记物进行了系统分类，根据其作用分为诊断性、预后性和预测性，根据其来源则分为神经源性、肌源性。然后对各类生物标记物的特点、检测手段、临床用途、局限性进行了系统论述。在肌萎缩侧索硬化生物标记物研究中最为热门的是神经丝蛋白轻链和43kDa TAR DNA结合蛋白。目前利用单分子序列技术已经能够准确测出神经丝蛋白轻链的水平，而且其血清水平与脑脊液水平具有高度一致性，兼具诊断和预后评估两大作用。理论上，43kDa TAR DNA结合蛋白是肌萎缩侧索硬化的特异性标记物，具有良好的诊断价值，但受限于目前的检测技术，很难区分生理性和病理性43kDa TAR DNA结合蛋白。因此，发展和普及新兴的检测技术、探索新的生物标记物有助于未来肌萎缩侧索硬化的早期诊断，甚至有助于找到肌萎缩侧索硬化的治疗靶点。

https://orcid.org/0000-0002-2203-0046 (Hongfu Li)

Abstract: Amyotrophic lateral sclerosis is a devastating neurodegenerative disease for which the current treatment approaches remain severely limited. The principal pathological alterations of the disease include the selective degeneration of motor neurons in the brain, brainstem, and spinal cord, as well as abnormal protein deposition in the cytoplasm of neurons and glial cells. The biological markers under extensive scrutiny are predominantly located in the cerebrospinal fluid, blood, and even urine. Among these biomarkers, neurofilament proteins and glial fibrillary acidic protein most accurately reflect the pathologic changes in the central nervous system, while creatinine and creatine kinase mainly indicate pathological alterations in the peripheral nerves and muscles. Neurofilament light chain levels serve as an indicator of neuronal axonal injury that remain stable throughout disease progression and are a promising diagnostic and prognostic biomarker with high specificity and sensitivity. However, there are challenges in using neurofilament light chain to differentiate amyotrophic lateral sclerosis from other central nervous system diseases with axonal injury. Glial fibrillary acidic protein predominantly reflects the degree of neuronal demyelination and is linked to non-motor symptoms of amyotrophic lateral sclerosis such as cognitive impairment, oxygen saturation, and the glomerular filtration rate. TAR DNA-binding protein 43, a pathological protein associated with amyotrophic lateral sclerosis, is emerging as a promising biomarker, particularly with advancements in exosome-related research. Evidence is currently lacking for the value of creatinine and creatine kinase as diagnostic markers; however, they show potential in predicting disease prognosis. Despite the vigorous progress made in the identification of amyotrophic lateral sclerosis biomarkers in recent years, the quest for definitive diagnostic and prognostic biomarkers remains a formidable challenge. This review summarizes the latest research achievements concerning blood biomarkers in amyotrophic lateral sclerosis that can provide a more direct basis for the differential diagnosis and prognostic assessment of the disease beyond a reliance on clinical manifestations and electromyography findings.

Key words: amyotrophic lateral sclerosis, biomarker, blood biomarkers, diagnosis, glial fibrillary acidic protein, neurofilament light chain, prognosis, TAR DNA-binding protein 43

. 肌萎缩性脊髓侧索硬化的血液诊断和预后生物标志物[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2025, 20(9): 2556-2570.

Yongting Lv , Hongfu Li. Blood diagnostic and prognostic biomarkers in amyotrophic lateral sclerosis[J]. Neural Regeneration Research, 2025, 20(9): 2556-2570.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

NRR杂志被国际重要数据库收录

科学引文索引（Science Citation Index Expanded，SCI）

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讨论

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引言：

主体内容：

总结：

作者贡献：

利益冲突：

参考文献：采用 Journal of Neuroscience格式。

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主体内容：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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（2）需提前向编委会提交写作大纲，通过选题后，文章需在2个月内完成。

（3）全文2000- 3000单词，包括参考文献，不需要图和表格，不需要摘要，出版后2个版面。

（4）文章写作结构：

文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

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参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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文题：不超过 90个字母，20个单词。

主体内容：

利益冲突：

参考文献：不超过 5条，采用Journal of Neuroscience格式。

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延伸阅读

NRR：浙江大学李宏福团队总结肌萎缩侧索硬化各类生物标记物的诊断和预后价值

肌萎缩侧索硬化是一种致死性的神经退行性疾病，以上下运动神经元受累为主要特征，具有快速进展、预后差、个体差异大等特征。因此，及时识别和早期干预是改善肌萎缩侧索硬化预后的重要手段。对于经典肌萎缩侧索硬化，目前主要依靠病史、查体和肌电图来明确诊断。对于非典型肌萎缩侧索硬化则往往需要依靠各种标记物，例如生物标记物、影像标记物、遗传学标记物等。其中血液和脑脊液中的生物标记物是肌萎缩侧索硬化的研究热点，特别是最近5年随着检测手段的更新，生物标记物迎来了新的进展。浙江大学李宏福团队在《中国神经再生研究（英文）》杂志（Neural Regeneration Research）2025年第9期的综述中，首先是对肌萎缩侧索硬化生物标记物进行系统分类，根据其作用分为诊断性、预后性和预测性，根据其来源则分为神经源性、肌源性。然后对各类生物标记物的特点、检测手段、临床用途、局限性进行了系统论述。

李宏福团队认为，在肌萎缩侧索硬化生物标记物研究中最为热门的当属神经丝蛋白轻链和43kDa TAR DNA结合蛋白。目前利用单分子序列技术已经能够准确测出神经丝蛋白轻链的水平，而且其血清水平与脑脊液水平具有高度一致性，兼具诊断和预后评估两大作用。43kDa TAR DNA结合蛋白是一种RNA结合蛋白，参与核质运输，当核质运输障碍时，43kDa TAR DNA结合蛋白会形成不可溶性的泛素化和磷酸化聚集体，广泛沉积在肌萎缩侧索硬化患者脑和脊髓的神经元与神经胶质细胞中，导致神经元变性。理论上，43kDa TAR DNA结合蛋白是肌萎缩侧索硬化的特异性标记物，具有良好的诊断价值，但受限于目前的检测技术，很难区分生理性和病理性43kDa TAR DNA结合蛋白。因此，发展和普及新兴的检测技术、探索新的生物标记物有助于未来肌萎缩侧索硬化的早期诊断，甚至有助于提供肌萎缩侧索硬化的治疗靶点。