摘要
背景与目的
多发性硬化症(MS)是一种中枢神经系统的慢性自身免疫性疾病，其特征是炎症、脱髓鞘、胶质增生和神经元损失。认知障碍是该病临床表现的一部分，甚至在早期阶段就已出现，患病率在40%至65%之间，并与生活质量差密切相关。近年来，分子生物标志物领域的进展有助于提高认知诊断的准确性，并识别有发展为认知障碍风险的患者。本综述重点关注纵向研究，旨在阐明脑脊液(CSF)和血清生物标志物在识别认知下降和监测MS疾病进展方面的时间动态和潜在预测价值。
方法
本研究采用PRISMA指南进行系统性回顾。2025年7月至8月期间，通过检索PubMed、Scopus和Web of Science数据库，共确定827项研究。经筛选后，8项研究符合纳入标准并被纳入分析。
结果
神经丝轻链(NfL)显示了异质性结果：一些研究将其确定为可行的生物标志物，能够预测认知下降，而其他研究则没有。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)未显示显著相关性。钙结合蛋白parvalbumin与认知功能较差和疲劳加重呈纵向相关。特定微小RNA(miR-126.3p, miR-9p)与信息处理速度下降相关。脑源性神经营养因子(BDNF)水平升高与认知改善相关。其他生物标志物(骨桥蛋白OPN、白细胞介素-6 IL-6、几丁质酶3样蛋白1 CHI3L1、C-X-C基序趋化因子配体13 CXCL13)提供的证据不足。
结论
研究结果为理解MS认知下降背后的复杂病理生理学增添了有价值的信息。最有希望的方向是转向血液生物标志物，因其微创性质和潜在的临床适用性，可能使临床医生能够预测、监测并可能改变MS患者的认知轨迹。
引言
多发性硬化症(MS)是一种中枢神经系统的慢性自身免疫性疾病，其特征是炎症、脱髓鞘、胶质增生和神经元损失[1]。发病年龄平均在20至30岁之间，通常影响女性(男女比例约为3:1)[2]。全球MS活跃病例约为300万，发病率为每年每10万人2.1例；根据这一比率，估计世界上每5分钟就有一人被诊断为MS[3]。神经系统的体征和症状与中枢神经系统内病变的定位密切相关，自主神经、视觉、运动和感觉缺陷是最常见的临床特征。这些症状的发作和进展主要由炎症和神经退行性过程驱动，同时受遗传、环境和免疫因素的影响，这些因素共同导致了疾病的异质性。最近的研究表明，炎症和神经退行性变并非不同阶段，而是构成从疾病开始就共存的单一疾病连续体[4]。这种对MS病理生理学的演变观点对其临床特征，特别是认知功能障碍，具有重要意义。
认知障碍已被认为是该疾病的一个组成部分和早期表现，反映了中枢神经系统中炎症和退行性机制的广泛和早期参与。MS中的认知障碍患病率很高，即使在疾病早期阶段，估计范围在40%至65%[5]。神经心理障碍与功能状态密切相关，常常导致社会生活参与减少、日常活动困难增加以及失业风险增高[6]。认知障碍还可能与抑郁症状、疾病进展最快和残疾增加相关，从而导致MS患者生活质量(QoL)下降[5]。MS中通常受影响的认知领域包括情景记忆和工作记忆、注意力、概念推理、执行功能(EF)、信息处理速度(IPS)、定向力和语言流畅性[7]。
然而，MS中认知功能的神经生物学基础尚未完全理解，神经炎症和神经退行性变可能都在认知功能障碍的发作中起着关键作用[8,9]。近年来，分子生物标志物研究的进展提高了诊断准确性，并有助于在疾病过程中早期识别有发展认知缺陷风险的患者[10]。
该研究领域在其他神经退行性疾病中已经取得了稳健的成果。例如，脑脊液(CSF)Tau和β-淀粉样蛋白(Aβ42)在阿尔茨海默病(AD)中常规使用[11]，而血液生物标志物在帕金森病中的应用目前正在探索中[12]。然而，MS中这方面的文献仍然匮乏，这可能是由于现有研究采用的方法学选择缺乏协调[10]。本系统性回顾旨在评估纵向研究中血清和CSF生物标志物与MS认知表现之间的关系，以阐明其时间动态和预测认知下降及跟踪疾病进展的潜力。
材料与方法
本系统性回顾采用PRISMA(系统回顾和荟萃分析的首选报告项目)指南[13]进行，旨在调查现有文献中关于血清和CSF生物标志物与MS认知表现之间纵向关系的研究。本系统性回顾的方案已在国际系统性回顾前瞻性登记处(PROSPERO)注册，ID：CRD420251143923。
搜索策略
根据本系统性回顾的目的，制定了搜索策略。2025年7月至8月期间，通过在PubMed、Scopus和Web of Science数据库中搜索确定了研究。在PubMed中组合了以下术语进行搜索：("multiple sclerosis"[All Fields] OR "MS"[All Fields]) AND ("biological biomarker"[All Fields] OR "molecular biomarkers"[All Fields] OR "BDNF"[All Fields] OR "NfL"[All Fields]) AND ("cognition"[MeSH Terms] OR "cognition"[All Fields] OR "cognitions"[All Fields] OR "cognitive"[All Fields] OR "cognitively"[All Fields] OR "cognitives"[All Fields] OR "cognitive impairment"[All Fields])。未应用特定的搜索过滤器。
