Nat Med：筛出针对tau病的首个液体生物标志。除了AD，这些疾病也有特异性tau片段

关键词：阿尔茨海默病；tau；液体生物标记

引言：

为此，来自华盛顿大学医学院的Chihiro Sato团队在Nature Medicine杂志上发表了一篇文章，题目是“CSF tau microtubule-binding region identifies pathological changes in primary tauopathies”，他们通过免疫沉淀和质谱法证明MTBR-tau的4重复（4R）tau在皮质基底变性（CBD）、进行性核上性麻痹（PSP）、额颞叶变性（FTLD）和AD的大脑中增加，相反，却在CBD、FTLD和AD的CSF中下降。

CSF MTBR-tau₂₇₅和MTBR-tau₂₈₂可能代表第一个能辅助诊断原发性tau病的生物标志物。

知识点补充：

tau蛋白共含有4个不完整重复序列的微管结合区，包含4个微管结合重复序列 (R1、R2、R3和R4)的tau亚型被称为4重复 (4R) tau，包含3个微管结合重复序列 (R1, R3和R4)的被称为三重复(3R) tau。

图1. t-tau（总tau）181-190和4R亚型特异性MTBR-tau结构示意图

研究内容和主要结果

一、4R 特异性大脑 MTBR-tau 在原发性 tau 病中增加

研究人员首先对来自59名经尸检证实为AD、CBD、FTLD-TDP（包含TDP-43的神经元包涵体的FTLD亚型）等的个体和3名没有神经退行性疾病临床诊断的正常对照个体的冷冻脑组织进行处理，以提取不溶性tau并进行质谱分析。

相对于对照而言，大脑MTBR-tau₂₇₅/t-tau在CBD中增加了大约五倍，在FTLD-MAPT（基因，家族遗传性FTLD）中增加了三倍，但在PSP和AD中仅适度增加。

此外，大脑MTBR-tau₂₈₂/t-tau与MTBR-tau₂₇₅/t-tau具有相似的增加曲线。（MTBR-tau₂₇₅(₂₇₅–280)和MTBR-tau₂₈₂(₂₈₂–290)位于R2重复结构域内且特定于4R同种型。）

二、4R 特异性 CSF MTBR-tau 在原发性 tau 病中减少

接下来，研究人员对来自29名正常对照、5名FTLD-MAPT和78名尸检确诊的AD、原发性tau病和FTLD-TDP的CSF进行了MTBR-tau₂₇₅和MTBR-tau₂₈₂分析。

由于t-tau浓度的个体差异，CSF MTBR-tau₂₇₅和MTBR-tau₂₈₂浓度没有区分不同的tau病变。因此，来自截短tau的CSF MTBR-tau₂₇₅和MTBR-tau₂₈₂通过中间结构域（mid-domain，图1）tau212-221测量的t-tau进行归一化。CSF MTBR-tau₂₇₅/t-tau在CBD、AD和FTLD-MAPT降低，CSF MTBR-tau₂₈₂/t-tau具有与CSF MTBR-tau₂₇₅/t-tau相似的下降曲线（见下图2b）。

图2. 4R特异性CSF MTBR-tau蛋白在CBD、FTLD-MAPT和AD中降低。

随后，研究人员评估了可溶性CSF MTBR-tau/t-tau测量值是否能反映脑tau病理学。

来自CSF和大脑的MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau在所有疾病组中适度相关（n=54）（（分别为 r = -0.27和 r = -0.45），而在4R tau蛋白病中（PSP，CBD和AGD，n=29）强烈相关（r = -0.61和 r = 0.75），这表明4R特异性MTBR-tau亚型在4R tau病的CSF和大脑中具有负相关性。

在CBD中，来自CSF和大脑的MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau适度相关，但不具备统计学显著差异。一名没有认知障碍的CBD参与者的大脑和CSF中的MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau几乎没有变化，这可能表明这些生物标志物的变化取决于疾病的严重程度。

为了评估CSF MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau是否随着疾病阶段进展而减少，他们进一步研究了这些生物标志物与持续时间（发病年龄与CSF收集之间的间隔）之间的相关性。

在CBD中，持续时间与CSF MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau之间存在负相关（分别为r=-0.37和-0.39），尽管未观察到统计学显著差异。

