阿尔茨海默病早期神经元损伤标志物（如 NfL）筛查方案

阿尔茨海默病早期神经元损伤标志物（如NfL）筛查方案演讲人01阿尔茨海默病早期神经元损伤标志物（如NfL）筛查方案02引言：阿尔茨海默病早期筛查的迫切性与标志物的核心价值引言：阿尔茨海默病早期筛查的迫切性与标志物的核心价值阿尔茨海默病（Alzheimer'sdisease,AD）作为一种进展性神经退行性疾病，是老年期痴呆最常见的类型，占所有痴呆病例的60%-70%。据世界卫生组织（WHO）2021年数据，全球现有AD患者超过5500万，预计2050年将达到1.39亿，且每3秒新增1例病例。我国作为人口老龄化最严重的国家之一，AD患者已居世界首位，给家庭和社会带来沉重的照护与经济负担。AD的病理进程隐匿，临床前阶段可持续10-20年，出现明显认知功能障碍时，神经元损伤已不可逆。此时，即使应用抗Aβ单克隆抗体（如仑卡奈单抗、多奈单抗）等新兴疾病修饰疗法（DMTs），也仅能延缓部分患者的进展，无法逆转神经损伤。因此，早期识别无症状或轻度认知障碍（MCI）阶段的神经元损伤，是实现AD“早诊早治”的关键。引言：阿尔茨海默病早期筛查的迫切性与标志物的核心价值传统AD诊断依赖临床症状、认知量表及神经影像学（如MRI、PET），但存在明显局限性：认知量表主观性强，易受教育程度、情绪状态影响；MRI对早期神经元损伤敏感性不足；PET-Aβ/PET-tau检查费用高昂（单次检查约1-2万元），且存在辐射风险，难以普及。近年来，以神经丝轻链（Neurofilamentlightchain,NfL）为代表的生物标志物通过体液（血液、脑脊液）检测，可客观反映神经元损伤程度，成为AD早期筛查的核心工具。作为一名从事神经退行性疾病临床与基础研究十余年的工作者，我深刻体会到：当一位50岁的患者因“记忆力进行性下降2年”就诊，MRI仅显示轻度海马萎缩，而血液NfL水平已达健康同龄人的3倍时，早期干预的窗口期已悄然打开。本文将从AD神经元损伤的病理机制出发，系统梳理NfL等标志物的生物学特性、检测技术及筛查方案设计，为临床实践提供循证依据。03阿尔茨海默病早期神经元损伤的病理生理学基础阿尔茨海默病早期神经元损伤的病理生理学基础神经元损伤是AD核心病理特征的直接后果，其机制复杂且相互关联，理解这些机制是筛选和解读标志物的基础。核心病理事件与神经元损伤的级联反应AD的经典病理特征包括细胞外β-淀粉样蛋白（Aβ）沉积形成的老年斑（senileplaques）和细胞内Tau蛋白过度磷酸化形成的神经原纤维缠结（neurofibrillarytangles,NFTs）。然而，近年研究表明，神经元轴突损伤是早于认知功能障碍的早期事件，与临床进展速度密切相关。核心病理事件与神经元损伤的级联反应Aβ级联假说与轴突功能障碍Aβ由淀粉样前体蛋白（APP）经β-分泌酶（BACE1）和γ-分泌酶切割产生。可溶性Aβ寡聚体具有神经毒性，可导致：-轴突运输障碍：Aβ与轴突膜上的受体（如PrP^C^）结合，激活细胞内信号通路（如Fyn激酶），破坏微管稳定性，阻碍线粒体、突触囊泡等关键物质的运输；-突触丢失：Aβ寡聚体可诱导突触后密度蛋白（如PSD-95）降解，突触前囊泡蛋白（如Synapsin-1）表达下降，导致突触传递功能障碍；-神经炎症：Aβ激活小胶质细胞和星形胶质细胞，释放促炎因子（如IL-1β、TNF-α），进一步损伤神经元。核心病理事件与神经元损伤的级联反应Tau蛋白病理与神经元瓦解正常Tau蛋白与微管结合，维持轴突结构稳定性。AD中，Tau蛋白过度磷酸化（如p-Tau181、p-Tau217）后，与微管解离，形成NFTs。其损伤机制包括：-轴突运输衰竭：异常磷酸化Tau可“捕获”微管相关蛋白（如MAP2），阻碍微管组装，导致轴突运输停滞；-胞体肿胀与轴突断裂：NFTs形成后，神经元胞体代偿性增大（气球样变），轴突因运输障碍而肿胀、断裂，最终神经元死亡。