神经丝轻链蛋白在急性脑梗死中的研究进展

杨延雯　杨炘谕　胡帅　孙原

【摘要】  急性脑梗死是一种以局部中枢神经元死亡为主要病理特征的脑血管疾病。神經丝轻链蛋白作为神经元特有的骨架蛋白成分之一，在急性脑梗死中的应用成为新的研究热点。本文简要介绍神经丝轻链蛋白的结构特点和检测方法，同时结合相关文献对神经丝轻链蛋白在急性脑梗死诊断、严重程度评估、预后预测等方面的价值进行综述。

【关键词】  急性脑梗死;神经丝轻链蛋白;诊断;预后

中图分类号  R743    文献标识码  A    文章编号  1671-0223（2022）09--04

Research progress of neurofilament light chain protein in acute cerebral infarction Yang Yanwen， Yang Xinyu， Hu Shuai， Sun Yuan. North China University of Science and Technology Affiliated Hospital， Tangshan 063000， China

【Abstract】  Acute cerebral infarction is a cerebrovascular disease characterized by the death of local central neurons. Neurofilament light chain protein is one of the unique skeleton protein components of neurons， and its application in acute cerebral infarction has become a new research hotspot. This article briefly introduces the structural characteristics and detection methods of neurofilament light chain protein， and at the same time summarizes the value of neurofilament light chain protein in acute cerebral infarction diagnosis， disease severity， and prognosis in combination with related literature.

【Key words】   Acute cerebral infarction; Neurofilament light chain protein; Diagnosis; Prognosis

自2008年，卒中成为我国第一大死因以来[1]，给社会及家庭带来了沉重的负担。脑梗死是卒中的最常见类型，占70%～80%[2]，具有致死和致残率高、复发率高的特点[1]。虽然目前治疗技术越发成熟，但仍有部分脑卒中患者发生认知功能障碍最终痴呆，或留下永久残疾，严重者甚至死亡。

中枢神经元死亡是脑梗死的病理基础，目前迫切需要寻找血液生物标志物来量化神经元损伤，用于精准预测患者预后、指导个体化评估。近年来，有大量研究提示，神经丝轻链蛋白（neurofilaments light chain protein，NfL）在急性脑梗死（acute cerebral infarction，ACI）中具有潜在的临床应用价值。目前国内关于NfL在ACI方面研究的文献较少。因此，本文将结合国内外文献系统性地介绍NfL的特点及其作为生物标志物在ACI诊治过程中的作用。

1  NfL的结构、功能

神经元中特异性表达的细胞骨架成分——神经丝，由α-Interexin、Ⅲ型外周蛋白、神经丝三联蛋白构成。其中，神经丝三联蛋白由NfL、神经丝中链、神经丝重链组成[3]。

NfL是神经丝的结构核心，是一种质量为68 kDa的蛋白[4]。NfL存在于成熟神经元胞体、树突和轴突中，在大口径有髓轴突中高表达，参与神经细胞的生长、稳定和极化，负责轴浆运输，维持神经元正常形态[3-4]。

NfL在神经丝三联蛋白中质量最轻、含量最高、可溶性最强，也最容易被测量[5]。NfL是唯一可以自我组装成功能性纤维的神经丝蛋白，而神经丝中链、神经丝重链蛋白则不具有上述功能，而且NfL的异常表达及人类NfL基因的突变均会引起多种疾病[4]。正常情况下，低水平的NfL不断地从轴突中释放，由细胞间质液扩散到脑脊液和血液，随着年龄的增长，释放水平逐渐升高[5]。有研究表明，在18～70岁健康人群中NfL水平每年增加2.2%[6-7]。

NfL在炎症、神经退行性疾病、创伤或血管损伤等神经系统疾病的发生发展过程中大量释放，并表现出与疾病的相关性，是多种神经系统疾病的潜在生物标志物[4，8]。有动物研究指出，NfL水平与脑损伤恢复期大鼠的学习记忆能力呈负相关，提示NfL可以作为判断脑损伤后动物学习记忆能力的潜在指标[9]。

2  NfL的检测

以往研究中应用第一代免疫印迹法及第二代酶联免疫吸附法测量NfL，但敏感性低，只能在脑脊液样本中测量，且不能检测出与疾病相关的微小变化。直到第三代电化学发光法才使NfL在血液样本中测量成为可能，虽然其比酶联免疫吸附法更灵敏，但仍不能检测血液中NfL的最低浓度[7，10]。

近年来，第四代SiMoA技术电化学发光法问世，可在整个浓度范围内可靠地检测血液样本中的NfL，且可在群体水平检测血液NfL的纵向变化[6]。

有多项研究直接比较同一受试对象的脑脊液和血清或血浆的NfL水平，发现虽然两者水平存在差异，但仍表现出高度一致性（r为0.7～0.9）[11-15]，从这两种生物流体中可以得到几乎相同的信息，其中一项研究中血液NfL浓度比脑脊液低[7]。新近研究发现，NfL在脑脊液和血液水平之间的差异一定程度上是由于血液中的NfL水平受到个体体质指数或血容量的影响[16]。

3  NfL与ACI

与脑脊液样本相比，临床中血液样本更容易获得，侵入性损伤小，患者配合度高，适合重复采样或长期随访，上述特点提供了进行纵向研究的可能。由于血清、血浆中NfL水平高度相关[17]，无明显的证据表明哪种血标本的测量结果更准确。血清样本不易凝、便于储存，目前的研究中多选取血清样本测量NfL。有研究发现，ACI患者血清NfL水平高于健康对照组[18-20]。这一发现使人们逐渐开始研究血清NfL在ACI患者中的潜在应用价值。