这一结果表明，持续时间较长且处于晚期病理阶段的参与者CSF MTBR-tau₂₇₅/t-tau和MTBR-tau₂₈₂/t-tau生物标志物的下降程度更大。

图3. CSF可溶性MTBR-tau蛋白与脑不可溶性MTBR-tau蛋白聚集物呈负相关。

三、CSF MTBR-tau检测具有可重复性和稳定性

为了评估同一个体的 CSF MTBR-tau 测量的可重复性和稳定性，研究人员在一个由25名参与者（包含确诊为PSP、AD、CBD、FTLD-MAPT等的个体）组成的独立队列中检查了CSF MTBR-tau275/t-tau。四个月内，CSF MTBR-tau275/t-tau重复腰椎穿刺的平均变异系数为 12±7%，因而具备高重线性和稳定性。

四、CSF MTBR-tau在原发性tau病中的诊断作用

为了评估 CSF MTBR-tau 生物标志物在临床诊断的原发性 tau 病中的表现，作者在另一个包含238名个体的独立队列中测定了 CSF MTBR-tau275/t-tau，该队列先前已经对CSF t-tau和磷酸化tau进行了分析。

与认知正常对照组相比， FTLD-MAPT个体的CSF MTBR-tau275/t-tau明显降低。然而，与其他tau病相比，CSF MTBR-tau275/t-tau在AD中没有统计学差异。

接下来，研究人员想知道CSF MTBR-tau275/t-tau和MTBR-tau282/t-tau 在病理证实的原发性 tau 病队列中的诊断准确性。

首先，在原发性 tau 蛋白病中检查 CSF t-tau（中域肽212-221）和磷酸化tau（pT217/T217）以进行比较，与正常对照和 PSP 相比，CSF t-tau在AD中增加且可以将AD与FTLD-tau（PSP、CBD、AGD、PiD、FTLD-MAPT）加以区分，但CSF t-tau不能对FTLD-tau进一步区分。与正常对照、FTLD-TDP和FTLD-tau相比，CSF pT217/T217 在 AD 中增加，并且可以区分 AD 和 FTLD-tau。这些结果表明可以使用 CSF pT217/T217 准确识别患有AD病理的个体。

基于这一发现，研究人员继续使用AD Thal分期进一步评估淀粉样蛋白对CSF MTBR-tau275/t-tau和MTBR-tau282/t-tau在原发性tau病中的影响。CSF pT217/T217与AD Thal分期强相关（r = 0.52，P < 0.0001）。

然而，CSF MTBR-tau275/t-tau 和 MTBR-tau282/t-tau 与整个队列中的 AD Thal 期不相关（分别为 r = -0.22，P = 0.06和r = -0.24，P = 0.04）或 CBD（r = -0.14，P = 0.60和r = -0.07，P = 0.78）。

这些结果表明，CSF MTBR-tau275/t-tau和MTBR-tau282/t-tau 在CBD中的降低与AD共病理学（copathology）无关。

原文表3. 4R特异性CSF MTBR-tau用于区分CBD与FTLD-tau和对照的诊断准确性

主要结论

综上所述，这项工作认为

• CSF MTBR-tau275/t-tau和MTBR-tau282/t-tau可能会被用于协助生前不同tau病亚型鉴别诊断，

• 其可重复性和稳定性支持其作为临床试验可靠的生物标志物，并为开发针对原发性tau病治疗策略开辟了道路。

Hanson点评：

尽管长期以来一直在寻找 FTLD-tau病理学的生物标志物，但迄今为止还没有发现可以区分除AD以外的其他tau病亚型的液体生物标志物。

而这项工作提供了“首个”反映原发性tau病脑病理的液体生物标志物的可能性。

然而，处于无症状阶段的tau病个体可能体内尚未表现出这些标志物的减少，未来针对具有不同严重程度的更大队列和对纵向样本的研究将有助于解决CSF MTBR-tau是否可以在原发性tau病的早期阶段捕获疾病信息。

此外，还有一个局限性在于缺乏识别活体患者脑tau病理学的正交措施，比如tau PET成像，因而限制了评估CSF 与脑MTBR-tau相关性的能力。

从临床科研设计角度，这项研究的设计也给我们更多启迪：面对似乎难以取得进展的靶点，也许需要关注其特异性肽段的研究。

原文链接：

编辑：Daniel，微信号：Healsanc。作者：Dr. Qi

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