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帕金森病（PD）诊断常伴随神经元严重受损，现有诊断方法存在不足。研究人员开展了 PD 相关转移 RNA 片段（tRFs）的研究。结果发现，血液中 RGTTCRA - tRFs/MT - tRFs 比值可区分早期 PD 患者和健康对照，这为 PD 早期诊断提供了潜在的血液检测方法。
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）是一种常见的神经退行性疾病，给患者、家庭和社会带来了沉重的负担。它主要表现为进行性运动障碍、震颤和认知障碍等症状，这些症状源于多巴胺能神经元的过早死亡，尤其是在黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SN）。目前，PD 的诊断往往在神经元受到相当程度的损伤后进行，此时患者已出现严重的运动障碍，如运动迟缓、僵硬和震颤等。虽然早期可能会出现嗅觉丧失和快速眼动睡眠障碍等症状，但这些症状并不具有特异性，难以用于准确诊断。
现有的 PD 诊断测试主要集中在检测脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）中 α - 突触核蛋白（α - synuclein，α - Syn）蛋白水平升高或血液中线粒体 DNA 减少等生物标志物上。然而，CSF 采样具有侵入性，α - Syn 的纯化和检测繁琐且灵敏度不足，而且特定蛋白质的测量存在较高的个体间差异。因此，寻找一种简单、安全、有效的早期 PD 诊断方法迫在眉睫。
为了解决这些问题，来自耶路撒冷希伯来大学等机构的研究人员开展了一项关于 PD 相关转移 RNA 片段（transfer RNA fragments，tRFs）的研究。他们发现，携带保守序列基序（RGTTCRA - tRFs）的 PD 特异性 tRFs 在 PD 患者的黑质、脑脊液和血液中水平升高，而线粒体起源的 tRFs（MT - tRFs）水平降低。通过对多个队列的研究，他们进一步发现，血液中 RGTTCRA - tRFs/MT - tRFs 的比值能够有效区分早期 PD 患者和健康对照，甚至在区分前驱期 PD 患者和健康对照方面，比传统的临床评分（如统一帕金森病评定量表（Unified PD Rating Scale，UPDRS）运动评分和 Hoehn 和 Yahr（H&Y）评分）表现更优。这一发现为 PD 的早期诊断提供了一种潜在的简单、安全的血液检测方法，有望在临床实践中得到广泛应用，帮助医生更早地发现和治疗 PD 患者，改善患者的生活质量。该研究成果发表在《Nature Aging》杂志上。
在这项研究中，研究人员主要运用了以下几种关键技术方法：
- RNA 测序：对人类 SN 样本和 PM 血液样本进行小 RNA 测序，以分析 tRFs 的表达水平和变化情况。样本队列来源包括荷兰脑库（Netherlands Brain Bank，NBB）、美国国立卫生研究院（National Institutes of Health，NIH）神经生物样本库以及帕金森病进展标志物倡议（Parkinson’s Progression Markers Initiative，PPMI）数据库等。
- 定量聚合酶链反应（qPCR）：设计特定的引物，通过 qPCR 检测 RGTTCRA - tRFs 和 MT - tRFs 的水平，并计算它们的比值，用于区分 PD 患者和健康对照。
- 生物信息学分析：运用多种生物信息学工具和算法，如 MEME 工具寻找共同基序、edgeR 进行差异表达分析、MatchIt 进行匹配分析等，对数据进行深入挖掘和分析。
研究结果如下：
- tRF 水平在 CSF 中显示 PD 特异性变化：通过分析 CSF 的 RNA 测序数据集，发现 PD 患者 CSF 中核起源的 tRFs（N - tRFs）水平升高，MT - tRFs 水平降低，且这些变化在性别上具有一致性，但在阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）患者中未出现，表明存在非随机的 PD 改变的 CSF tRF 谱。