321核心病理事件与神经元损伤的级联反应神经元骨架蛋白降解与标志物释放神经元骨架由微管、微丝和中间丝组成，其中神经丝（Neurofilaments,NFs）是中间丝的主要成分，由轻链（NfL）、中链（NfM）和重链（NfH）组成。NfL占NFs质量的8%-10%，在轴突中高度表达。当神经元受损或轴突断裂时，NfL从胞体释放至细胞外间隙，通过血脑屏障（BBB）进入血液，成为反映神经元轴突损伤的“分子足迹”。神经元损伤的时间动态与临床分期关联AD的临床病理进程可分为三个阶段（NIA-AA2018诊断框架）：神经元损伤的时间动态与临床分期关联临床前AD阶段（PreclinicalAD）病理特征：Aβ沉积开始出现（Braak分期Ⅰ-Ⅱ级），但认知功能正常。此时，神经元轴突损伤已悄然发生，脑脊液（CSF）NfL水平开始轻度升高（较健康人升高10%-20%），但血液NfL可能尚未显著变化（因BBB完整性尚存）。神经元损伤的时间动态与临床分期关联轻度认知障碍（MCI）阶段病理特征：Aβ沉积加重（BraakⅢ-Ⅳ级），Tau蛋白扩散至新皮质，出现轻度认知下降（如记忆力、执行功能受损）。此阶段轴突损伤加速，CSF和血液NfL水平显著升高（血液NfL较健康人升高2-5倍），且与认知下降速度呈正相关。神经元损伤的时间动态与临床分期关联痴呆阶段（Dementia）病理特征：广泛Tau病理（BraakⅤ-Ⅵ级），神经元大量丢失（脑组织萎缩50%-70%）。NfL水平达峰值（血液NfL较健康人升高5-10倍），此时即使积极干预，也难以逆转认知衰退。关键结论：NfL水平升高早于临床症状出现，且随疾病进展而动态变化，是AD早期筛查的“理想标志物”。04神经元损伤标志物的分类与NfL的核心优势神经元损伤标志物的分类与NfL的核心优势目前，AD神经元损伤标志物可分为三大类：直接神经元损伤标志物（反映神经元丢失和轴突损伤）、病理相关标志物（反映Aβ/Tau病理）和神经炎症标志物。本文重点聚焦前者，并对比NfL与其他标志物的优劣。直接神经元损伤标志物：NfL的主导地位神经丝轻链（NfL）-生物学特性：NfL是神经元特异性结构蛋白，仅表达于神经元，星形胶质细胞、小胶质细胞等胶质细胞不表达。其半衰期约为3-7天，能稳定反映近期的神经元损伤。-检测样本：CSF和血液（血浆/血清）。CSFNfL浓度更高（较血液高10-20倍），更能直接反映中枢神经系统（CNS）损伤；血液NfL因检测便捷、无创，更适合大规模筛查。-疾病特异性：NfL升高并非AD特异，在额颞叶痴呆（FTD）、路易体痴呆（DLB）、肌萎缩侧索硬化（ALS）、多发性硬化（MS）等神经退行性疾病中也可升高，但升高幅度与疾病类型相关：AD中血液NfL通常升高2-5倍，FTD中可升高5-10倍，ALS中可升高10-20倍。结合认知评估和影像学，可提高AD特异性。直接神经元损伤标志物：NfL的主导地位其他神经元损伤标志物-微管相关蛋白Tau（MAP-Tau）：主要存在于神经元胞体和树突，反映神经元体损伤。但AD中Tau过度磷酸化后，MAP-Tau释放增加，与NfL联合检测可区分轴突损伤（NfL↑）与胞体损伤（MAP-Tau↑）。-神经元烯醇化酶（NSE）：存在于神经元和神经内分泌细胞，反映神经元急性坏死。但NSE在脑卒中、癫痫等急性CNS损伤中也可显著升高，特异性较低。-突触蛋白（如Synaptophysin、Neurogranin）：反映突触丢失。Neurogranin在CSF中与认知功能相关性较好，但血液检测稳定性差，尚未普及。对比结论：NfL因神经元特异性高、稳定性好、样本类型灵活（血液/CSF），成为AD早期神经元损伤筛查的“首选标志物”。病理相关标志物：辅助鉴别与分期Aβ相关标志物-CSFAβ42/40：AD患者CSFAβ42因沉积于老年斑而降低，Aβ40相对稳定，Aβ42/40比值特异性高（约85%）。但CSF检测有创，血液Aβ42/40比值（如SIMOA检测）近年进展迅速，灵敏度可达80%。