基于遗忘型轻度认知障碍早期检测的候选血液生物标志物：血浆中SVIP的研究

《Frontiers in Aging Neuroscience》：SVIP in plasma: a candidate blood-based biomarker for early detection of amnestic mild cognitive impairment

　　

背景：遗忘型轻度认知障碍（amnestic mild cognitive impairment, aMCI）代表了阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）早期干预的关键临床窗口。识别易于检测、丰度较高的血浆生物标志物用于aMCI的临床诊断仍然至关重要。研究显示，在AD动物模型中，过表达含缬酪肽蛋白（Valosin-Containing Protein, VCP）能够增强自噬并降低tau蛋白水平。值得注意的是，VCP分子量约为90 kDa，通常组装成六聚体，这限制了其即使在神经退行性病变条件下穿越血脑屏障（blood-brain barrier, BBB）的能力。相比之下，小VCP相互作用蛋白（small VCP-interacting protein, SVIP）分子量仅为9 kDa，它与VCP相互作用，以维持细胞内自噬体的动态稳定性。因此，研究人员旨在探索血浆SVIP作为aMCI的外周血生物标志物，并评估其在检测aMCI方面是否优于VCP。方法：这是一项基于STAR（深圳多模态老龄化研究）队列的回顾性研究。参与者采用方便抽样策略招募。最终纳入84名参与者（44名认知未受损，40名aMCI），诊断分类基于标准化的临床和神经心理学标准。使用基于生物功能磁珠富集的深度血浆蛋白质组学技术测量了血浆SVIP和VCP水平。通过受试者工作特征（Receiver Operating Characteristic, ROC）分析和DeLong检验评估了诊断效能。该研究在中国临床试验注册中心注册（ChiCTR2200066700）。结果：与认知未受损组相比，aMCI组SVIP水平显著降低（p < 0.001），而VCP水平未观察到显著差异（p = 0.823）。SVIP检测aMCI的曲线下面积（area under the curve, AUC）为0.836（95% 置信区间：0.739 至 0.908），显著高于VCP [AUC = 0.513 (95% 置信区间: 0.401 至 0.624)] (p < 0.0001, DeLong检验)。结论：在检测aMCI方面，血浆SVIP表现出显著高于VCP的诊断准确性，提示其作为候选血液生物标志物的潜力，但需经过大规模的病理生理学验证。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）是最常见的痴呆类型，占所有病例的60%至70%，其特征是进行性记忆丧失、认知能力下降和行为障碍，严重影响老年人的生活质量。AD起病隐匿，病程渐进，早期诊断困难，给患者、家庭及医疗系统带来沉重负担。轻度认知障碍（Mild cognitive impairment, MCI）代表了认知未受损（cognitively unimpaired, CU）与痴呆之间的临床中间阶段，其中遗忘型MCI（amnestic MCI, aMCI）是最常见的MCI类型，具有较高的向AD转化的风险。然而，并非所有aMCI个体都会发展为AD——约14.9%可能通过及时干预实现认知改善。因此，早期识别aMCI对于延缓疾病进展和改善患者预后至关重要。根据2024年美国国家老龄化研究所-阿尔茨海默病协会（National Institute on Aging-Alzheimer’s Association, NIA-AA）诊断框架，AD的诊断主要依赖于在脑脊液（cerebrospinal fluid, CSF）、血液和正电子发射断层扫描（positron emission tomography, PET）成像中检测生物标志物。然而，这些方法在临床实践中存在显著局限性。CSF采集具有侵入性，患者依从性常较低。PET成像受限于成本和辐射暴露。近年来，外周血生物标志物——因其侵入性小且易于获取——在检测AD尤其是aMCI阶段方面展现出巨大潜力。然而，现有血浆生物标志物如磷酸化tau蛋白217（p-tau217）在血浆中的浓度极低，低至亚皮克/毫升水平。即使在高灵敏度的Simoa平台上，某些p-tau亚型的浓度也可能低于定量下限。此外，Simoa检测成本高昂，且存在批次间变异。这些限制使其难以在大型筛查中广泛应用。因此，亟需开发经济、灵敏且易于获取的新型血浆生物标志物，以实现aMCI的早期筛查和诊断。AD的病因复杂，具体发病机制尚未完全阐明。新兴证据表明，自噬功能障碍可能在AD早期阶段扮演关键角色，可能先于β淀粉样蛋白（amyloid-β, Aβ）沉积。这提示自噬功能障碍可能在早期阶段导致神经退行性变，并可能在Aβ斑块形成前即可被检测到。近期研究显示，VCP在AD的自噬相关病理中发挥重要调控作用。在斑马鱼和小鼠模型中，过表达VCP可通过促进自噬流显著降低磷酸化和寡聚化/聚集的tau蛋白水平，并改善tau诱导的认知行为表型。临床病理学研究进一步证实，AD患者脑组织中VCP表达显著下调，这与其在tau蛋白清除中的作用一致。然而，据研究人员所知，目前关于VCP在诊断外周血中的价值研究仍有限。