Simoa神经丝轻链作为化疗诱导周围神经病变啮齿动物模型的生物标志物

来源：Quanterix生物技术

Neurofilament light chain as disease biomarker in a rodent model of chemotherapy induced peripheral neuropathy

期刊：Experimental Neurology

研究机构：英国伦敦大学学院痴呆症研究所

研究背景

神经丝轻链（NfL）是一种神经元特异性细胞骨架蛋白，对细胞结构稳定性至关重要。化疗诱导周围神经毒性（CIPN）是几种常见癌症化疗治疗的潜在剂量限制性副作用。几种高效且广泛使用的抗癌药物（如铂类药物、抗微管蛋白药物、蛋白酶体抑制剂）均具有引起CIPN的共同特点。CIPN的发生和发展需要密切监测，因为延迟识别或不当管理可能导致永久性神经损伤，严重影响患者的生活质量。然而，CIPN的监测常常存在问题，因为肿瘤医生在日常临床实践中常用的量表不够敏感和可靠，并且在大多数情况下，正式的神经学评估不易获得。

因此，从易于获取的生物样本中获得一种简单、快速、有效且可靠的生物标志物，可能对接受神经毒性药物治疗的癌症患者的临床管理和安全性产生重大影响。此外，这种潜在的生物标志物可用于神经保护临床试验，并作为替代终点，以加强基于患者报告结果的有效性。为了测试将NfL作为CIPN生物标志物的可能性，我们使用了一种特征明确的大鼠模型进行了这项临床前研究，该模型基于反复给予长春新碱，其中轴突病变和感觉运动损伤明显且可测量(VIPN)。研究方法

成年雌性Wistar大鼠随机分配为未处理组或接受长春新碱0.2 mg/kg（VCR）静脉注射（通过尾静脉，每周一次，共4次）。在基线和治疗结束时，由盲法检查员以随机顺序对动物进行行为学测试，评估其机械和热感觉阈值，在治疗期结束时，获取坐骨神经和尾部神经进行病理检查和形态计量学分析。在第7、14、21和28天，从对照组和处理组大鼠中采集血样，使用Simoa NfL检测方法测定。

研究结果

VCR给药对动物耐受性良好，体重正常增加（基线：对照组平均±SEM 199.7 g±4.03，VCR组194.3 g±3.48；治疗结束时：对照组平均±SEM 218.2 g±5.2，VCR组212.3 g±4.2）；未报告行为学上的痛苦迹象或死亡。VIPN的发生在治疗结束时通过动态测试结果得到证实，表明存在显著的机械性异常性疼痛（基线：对照组平均±SEM 32.04 g±1.11，VCR组31.72 g±0.75；治疗结束时：对照组平均±SEM 30.17 g±0.87，VCR组25.04 g±1.21；p < .01）。

尾部神经检查显示，治疗结束时VCR处理大鼠的传导速度、SAP和CMAP电位幅度较对照组动物显著降低（p < .01，图1A-F）。在VCR给药结束时进行的病理检查中，轴突病变明显，尤其是在尾部神经中（图1G-I），而坐骨神经的变化较轻。此外，实验结束时VCR处理动物的IENF密度较对照组大鼠显著降低（对照组平均±SEM 29.77纤维/mm±0.66，VCR组21.64纤维/mm±1.12；p < .0001）。在未处理和VCR处理大鼠中连续测量的血清NfL浓度显示，在VCR给药过程中NfL浓度持续显著增加（图1L-O），最终较对照组增加4倍(p < .001)。

图1长春新碱(VCR)诱导的周围神经病模型中，神经丝蛋白(NfL)水平增加

讨论

血液NfL浓度升高已在多种中枢神经系统疾病（如痴呆、多发性硬化症、运动神经元疾病）中得到证实，在这些疾病中NfL被认为是轴突损伤的生物标志物。NfL水平不仅可用于评估周围神经损伤的存在，还可用于监测周围神经病变的进展，这一假设值得探索，尤其是在非神经科医生进行监测的情况下。

CIPN是测试这一假设的理想模型，因为：a）每个受试者可以在化疗前、化疗期间和化疗后进行检查，因此个体基线浓度可以作为后续样本的精确参考；b）接受化疗的癌症患者通常会进行血液检测，因此无需额外的侵入性程序即可获得合适的样本；c）CIPN监测是肿瘤科医生的主要挑战；d）早期检测CIPN可能预防不可逆的神经损伤；e）CIPN严重程度在患者之间差异极大，NfL变化的时间进程可能有助于早期识别高风险患者。

在本研究中，我们在一个特征明确的VCR反复给药动物模型中获得了连续结果，该模型包括感觉和运动神经损伤，具有远端轴突病变的特征，并通过IENF密度降低和近端神经相对保留得到证实。我们证明了血清NfL水平的逐渐升高，这与病理学证实的轴突病变密切相关，并反映了进展性损伤。