LRRK2突变与帕金森病中血液和脑脊液可溶性免疫因子谱的关联研究

《npj Parkinson's Disease》：Soluble immune factor profiles in blood and CSF associated with LRRK2 mutations and Parkinson’s disease

本研究针对LRRK2突变导致帕金森病（PD）的免疫失调机制尚不明确的问题，通过检测651例血清和129例匹配脑脊液（CSF）样本中65种免疫因子，发现LRRK2突变携带者血清SDF-1α和TNF-RII显著升高，而CSF中BAFF、CD40L等因子降低。PD患者CSF炎症因子普遍下调，且血清与CSF免疫谱相关性弱，提示中枢与外周免疫应答存在区室化特征。该研究为LRRK2相关免疫失调提供了新型生物标志物。

　　

帕金森病作为常见的神经退行性疾病，其发病机制至今尚未完全阐明。除了典型的运动症状外，越来越多的证据表明免疫系统的异常激活在疾病进程中扮演着重要角色。特别是LRRK2基因突变，作为帕金森病最主要的遗传风险因素，已被证实与免疫调节功能紊乱密切相关。然而，关于LRRK2突变如何影响全身和中枢神经系统的免疫环境，以及这种免疫失调如何参与帕金森病的发病过程，当前的研究仍存在大量空白。

为了解决这些关键问题，由Roshni Jaffery和Yuhang Zhao共同领导的研究团队开展了一项大规模研究，系统分析了LRRK2突变携带者和非携带者，以及帕金森病患者和健康对照者血液和脑脊液中的免疫因子谱。他们的研究成果发表在《npj Parkinson's Disease》期刊上，为理解LRRK2相关帕金森病的免疫机制提供了重要见解。

研究人员主要应用了以下关键技术方法：通过GPT模型辅助进行文献综述分析65种细胞因子与帕金森病的关联；利用LRRK2队列联盟（LCC）提供的651例血清样本和129例匹配脑脊液样本；采用ProcartaPlex人类免疫监测试剂盒通过Luminex免疫分析技术同时检测65种细胞因子、趋化因子、生长因子和可溶性受体；使用稳健线性回归模型进行统计学分析，并针对多重比较进行错误发现率（FDR）校正。

可溶性免疫因子在血清和脑脊液样本中的存在

研究首先评估了65种分析物在样本中的可检测性。在血清中，仅有22种分析物在超过50%的样本中可检测到，包括APRIL、BLC、CD30、ENA-78等。相比之下，脑脊液样本中有63种分析物在超过50%的样本中可检测到，仅IL-1α和IL-3的检测率较低。这一发现提示脑脊液可能提供更丰富的免疫调节信息。

LRRK2突变相关的可溶性免疫因子变化

针对LRRK2突变的影响，研究发现携带LRRK2突变的个体血清中SDF-1α（基质细胞衍生因子-1α）和TNF-RII（肿瘤坏死因子受体II）水平显著升高，即使经过多重比较校正后仍保持统计学意义。此外，VEGF-A、MIP-1β、MCP-1、MIF和IP-10等因子也呈现升高趋势，而IL-20和LIF（白血病抑制因子）则有所降低，但这些变化未通过多重比较校正。

与血清中的情况相反，脑脊液中LRRK2突变携带者显示出免疫因子下调的趋势，包括BAFF（B细胞活化因子）、CD40-Ligand、I-TAC、MIP-3α、NGF-β（神经生长因子-β）和IL-27的降低，但这些差异未达到多重比较校正后的显著性水平。

脑脊液-血清比值分析显示，LRRK2携带者中TNF-RII和SDF-1α的比值显著降低，这很可能由血清中这两种因子水平升高所驱动。

帕金森病患者血清和脑脊液中差异化的可溶性免疫因子

不考虑LRRK2突变状态，单独分析帕金森病对免疫因子的影响，研究发现血清中除SCF（干细胞因子）有轻微降低外，其他分析物无明显变化。而在脑脊液中，帕金森病患者显示MIF、MMP-1、CD30、Tweak和SDF-1α水平降低，但这些差异未通过多重比较校正。

在匹配样本中，帕金森病患者的脑脊液-血清比值显示CD30、MCP-2和APRIL降低，而Eotaxin升高。

LRRK2帕金森病相关的免疫标志物变化

通过四组比较分析，研究人员发现与特发性帕金森病（LRRK2-/PD）组相比，LRRK2+/PD组血清CD30水平较低，而LRRK2+/PD组与LRRK2+/UC（未患病携带者）比较显示SCF水平较低。在脑脊液中，LRRK2+/PD组相比LRRK2-/PD组显示SDF-1α、CD40L和BAFF水平较低，而相比LRRK2+/UC组则显示SDF-1α和MIF水平较低。

脑脊液-血清比值分析显示，LRRK2+/PD组相比LRRK2-/PD组，TNF-RII、SDF-1α、IL-16和LIF的比值显著降低。

血清和脑脊液可溶性免疫因子之间的相关性

相关性分析揭示了血清和脑脊液免疫谱之间的显著差异。在65种分析物中，仅SCF和IP-10在血清和脑脊液浓度间显示正相关，且经过多重比较校正后仍保持显著性。BAFF在血清和脑脊液中的浓度甚至呈现负相关。这一发现支持了中枢和外周免疫系统相对独立的概念。

本研究通过大规模样本分析，首次系统描绘了LRRK2突变和帕金森病状态下血清和脑脊液免疫因子谱的特征。研究发现LRRK2突变主要与血清免疫标志物升高相关，而帕金森病则与脑脊液免疫标志物降低相关。特别值得注意的是，SDF-1α和TNF-RII被确定为LRRK2突变携带者免疫失调的潜在血清标志物。

SDF-1α（也称为CXCL12）是一种有效的趋化因子，通过其受体CXCR4和CXCR7发挥作用，在免疫细胞发育和运输中起关键作用。在神经系统中，SDF-1α信号促进神经前体细胞的增殖、分化和迁移。本研究发现的LRRK2突变携带者血清SDF-1α升高以及LRRK2帕金森病患者脑脊液SDF-1α降低，提示血脑屏障梯度失调可能影响其中枢神经系统的稳态功能。

TNF-RII主要在调节性T细胞（Tregs）上表达，通过其免疫调节功能促进组织稳态和再生。可溶性TNF-RII通过蛋白水解切割从跨膜受体释放，能有效中和TNF-α，作为TNF-α信号传导的负调控因子。本研究中观察到的血清可溶性TNF-RII水平升高可能反映了LRRK2突变携带者中激活的维持免疫稳态的代偿机制。

研究还发现血清和脑脊液免疫谱之间的不一致性，仅有少数分析物在两个 compartment 之间显示相关性。这与血脑屏障的相对完整性一致，表明这些分析物可能在不同区室中产生，并且LRRK2突变或帕金森病可能不会严重损害血脑屏障功能。

该研究的局限性包括检测板未能覆盖所有潜在相关的免疫因子，以及可能存在的未测量混杂因素，如疾病持续时间、用药情况等。未来研究需要在独立队列中验证这些发现，并进行功能评估研究以阐明已识别标志物的机制作用。

总之，这项研究为理解LRRK2相关帕金森病的免疫机制提供了重要见解，确定了SDF-1α和TNF-RII作为LRRK2突变携带者免疫失调的潜在血清标志物，为未来机制研究和治疗干预提供了新的方向。