值得注意的是，VCP分子量约为90 kDa，通常以六聚体形式存在，这可能限制了其在血脑屏障（BBB）破坏条件下进入外周循环。相比之下，SVIP是VCP的一种特异性辅助蛋白，分子量仅为9 kDa，其功能是通过将VCP募集至溶酶体并调节细胞内自噬囊泡的稳定性。SVIP的低分子量（9 kDa）处于BBB渗漏时的理论允许范围（约10 kDa）内，可能增强其在血浆中的可检测性。本研究旨在评估SVIP作为外周血生物标志物检测aMCI的诊断效能，并确定血浆SVIP是否比VCP表现出更优的诊断性能。研究基于STAR（深圳多模态老龄化研究）队列开展。从2023年12月到2024年3月，参与者通过海报广告和北京大学深圳医院记忆门诊以方便抽样策略招募。最终共纳入84名参与者，根据临床诊断标准分为aMCI组（n = 40）和CU组（n = 44）。所有参与者均为汉族。诊断分类通过综合临床评估并结合标准化的神经心理学评估确定。神经心理学评估工具包括简易精神状态检查量表（Mini-Mental State Examination, MMSE）、蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment, MoCA）、听觉词语学习测验（Auditory Verbal Learning Test, AVLT）、汉密尔顿焦虑量表（Hamilton Anxiety Rating Scale, HAMA）、15条目老年抑郁量表（15-item Geriatric Depression Scale, GDS-15）和日常生活能力量表（Activities of Daily Living, ADL），用于综合评估整体认知、情景记忆和情感状态。该研究使用深度血浆蛋白质组学技术测量生物标志物。样本制备过程包括使用纳米颗粒磁珠富集低丰度蛋白，随后进行蛋白变性、还原与烷基化、酶解和肽段纯化。肽段通过纳升液相色谱-串联质谱（nano-LC–MS/MS）进行分析，使用数据非依赖采集（data-independent acquisition, DIA）模式，平台为Orbitrap Exploris 480质谱仪。数据通过Spectronaut软件处理，蛋白鉴定与定量基于UniProt人类参考蛋白质组数据库。SVIP通过2个独特肽段定量，VCP则通过多个肽段（每个样本40-88个）进行定量。统计分析使用SPSS和GraphPad Prism等软件完成，包括组间比较、ROC曲线分析、DeLong检验和Spearman相关分析等。研究结果表明，与CU组相比，aMCI组血浆SVIP水平显著降低（中位数：1.53 vs. 3.46 × 10⁵任意单位[a.u.]，p < 0.001），而VCP水平在两组间无显著差异（均值±标准差：1.06±0.26 vs. 1.05±0.24 × 10⁶ a.u.，p = 0.823）。在诊断性能方面，血浆SVIP区分aMCI与CU的AUC为0.836（95% CI: 0.739–0.908），显著优于VCP的AUC 0.513（95% CI: 0.401–0.624）（p < 0.0001）。在最佳截断值1.935 × 10⁵ a.u.下，SVIP的敏感度为72.5%，特异度为84.1%。在调整年龄和受教育年限后，SVIP的AUC进一步提高至0.927。相关性分析显示，血浆SVIP水平与MoCA评分（r = 0.48，p < 0.001）和MMSE评分（r = 0.34，p = 0.001）呈显著正相关，而VCP水平与这些认知评分无显著相关性。在讨论部分，研究人员认为本研究发现血浆SVIP在aMCI表型阶段水平显著降低，且具有良好的诊断效能。SVIP是一种与VCP结合的调控蛋白，在大脑皮层和小脑表达，可能在维持神经元稳态中发挥作用。在细胞水平，SVIP与VCP共定位于神经元胞体，SVIP促进VCP募集至溶酶体膜，增强其与自噬相关蛋白（如LC3-II、p62和LAMP1）的相互作用，从而促进自噬体-溶酶体融合并维持自噬流。SVIP缺乏会破坏溶酶体网络完整性并阻断自噬流，导致异常蛋白积累和神经退行性变。VCP则在实验模型中介导了自噬相关的病理性tau蛋白降解。SVIP直接调控VCP功能，这一相互作用可能构成其生物学效应的潜在通路。研究人员指出，本研究发现的血浆SVIP水平降低与先前基于死后脑组织外泌体的研究结果不一致，后者观察到与MCI相关的SVIP水平升高。这种差异可能归因于不同的生物样本来源、技术方法差异以及系统性生理因素的影响。与SVIP不同，尽管先前研究报道AD脑组织中VCP表达降低，但本研究发现在aMCI表型阶段其血浆水平无显著变化。研究人员认为，VCP的大分子量（约90 kDa）及其六聚体结构可能限制了其穿越受损BBB进入外周循环的能力，而小分子SVIP（9 kDa）则更易通过。此外，血浆VCP水平可能受到肝肾功能、炎症和代谢紊乱等全身性生理因素的干扰，降低了其作为外周生物标志物的神经元特异性。研究存在一定局限性，包括样本量较小、为单中心设计；aMCI的诊断基于临床评估而未经过AD特异性生物标志物验证；血浆生物标志物定量为相对丰度，可能存在平台间差异；无法完全确定循环SVIP的组织来源；SVIP水平下降与自噬紊乱之间的因果关系尚未证实。综上所述，本研究表明血浆SVIP可能作为aMCI表型阶段的潜在候选血液生物标志物，而VCP由于分子量较大，其诊断敏感性可能有限。进一步的大规模临床研究有必要验证这些发现，并探索其潜在机制。