- N - tRFs 在 PD CSF 中升高并共享 RGTTCRA 基序：利用 MEME 工具发现，升高的 N - tRFs 共享 RGTTCRA 基序，且该基序携带的 tRFs 在 PD 患者 CSF 中的水平显著高于健康对照和 AD 患者，这表明该基序可能反映疾病相关特征。
- RGTTCRA - tRFs 与 PD 患者 SN 中的路易小体共积累：对 PD 患者 SN 进行小 RNA 测序，发现 RGTTCRA - tRFs 的升高和 MT - tRFs 的降低与更高的 Braak 路易小体评分相关，进一步支持了这些 tRFs 与 PD 病理的关联。
- Ang 对 RGTTCRA - tRFs 的产生是充分但非必要的：通过分析 Ang 过表达和敲除细胞系的数据集，发现 Ang 过表达可升高 RGTTCRA - tRFs 的百分比，但 Ang 敲除对这些 tRF 家族无明显影响，说明 Ang 对 RGTTCRA - tRFs 的产生是充分但非必要的。
- 血液 RGTTCRA - tRFs 和 MT - tRFs 反映疾病特征：对 NBB PM 血液样本和 PPMI 数据进行分析，发现携带 PD 相关突变的患者血液中 MT - tRFs 水平有降低趋势，而晚期 PD 患者血液中 RGTTCRA - tRFs 和 MT - tRFs 水平升高。计算 RGTTCRA - tRFs/MT - tRFs 比值，发现该比值在 PD 患者中升高，尤其是在早期突变携带患者中，且血液 tRF 水平可形成患者特异性指纹，具有作为生物标志物的潜力。
- 基于特征选择的计算机模拟 tRF 探针在区分前驱期 PD 患者和对照方面优于临床测量：设计特定的 PCR 引物对，计算 RGTTCRA/MT 评分并进行标准化，运用梯度提升机器学习（gradient boosted machine learning，GBM）算法进行分类。结果显示，基于 tRF 评分的分类在区分前驱期 PD 患者和对照方面，比临床测量具有更高的曲线下面积（area under the curve，AUC），且能有效区分不同遗传和种族背景的患者群体。
- tRF 评分在预测 PD 前驱症状方面加强了临床测量：在不同的样本集上测试基于 tRF 评分和临床参数训练的 GBM 算法，发现 tRF 评分在早期疾病阶段表现至少与临床测量一样好，在某些情况下甚至更优，尤其是在与临床或其他可用测量结合时，可作为可靠的 PD 生物标志物。
- RGTTCRA - tRFs 和 MT - tRFs 的双重 qPCR 可区分新鲜血液和 PM SN 样本中的 PD 患者和对照：通过对新鲜血液和 SN 样本进行 qPCR 检测，发现 PD 患者的 RGTTCRA - tRFs/MT - tRFs 比值显著高于对照和创伤患者，且 qPCR 扩增子测序证实了该检测主要检测携带 RGTTCRA 基序的 tRFs，表明可将测序样本中的信号转化为简单的双重 qPCR 血液检测。
- RGTTCRA - tRFs 与 rRNAs 和翻译必需的 LeuCAG3′ tRF 具有 “双锁” 序列互补性：生物信息学分析和实验验证表明，RGTTCRA - tRFs 可与核糖体 RNA（ribosomal RNA，rRNA）和翻译必需的 LeuCAG3′ tRF 结合，形成 “双锁” 机制，可能干扰翻译过程，从而影响 PD 的进展。
- DBS 伴随血液 RGTTCRA - tRF 水平降低：研究发现，深部脑刺激（deep brain stimulation，DBS）治疗 PD 患者的血液中 RGTTCRA - tRF 水平降低，且与震颤症状的改善相关，同时 DBS 可能通过影响 Ang 水平来调节 RGTTCRA - tRFs 的产生。
研究结论和讨论部分指出，tRFs 携带的重复基序可作为潜在的 PD 生物标志物，其与 PD 症状和疾病阶段密切相关。血液中 RGTTCRA - tRFs/MT - tRFs 比值有望成为 PD 早期诊断的有效工具，尤其是与其他预症状检测方法结合时。此外，该研究还发现 RGTTCRA - tRFs 可能通过与 rRNA 和 LeuCAG3′ tRF 的相互作用影响翻译过程，这为深入理解 PD 的发病机制提供了新的视角。然而，该研究也存在一定的局限性，如样本主要来自特定人群，结果可能不具有普遍适用性，需要进一步在不同患者队列中进行验证。总体而言，这项研究为 PD 的早期诊断和治疗开辟了新的方向，具有重要的临床意义和研究价值。