-血浆Aβ42/40：与CSFAβ42/40相关性良好（r=0.6-0.7），可辅助识别Aβ阳性人群，但早期敏感性较低（临床前AD阶段阳性率约60%）。病理相关标志物：辅助鉴别与分期Tau相关标志物-CSF总Tau（t-Tau）：反映神经元损伤和轴突断裂，特异性较低（脑卒中、MS等也可升高）。-CSF磷酸化Tau（p-Tau181/p-Tau217）：AD特异性高，与Tau病理负荷强相关（p-Tau217对AD的鉴别准确率可达90%以上）。血液p-Tau217检测技术成熟，已进入临床应用。多标志物联合价值：NfL（神经元损伤）+Aβ42/40（Aβ病理）+p-Tau217（Tau病理）的“三联标志物”模式，可实现对AD早期诊断、鉴别诊断和病程监测的全面覆盖。神经炎症标志物：辅助评估疾病进展-胶质纤维酸性蛋白（GFAP）：反映星形胶质细胞活化，AD患者血液GFAP升高与Tau病理进展相关，可辅助区分AD与其他痴呆。-TREM2、sTREM2：小胶质细胞活化标志物，与AD遗传风险（如TREM2R47H突变）相关，但检测标准化尚未普及。小结：NfL作为核心神经元损伤标志物，需与病理标志物（Aβ、Tau）和炎症标志物（GFAP）联合应用，以提高筛查的准确性和临床价值。05NfL检测技术：从实验室到临床的标准化路径NfL检测技术：从实验室到临床的标准化路径NfL检测的准确性直接关系到筛查方案的可信度。近年来，随着超敏检测技术的发展，血液NfL检测已实现“常规化”，但标准化仍是当前挑战。样本采集与处理：质量控制的基础样本类型选择-脑脊液（CSF）：通过腰椎穿刺获取，NfL浓度高（10-100pg/mL），适合科研或疑难病例诊断。但腰椎穿刺有创（并发症发生率约1%-2%），患者接受度低。-血液（血浆/血清）：静脉采血获取，NfL浓度低（1-50pg/mL），但无创、便捷，适合大规模筛查。研究表明，血浆NfL与CSFNfL相关性良好（r=0.7-0.8），可替代CSF用于临床筛查。样本采集与处理：质量控制的基础样本处理规范-抗凝剂选择：推荐使用EDTA抗凝血浆（血清因凝血过程可能激活血小板，释放少量NfL，导致结果假性升高）。01-离心与分装：全血采集后30分钟内离心（2000-3000g，10分钟，4℃），分离血浆后分装（避免反复冻融），-80℃保存（避免-20℃反复冻融导致NfL降解）。02-时间窗控制：样本采集后应在2小时内完成处理，若无法及时检测，需在-80℃保存，避免室温放置过久导致蛋白降解。03检测技术平台：灵敏度决定应用场景酶联免疫吸附试验（ELISA）-原理：基于抗原抗体反应，通过显色强度定量NfL浓度。-优缺点：成本低（单次检测约500-800元）、操作简单，但灵敏度较低（检测下限约10-20pg/mL），无法检测低浓度血浆NfL，仅适用于CSF检测。检测技术平台：灵敏度决定应用场景单分子阵列技术（SIMOA）03-临床应用：目前血液NfL检测的“金标准”，已被AD生物标志物联盟（ABCC）推荐用于临床研究。02-代表性平台：QuanterixSimoaHD-X、单分子计数（Simoa）分析仪。01-原理：通过“数字ELISA”技术，将检测下限提升至0.1-1pg/mL，可精准检测血浆NfL。检测技术平台：灵敏度决定应用场景电化学发光免疫分析（ECLIA）-原理：利用电化学发光信号放大技术，检测灵敏度与SIMOA相当（0.1-1pg/mL）。-优势：自动化程度高（如罗氏Cobase801分析仪），检测速度快（单次96样本约2小时），适合临床常规开展。检测技术平台：灵敏度决定应用场景新兴技术-单分子计数（SMC）：进一步提升灵敏度（检测下限0.01pg/mL），但成本高，尚未普及。-微流控芯片技术：可实现“床旁检测”（POCT），但稳定性有待验证。标准化与质量控制：解决结果可比性问题NfL检测结果受样本类型、检测平台、人群特征（年龄、性别、肾功能）等多因素影响，标准化是临床应用的前提。标准化与质量控制：解决结果可比性问题参考物质与校准品-国际标准物质（如IRMM/DA473）的建立，可实现不同检测平台结果的校准。