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症狀出現前,血液已留下ALS足跡:19種蛋白質估算發病窗口

追蹤家族性ALS高風險帶因者的研究,找到可預測半年至五年內臨床轉化的血漿蛋白組合;成果可望協助預防試驗收案,但尚不能用於一般人口篩檢。

By SURL BioNews

肌萎縮性側索硬化症(ALS)的治療困境,不只在於病程快速,也在於神經損傷往往早於明顯症狀。刊於《Nature Medicine》的研究顯示,對帶有ALS相關致病變異、但尚未發病的人而言,血漿蛋白的變化可能提前數年透露疾病正逐步逼近,為早期介入研究提供一把仍待校準的時間尺。

研究團隊分析137名參與者的516份連續血漿樣本,包括33名由無症狀轉為臨床發病者、35名ALS患者、10名尚未轉化的致病變異帶因者及59名對照者。研究利用高通量平台測量逾5,000種蛋白質;同儕審查後的正式論文指出,其中92種在臨床轉化前便已出現顯著變化,牽涉骨骼肌、細胞外基質、神經絲與發炎訊號等生物路徑。

團隊再從候選標記中建立19種蛋白質的核心組合,用來判斷每次採血後半年、一年、兩年、三年或五年內是否會出現症狀。五折交叉驗證所得的曲線下面積介於0.80至0.89,顯示模型具一定區辨能力;估算距離臨床轉化時間時,平均絕對誤差約1.6年。這項工具的定位不是確定某人何時發病,而是把原本極不確定的風險窗口縮小到較適合設計研究的範圍。

目前ALS早期風險監測多倚重神經絲輕鏈蛋白(NfL/NEFL),它通常在軸突受損加速後升高。新組合納入NEFL,也結合EDA2R、CALCA及多種與肌肉或神經功能相關的蛋白;在較長的預測期間內,整體表現優於單看NEFL。不過,在預測半年內轉化時,兩者表現相近,反映NEFL在發病前夕急遽上升,仍是強而直接的短期訊號。

英國生物樣本庫提供了部分外部驗證:研究人員在橫斷面資料中重現NEFL、EDA2R與CA3等蛋白的發病前上升趨勢,而可取得的15種蛋白子組合,在估算轉化時間方面也優於NEFL單一指標。然而,樣本庫沒有確切的症狀起始日期,研究只能以相關住院紀錄往前推估,所得的是「擬縱向」軌跡;其平均絕對誤差約2.75年,不能視為完整的獨立臨床驗證。

這項成果最直接的用途,可能是協助ALS預防試驗挑選近期較可能發病的致病變異帶因者,降低受試者必須等待多年才出現臨床事件的難題,也可望成為追蹤疾病演變的研究指標。但發現隊列只有33名確定轉化者,且主要適用於具有明確遺傳風險的族群;模型是否能跨基因型、族群、檢測平台與散發型ALS維持表現,仍須更大規模的前瞻研究確認。

研究團隊已公開分析程式、彙總統計與重製圖表所需資料,涵蓋蛋白變化、預測模型及英國生物樣本庫驗證流程;基於隱私與資料治理,患者層級及處理後資料並未釋出。下一步除了獨立複製,也須把探索型蛋白質平台轉化為可標準化、可重複且具明確臨床門檻的檢驗,才可能從研究工具走向試驗收案或個人風險評估。

References

  1. Nature Medicine
  2. medRxiv
  3. OpenAIRE / Zenodo