【Nat Commun】CORAL 联盟新作|Olink蛋白质组学助力鉴别路易体痴呆症与阿尔兹海默症

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研究背景
CORAL联盟是Olink在2021年发起的神经领域科学家社区,来自阿姆斯特丹大学医疗中心的Charlotte E. Teunissen 教授被委任项目主席。该联盟利用Olink蛋白组学平台,对血液和脑脊髓液(CSF)样品进行一系列研究,以深入研究神经疾病的致病机制、生物标志物,干预后有效标志物及预测指标等。

路易体痴呆(DLB)是继阿尔茨海默症(AD)后在老年人群中最常见的痴呆形式之一,其临床和病理表现与AD高度重叠,鉴别诊断难度很高,这导致大部分DLB患者漏诊或未确诊。之前的研究表明,用于支持AD诊断的核心脑脊液生物标志物(Aβ1-42、tTau和pTau)对区分DLB和AD的准确性非常有限。因此,临床上迫切需要特异性体液标志物能对DLB进行鉴别诊断,如疾病监测、患者分层和疗效预测等。

新文速递

阿姆斯特丹大学医疗中心的Charlotte E. Teunissen 教授所领衔的CORAL联盟近期在Nature Communications (IF =16.6)上发表了最新研究成果。Charlotte E. Teunissen 教授团队在文中评述:“使用基于抗体的Olink PEA技术能够克服生物标志物研究中经常遇到的跨技术平台差距,并可快速有效地将发现转化为定制分析”。

该研究使用Olink 蛋白组学检测了认知未受损对照组(n=190)、DLB患者组(n=190)与AD患者组(n=235)脑脊液(CSF)中的蛋白质表达水平。找出了差异表达蛋白并进行分组建模,同时采用Olink定制化检测panel用于临床转化,并在三个独立验证队列中进行了验证。该研究确定了DLB患者特异性的蛋白质变化,并将发现转化成了可准确识别BLD患者的定制化panel,为DLB患者的诊断和临床治疗提供了希望。

研究亮点

●  DLB患者脑脊液CSF蛋白质谱

与对照组(CON)相比,DLB组中14种蛋白质的差异较大,其中8种蛋白显著下调(CRH、FCER2、MMP1、COL4A1、WIF1、PAM、VEGFA和CTSC),6种蛋白显著上调(DDC、GH、IDUA、PRCP、KYNU和ENTPD5)。其中,多巴胺羧酶DDC的差异最显著。进一步分析以上蛋白质在DLB与AD组间,以及AD和对照组间的差异性,发现多达49种蛋白质只在DLB中有差异,17种蛋白质在痴呆之间没有差异,共有24种蛋白质在DLB和AD组间有显著差异,同时在AD组和对照组之间也有变化。与对照组相比,这些蛋白在DLB组和AD组大多呈相反的变化趋势。
 
功能富集分析显示,DLB患者中的差异表达蛋白(n = 67)反映了不同生物学过程,包括髓鞘形成调节、牙齿发育、Notch信号传导、类固醇代谢、肌肉结构发育或排卵周期。
●  利用CSF蛋白标志物区分AD与DLB

DDC是DLB组中最显著的标志物,能有效区分DLB组与对照组(AUC=0.91),DLB组与AD组(AUC=0.81)。随后通过分类分析和建模找到了一组7个CSF蛋白标志物组合,能够更好地区分三个组:DLB组与对照组(AUC=0.947),及DLB组与AD组(AUC=0.929)。将7个CSF蛋白标志物组与AD经典诊断指标(Aβ42/tTau)进行比较,前者可以更好地区分DLB和对照组,并在DLB和AD组的区分中显示的相似AUC。

●  开发定制型Panel进行队列验证

为进一步验证蛋白标志物识别性能,研究人员委托Olink公司对其中6种蛋白标志物(DDC、CRH、MMP-3、ABL1、MMP-10和THOP1)进行定制型Panel开发,并在三个独立队列中进行了验证。在这三个独立验证队列中得到的组间蛋白质表达差异与在发现队列的结果非常一致(r > 0.70,如下图a);定制型Panel在区分DLB和对照组以及AD时,与单一DDC指标相比准确性更高(如下图b)。

●  脑脊液中DDC表达与DLB分期相关

脑脊液中DDC表达与帕金森综合症严重程度呈正相关。根据现有的神经病理学数据,在发现队列和尸检确诊的AD/DLB验证队列中,脑脊液DDC与总特定脑区α-syn沉积水平呈正相关,另外DDC表达与总负荷和新皮质层α-syn负荷相关联。在两个队列中脑脊液中DDC在DLB进程中都表达量升高。

 
●  DLB定制Panel在PD患者中表现

研究团队又使用来自已经公开发表的帕金森患者脑脊液Olink蛋白质组数据,分析了这些蛋白的表达差异。在AMP-PD数据集中,与对照组相比,定制Panel中的DDC、FCER2、CRH和MMP3蛋白的表达在PD前期和症状期都存在显著差异。DDC和DLB 定制Panel都可以将PD前期或PD症状期与对照组进行区分,且具有更优性能定制Panel的AUC均高于DDC单一指标的AUC

 
写在最后
脑脊液蛋白质图谱分析鉴定出了在DLB患者中特异性改变的蛋白标志物组合,研究人员将其中6个脑脊液蛋白开发了定制型Panel:该Panel可更准确地将DLB患者与认知功能正常的对照组和AD组患者区分开来,并在外部独立队列中得到了进一步验证(其中还包括一个通过神经病理学证实的AD/DLB尸检队列)。该研究成果不仅可提高及时诊断准确性,还能用于监测DLB病理生理过程中涉及的生物学机制,并可作为临床试验中的替代标记物

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参考资料:

1. CSF proteome profiling reveals biomarkers to discriminate dementia with Lewy bodies from Alzheimer´s disease. Nat Commun. 2023 Sep 13;14(1):5635. 

 

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2024年1月26日 16:47
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