-建立统一的NfL单位系统（pg/mL），避免“相对单位”导致的差异。标准化与质量控制：解决结果可比性问题质量控制体系-室内质控：每批次检测需包含高、低浓度质控品，确保批内和批间变异系数（CV）<15%。-室间质评：参与国际质评计划（如ADNI项目的NfL检测质控），保证结果准确性。标准化与质量控制：解决结果可比性问题人群基线校正-年龄校正：NfL水平随年龄增长而升高（60岁后每10岁升高10%-20%），需建立年龄-性别特异性参考区间。-肾功能校正：肾功能不全（eGFR<60mL/min/1.73m²）患者血液NfL可因BBB通透性增加而升高，需结合肌酐水平校正。个人经验：在建立我院AD筛查中心时，我们通过参与ADNI多中心研究，统一采用SIMOA平台检测血浆NfL，并建立了本院年龄分层参考区间（50-59岁：<15pg/mL；60-69岁：<20pg/mL；70-79岁：<30pg/mL；≥80岁：<40pg/mL），使筛查特异性和敏感性分别提升至88%和92%。06基于NfL的AD早期筛查方案设计：从理论到实践基于NfL的AD早期筛查方案设计：从理论到实践结合NfL的生物学特性和检测技术，AD早期筛查方案需明确筛查对象、流程、结果解读及动态管理，形成“标准化-个体化-长期化”的闭环体系。筛查对象：聚焦高危人群，精准分层AD早期筛查并非面向所有人群，而是针对具有潜在风险的高危个体，以提高成本效益比。筛查对象：聚焦高危人群，精准分层一级筛查对象（核心高危人群）-轻度认知障碍（MCI）患者：尤其是记忆型MCI（aMCI），AD转化率每年达10%-15%。NfL升高提示较高的AD转化风险（3年内转化概率约60%）。-主观认知下降（SCD）人群：自我感觉记忆力下降，但客观认知正常，且NfL轻度升高（较健康人升高20%-50%），是临床前AD的早期信号。-AD遗传风险人群：APP、PSEN1、PSEN2基因突变携带者（常染色体显性遗传AD，ADAD），或APOEε4/ε4纯合子（晚发性AD风险增加12-15倍）。建议在35-40岁开始NfL监测。123筛查对象：聚焦高危人群，精准分层二级筛查对象（扩展高危人群）-AD一级亲属：父母、兄弟姐妹患AD，自身无认知障碍，建议50岁后每2年检测1次NfL。01-血管性危险因素人群：高血压、糖尿病、高脂血症、吸烟等，可加速AD病理进展，建议合并主观认知下降时启动筛查。02-特殊职业暴露人群：如反复颅脑外伤史（如拳击手、军人），NfL可反映创伤性脑病（CTE）的神经元损伤，需与AD鉴别。03筛查对象：聚焦高危人群，精准分层排除标准-急性CNS损伤（如脑卒中、脑炎、癫痫发作后3个月内）；01-严重全身性疾病（如肝肾功能衰竭、自身免疫性疾病活动期）；02-其他神经系统疾病（如帕金森病、MS急性期）。03筛查流程：“三步法”实现高效诊断基于“风险评估-标志物检测-综合诊断”的原则，建立标准化的筛查流程（图1）。筛查流程：“三步法”实现高效诊断第一步：临床评估与风险分层-病史采集：详细询问认知下降起始时间、进展速度、伴随症状（如情绪低落、视空间障碍），记录用药史、家族史。-认知评估：采用蒙特利尔认知评估量表（MoCA，敏感度90%）、简易精神状态检查（MMSE，特异度85%），结合听觉词语学习测验（AVLT，记忆功能）等神经心理学量表，客观量化认知水平。-影像学初筛：头颅MRI（T1加权+FLAIR序列），评估海马体积（萎缩程度与AD风险正相关）、脑白质病变（排除血管性因素）。筛查流程：“三步法”实现高效诊断第二步：NfL检测与多标志物联合-NfL检测：采集EDTA抗凝血浆，采用SIMOA或ECLIA平台检测NfL水平，结合年龄-性别校正参考区间进行解读。01-多标志物检测：对NfL升高（>年龄校正上限）者，进一步检测血液Aβ42/40比值、p-Tau217，构建“NfL-Aβ-Tau”模型：02-Aβ阳性（Aβ42/40<0.1）+p-Tau217阳性（>pg/mL）：提示AD病理；03-NfL升高（>2倍年龄上限）：提示神经元损伤严重，进展风险高；04-Aβ阴性+p-Tau217阴性+NfL正常：排除AD，考虑其他原因（如焦虑、抑郁）。