急性神经性厌食症患者中神经丝蛋白水平升高与白质体积及连接网络的变化有关

本研究探讨急性厌食症患者（AN）中神经丝轻链（NF-L）水平与白质体积及网络结构的关系。通过线性模型和基于统计的网络分析（NBS），发现NF-L水平升高与AN患者白质体积显著减少相关，且NBS识别出7个白质网络组件，其中 fractional anisotropy（FA）与NF-L呈正相关，提示轴损伤可能引起FA异常。中介分析显示瘦素（leptin）水平降低与NF-L升高的关系部分通过白质微结构改变介导。健康对照组（HC）中未发现类似关联。研究支持NF-L作为急性AN脑损伤生物标志物的潜力。

　　
### 研究解读：神经丝轻链（NF-L）与急性厌食症患者白质体积及网络结构的关联

#### 一、研究背景与意义
厌食症（Anorexia Nervosa, AN）是一种以过度限制能量摄入为特征的重症进食障碍，除体重显著降低外，常伴随严重的脑结构异常。既往研究表明，AN患者的灰质（GM）和 white matter（WM）体积均显著减少，且皮质厚度（CT）降低与神经丝轻链（NF-L）水平升高相关，提示轴突损伤可能参与其中（Hellerhoff et al., 2023）。然而，WM体积与结构连接性的具体机制尚未明确，尤其是血脑屏障是否影响NF-L作为生物标志物的准确性仍存疑。本研究通过结合血样NF-L检测与扩散加权成像（DWI）网络分析，旨在揭示NF-L与WM体积及网络连接性改变之间的关联，并探索瘦素（leptin）的中介作用。

#### 二、研究方法
1. **样本与分组**
纳入77例急性期AN患者（平均年龄15.7岁，女性为主）及77例健康对照（HC），均通过严格临床诊断排除共病。AN患者处于重症治疗初期，BMI≤17.5 kg/m2，血样与MRI数据均经过质量筛选（如DWI信号标准化、年龄匹配等）。

2. **生物标志物检测**
- **NF-L**：采用高灵敏度电化学发光法（Quanterix Simoa平台），检测血中NF-L浓度，该蛋白被广泛认为是轴突损伤的特异性标志物。
- **瘦素**：通过酶联免疫吸附试验（ELISA）测定，对低于检测限的样本进行多重插补处理。

3. **影像学分析**
- **结构MRI（T1加权）**：使用FreeSurfer 5.3进行白质体积计算，共划分73个脑区ROI。
- **扩散加权成像（DWI）**：通过FA（各向异性分数）和NOS（纤维流密度）量化WM微结构，FA反映纤维密度和方向性，NOS反映tract数量。
- **网络建模**：基于233个ROI构建连接矩阵，应用网络基统计（NBS）方法识别NF-L影响的显著连接集群。

4. **统计分析**
- **WM体积与NF-L关联**：采用线性回归模型，控制年龄和脑总体积（eTIV）。
- **网络结构分析**：通过NBS方法（阈值t=3.2，置换检验10,000次）识别NF-L与FA/NOS关联的脑网络组件。
- **中介效应检验**：使用自助法中介分析，检验WM微结构是否介导瘦素与NF-L的关联。

#### 三、核心研究发现
1. **NF-L与WM体积的负相关**
AN患者整体及左右半球WM体积均显著降低，且与NF-L水平呈负相关（β=-0.269至-0.277，FDR校正后p<0.01）。局部显著区域包括左半球的cuneus（后顶叶）、fusiform（枕叶）、paracentral（顶叶）、precentral（中央前回）及右半球的caudal middle frontal（额叶下回）、fusiform、inferior temporal（颞叶下回）等区域。这些发现与既往GM体积减少及皮质厚度降低的区域分布一致，提示轴突损伤可能驱动WM体积减少。

2. **网络结构中的NF-L效应**
NBS分析发现7个显著脑网络组件，其中5个（CFA1-5）显示NF-L水平升高与FA值升高相关（β=0.022-0.349，FDR校正后p<0.05）。例如：
- **CFA1**：左顶叶-丘脑-丘脑-豆状核网络，FA升高可能反映轴突肿胀或髓鞘过度沉积。
- **CFA2**：右额叶-尾状核-颞叶网络，与奖赏 circuit（伏隔核-前额叶-杏仁核）相关。
- **CFA3-7**：涉及左顶叶、右额叶、颞顶联合区等，具体功能需结合行为学验证。

3. **瘦素的中介作用**
AN患者血瘦素水平显著低于HC（p<0.001），且在5个组件中瘦素与NF-L的负相关部分通过WM微结构（FA/NOS）介导（间接效应占比约5%-23%，FDR校正后p<0.01）。例如：
- **CFA1**：瘦素每降低1单位，FA升高0.3单位（95%CI: 0.1-0.5）。
- **CFA6**：瘦素与FA的间接效应最显著（β=-0.217，p=0.021）。

#### 四、机制与临床启示
1. **轴突损伤与FA升高的矛盾解释**
NF-L作为轴突损伤标志物，其升高通常与神经丢失相关，但本研究发现NF-L与FA呈正相关。可能机制包括：
- **髓鞘重塑**：能量缺乏导致髓鞘合成受阻，未成熟髓鞘（FA降低）或轴突肿胀（FA升高）并存（Vogel et al., 2016）。
- **轴突密度变化**：FA反映轴突排列方向一致性，若轴突肿胀导致各向异性增加，可能掩盖体积减少（Geisler et al., 2022）。

2. **瘦素信号通路的关键角色**
瘦素通过调节能量代谢和神经可塑性影响脑结构。既往研究显示瘦素缺乏导致下丘脑-垂体-肾上腺轴失调，可能加剧神经炎症（Hebebrand et al., 2021）。本研究中介分析表明：
- **直接路径**：瘦素水平降低直接导致NF-L升高（β=-0.819，p<0.001）。
- **间接路径**：瘦素通过改善WM微结构（如FA）间接降低NF-L（如CFA6中瘦素→FA→NF-L路径占比21.7%）。

3. **AN治疗的新靶点**
结果提示，瘦素可能通过调控轴突微结构（FA）影响神经损伤进程。已有动物实验显示外源性瘦素可改善营养不良导致的脑体积减少（Matochik et al., 2005），未来或可尝试瘦素类似物治疗AN相关脑损伤。

#### 五、研究局限与展望
1. **样本局限性**
- 样本为青少年女性，可能影响结果普适性（如男性AN患者是否存在差异）。
- 纵向数据缺失，无法验证NF-L与WM改变的动态关联。

2. **技术限制**
- FA作为微结构指标可能无法区分轴突肿胀或髓鞘缺失。
- NBS方法依赖预设阈值（t=3.2），需进一步优化算法敏感性。

3. **未来方向**
- **纵向追踪**：监测NF-L动态变化与WM恢复的关系。
- **多模态验证**：结合CSF NF-L（减少血脑屏障干扰）与电生理指标（如EEG）。
- **靶向干预试验**：评估瘦素类似物或营养补充对WM体积及网络结构的改善作用。

#### 六、总结
本研究首次系统性地揭示了NF-L在AN中作为血脑轴损伤标志物的多维作用：既反映轴突丢失（WM体积减少），又提示能量缺乏导致的髓鞘异常重塑（FA升高）。瘦素通过调控WM微结构连接性，可能成为干预神经损伤的关键靶点。这些发现为AN的神经生物学机制提供了新视角，也为开发基于生物标志物的精准疗法奠定基础。