3.1  血清NfL的鉴别诊断作用

ACI和短暂性脑缺血发作均是由于脑缺血、缺氧所致的神经功能障碍疾病，在24h内的鉴别诊断困扰着大多数临床医师。

De Marchis等[21]采用电化学发光法测定分析了504例ACI患者和111例短暂性脑缺血发作患者发病24h内的血清NfL水平，虽然短暂性脑缺血发作患者的血清NfL低于ACI患者，但ROC曲线下面积仅为0.64，提示血清NfL用于鉴别诊断ACI和短暂性脑缺血发作的可信度并不高。但Onatsu等[22]采用Simoa技术检测急性期血清NfL，结果提示：ACI患者的血清NfL显著高于短暂性脑缺血发作患者，ROC曲线下面积为0.81，灵敏度为73%，特异度为80%。

上述研究指出血清NfL高表达可能具有鉴别诊断ACI与短暂性脑缺血发作的作用，由于NfL是轴突损伤的敏感但非特异的标志物，非特异性特点使具有区分不同程度的大髓鞘轴突损害和（或）不同进展速度或疾病严重程度的中枢神经系统疾病，或者区分神经退行性疾病和非神经退行性疾病的潜在价值，而不在于区分以类似程度轴突丢失为特征的神经系统疾病，故上述研究结论仍需要进一步验证。

3.2  血清NfL的水平波动

血清NfL在ACI中的变化仍无定论。目前普遍认为24h内捕捉血清NfL峰值为时过早[20，23]。Tiedt等[24]在入院时（196例）、卒中后2、3、7d（89例）和6个月内连续采集缺血性脑卒中患者血清标本，采用Simoa法测定血清NfL水平，结果发现血清NfL水平在第7天达到峰值。在Pujol-Calderón等[25]的研究中增加测定了3周和3～5个月的血清NfL，结果表明脑卒中后血清NfL水平升高，3周达高峰，3～5个月后降至接近基线水平。而另一项前瞻性研究延长了患者的随访期限，收集了3～6d、3个月和7年的血样，结果提示血清NfL水平在卒中后3个月达到峰值[26]，7年后仍明显高于急性期的对照组。上述研究表明血清NfL的延迟升高特性，可能与ACI后血脑屏障破坏相关。

3.3  血清NfL与疾病严重程度

近年来，多项临床研究发现ACI患者发作24h内的美国国立卫生院神经功能缺损评分（NIHSS评分）与急性期血清NfL水平显著相关，NIHSS评分越高，血清NfL水平越高，认为血清NfL水平可以反映ACI患者入院时的神经功能障碍程度。Onatsu等[22]的研究显示，急性缺血性脑卒中患者入院时NIHSS评分与血清NfL水平显著相关（r=0.343，P<0.001）。在De Marchis等[21]的研究中，入院时较高的NIHSS分数与较高的血清NfL相关。Uphaus等[27]发现，入院时缺血性脑卒中患者血清NfL与NIHSS评分显著相关（r=0.234），且血清NfL水平随着卒中严重程度的增加而升高。

3.4  血清NfL与脑梗死功能预后

Uphaus等[27]的研究显示，入院后24h的血清NfL是ACI后90d功能预后的有价值的生物标志物，可預测卒中后第3个月的不良临床结局。Tiedt等[24]的研究连续测量1d、2d、3d、7d、3个月、6个月的血清NfL，结果提示卒中后第7天的血清NfL水平可独立预测卒中后3个月的临床结局。Pedersen等[26]的研究中也得出了相同的结论，再次验证了血清NfL是预测ACI患者功能预后的有效标志物。

3.5  血清NfL与ACI后认知预后

研究发现，在多种神经退行性疾病中NfL水平与蒙特利尔认知评估量表评分呈显著负相关，可作为认知能力下降的独立危险因素，用于检测疾病进展[28-31]。这些研究结果使人们注意到NfL在卒中后认知障（post stroke cognitive impairment，PSCI）中的临床价值。吴纪霞等[32]研究结果显示，PSCI患者血清NfL水平明显高于健康对照组，轻度认知障碍患者血清NfL水平低于中度以上认知障碍患者，认知功能越差血清NfL水平越高，并且血清NfL可作为早期诊断PSCI发生和预测PSCI严重程度的新兴标志物，对PSCI的早发现、早防治具有重要的临床意义。

4  展望

寻找ACI相关的血液生物标志物指导患者的个体化评估有助于患者的临床管理。近年来多项研究证明，血清NfL是ACI患者诊断、严重程度评估、预后预测的潜在生物标志物。与以往研究的主要集中于炎症和激素途径的脑卒中预后生物标志物相比，NfL在神经元中特异性表达，并在大口径有髓神经元轴突中高表达，使其成为神经元轴突损伤的敏感非特异性标志物。

但仍存在以下问题：①血清NfL在临床上的应用中尚需要进行量化，需进行多中心及大样本的试验及临床研究;②血清NfL在脑梗死后的峰值时间尚不一致，需要进一步完善相关研究;③临床个体检测血清NfL费用较高，普及率低;④目前针对ACI患者血清NfL的研究仍较少，且多在欧洲国家，研究对象多为欧洲白人，缺乏亚洲人群的相关数据;⑤相同程度的研究尚未在脑梗死中得到验证。

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[2022-01-07收稿]