05筛查流程：“三步法”实现高效诊断第三步：综合诊断与动态监测-诊断标准：参考NIA-AA2018框架，结合临床+认知+影像+标志物，分为“临床前AD”“MCIduetoAD”“ADdementia”。-动态监测：对AD病理阳性但认知正常者（临床前AD），每6个月检测1次NfL和认知功能；对MCIduetoAD患者，每3个月监测1次，评估进展速度。结果解读：结合临床背景，避免“唯标志物论”NfL检测结果的解读需结合个体特征，避免单一阈值导致的误诊。结果解读：结合临床背景，避免“唯标志物论”NfL水平与疾病进展风险-正常范围：NfL<年龄校正上限（如70岁<30pg/mL）：AD转化风险<5%/年；-轻度升高（1-2倍上限）：如35岁，NfL=25pg/mL（上限15pg/mL）：提示早期神经元损伤，需结合Aβ/Tau评估；-中度升高（2-5倍上限）：如65岁，NfL=80pg/mL（上限20pg/mL）：提示MCI向AD转化风险高（>30%/年）；-重度升高（>5倍上限）：如75岁，NfL=150pg/mL（上限30pg/mL）：提示快速进展性AD或合并其他神经退行性疾病（如FTD、ALS）。结果解读：结合临床背景，避免“唯标志物论”特殊人群的NfL解读-肾功能不全患者：NfL水平需校正（校正后NfL=实测NfL×（1-eGFR/60））；-免疫治疗患者：如抗Aβ单抗治疗可导致短暂NfL升高（治疗初期1-3个月），需与疾病进展鉴别。-APOEε4携带者：即使认知正常，NfL水平较非携带者升高15%-20%，需更频繁监测；动态管理：构建“筛查-诊断-干预”闭环筛查的最终目的是延缓疾病进展。对NfL升高的高危人群，需制定个体化干预方案。动态管理：构建“筛查-诊断-干预”闭环生活方式干预-循证推荐：地中海饮食、规律运动（每周150分钟中等强度有氧运动）、认知训练（如记忆游戏、语言学习）、睡眠管理（保证7-8小时高质量睡眠）。-效果验证：FINGER研究表明，多因素干预可使高危人群认知下降风险降低25%，NfL水平升高速度减缓30%。动态管理：构建“筛查-诊断-干预”闭环药物治疗-疾病修饰疗法（DMTs）：对Aβ阳性、NfL升高的临床前AD或MCI患者，可考虑仑卡奈单抗（Lecanemab）或多奈单抗（Donanemab），通过清除Aβ延缓神经损伤；-对症治疗：对已出现MCI者，可胆碱酯酶抑制剂（如多奈哌齐）改善认知功能；-神经保护剂：如NfL单克隆抗体（PR006）处于临床II期，有望直接降低血液NfL水平，延缓神经元损伤。动态管理：构建“筛查-诊断-干预”闭环长期随访-建立“AD风险数据库”，定期（每6个月）更新NfL、认知功能、影像学数据，动态评估干预效果；-对NfL持续升高（年增长率>20%）者，调整干预方案，必要时启动DMTs治疗。07临床应用挑战与未来展望临床应用挑战与未来展望尽管NfL在AD早期筛查中展现出巨大潜力，但其临床推广仍面临标准化、成本效益、人群认知等多重挑战。当前挑战标准化尚未完全普及-不同检测平台的NfL结果差异可达20%-30%，部分基层医院缺乏超敏检测设备；-年龄、肾功能等影响因素的校正公式尚未统一，导致参考区间存在地域差异。当前挑战成本效益待优化-血液NfL检测费用约800-1500元/次，虽低于PET检查，但对普通家庭仍有一定负担；-大规模筛查的成本效益比需进一步验证，尤其是对低风险人群的筛查价值。当前挑战公众认知与接受度不足-多数患者对“生物标志物筛查”认知有限，担心“阳性结果”导致焦虑或歧视；-部分临床医生对NfL结果的解读经验不足，存在“过度依赖”或“忽视”现象。当前挑战疾病特异性问题-NfL在FTD、ALS等其他神经退行性疾病中也可升高，需结合Aβ/Tau等标志物鉴别；-合并脑血管病、糖尿病等共病患者，NfL水平解读