研究选择
使用Zotero删除重复项后，由两名研究人员(G.R.和C.S.)独立进行标题和摘要的筛选。在此阶段，排除了综述、系统性综述、荟萃分析、病例报告、致编辑的信件、简短通讯和非英语文章。G.R和C.S.阅读了全文，并确保其符合以下标准：(a)参与者是被诊断为MS的受试者；(b)研究评估了血清和/或CSF生物标志物；(c)研究设计是纵向的；(d)论文包含标准化的认知评估。另一方面，如果研究符合以下标准，则予以排除：(a)横断面研究设计；(b)仅关注基因多态性的研究；(c)没有标准化认知评估的研究；(d)无法获得全文的文章。经过仔细评估，8篇文章符合所选标准。对于定性综合，根据所调查的生物标志物对纳入的研究进行分组，以增强研究结果的可比性，并促进特定生物标志物与认知结果之间一致关联的识别。
数据提取
全文筛选后，两名评审员(G.R.和C.S)独立提取数据，并使用Microsoft Excel在表格中报告。对于每项符合条件的研究，他们收集了以下信息：(i)一般研究特征(作者、出版年份、样本量、随访时间)；(ii)人群特征(如有可用的MS表型)；(iii)评估的生物标志物(类型、生物来源、血清或脑脊液、检测方法)；(iv)认知结果(使用的神经心理测试或测试组合、认知障碍的定义(如有)；(v)关于生物标志物与认知表现或下降之间关联的主要发现。两名评审员在整个数据提取过程中产生的任何疑问均通过讨论解决，必要时咨询第三名评审员(V.L.B.)。
评估纳入研究的质量—偏倚风险
G.R.和C.S.独立评估了所选研究中的偏倚风险。此过程中以及早期阶段的任何分歧均通过咨询V.L.B.解决，后者提供最终决定。使用Cochrane非随机对照研究—暴露效果工具(ROBINS-E)工具[14]检查所有符合条件的研究，该工具包含七个领域：(i)混杂因素导致的偏倚，(ii)暴露测量引起的偏倚，(iii)研究(或分析)中参与者选择的偏倚，(iv)暴露后干预导致的偏倚，(v)缺失数据导致的偏倚，(vi)结果测量引起的偏倚，(vii)报告结果选择的偏倚。
结果
研究选择
通过在PubMed、Scopus和Web of Science数据库中搜索，共生成827个搜索条目(图1)。删除重复项后，筛选了579项研究的标题和摘要。筛选后，评估了34篇全文的合格性。最后，系统性回顾纳入了8项研究。
研究特征
本系统性回顾共纳入457名MS受试者。所有纳入的研究均为纵向研究，探索了血清和CSF生物标志物与MS认知表现之间的关系。研究最频繁的生物标志物是神经丝轻链(NfL；n=7)，其次是胶质纤维酸性蛋白(GFAP；n=2)。在评估NfL浓度的7项研究中，6项测量了血清NfL(n=1通过酶联免疫吸附试验ELISA；n=5通过单分子阵列SIMOA)，而1项研究使用ELISA试剂盒评估了CSF NfL。关于认知评估，4项研究仅使用了符号数字模式测试(SDMT)，而1项研究使用了信息处理速度测试(PST)，两者均评估IPS。表1总结了纳入研究的关键特征[15-22]。以下是系统性回顾的结果。
神经丝轻链(NfL)
NfL是研究选择中最常评估的生物标志物(n=7)；然而，它们在预测认知下降方面的结果显示不一。一项研究报告，基线时较高的血清NfL(sNfL)浓度与未来3.1年观察期内SDMT测量的认知下降更高相关[15]。Bhan等人[16]发现了类似的结果，他们表明基线sNfL水平与10年观察期内SDMT评分下降相关。尽管存在这种关联，但在进行纵向分析后，sNfL和CSF NfL(cNfL)均未显示与SDMT纵向变化的显著关联。另一项研究观察到筛选时较高的sNfL水平与9年随访期内第1年加州言语学习测试第二版(CVLT-II)评分较低相关[18]。Tiu等人[20]基于在1年随访期间蒙特利尔认知评估(MoCA)或SDMT评分上显示显著认知下降的受试者构建了一个预测模型。具体而言，他们证明sNfL、cNfL和Aβ42与临床评分(基于MS发作的贝叶斯风险估计BREMSO)结合，可以预测RRMS受试者在诊断时的早期认知下降。另一方面，一些研究发现NfL与SDMT表现[19]或PST评分[17]之间没有相关性，以及在受试者接受更全面的神经心理学评估(使用MS简要可重复神经心理学测试组合BRB-N)[22]的研究中也是如此。尽管未检测到与认知表现的显著关联，但一项研究报告，在基线时sNfL水平较高的受试者中，其疾病病程更为严重，表现为扩展残疾状态量表(EDSS)评分增加、复发和自我报告的健康下降判断[19]。前述研究[15]也报告了类似的结果，其中sNfL在检测认知下降方面的预测价值在具有急性炎症性疾病活动的受试者中更为明显。
胶质纤维酸性蛋白(GFAP)
在我们的系统性回顾中，仅有两项研究评估了GFAP浓度；然而，据报道与PST[19]或SDMT表现[15]随时间下降没有显著相关性。
骨桥蛋白(OPN)和白细胞介素-6(IL-6)
一项研究观察到OPN水平与基线评估时SDMT表现存在轻微的负相关[19]。IL-6与认知表现的关联在本工作中包含的一项最近的2年随访研究中进行了探索；然而，在校正多次比较后，未观察到与SDMT表现的显著相关性[19]。
几丁质酶3样蛋白1(CHI3L1)、C-X-C基序趋化因子配体13(CXCL13)
血清几丁质酶3样蛋白1(CHI3L1，也称为YKL-40)和C-X-C基序趋化因子配体13(CXCL13)的浓度在基线评估或2年随访评估时均与SDMT评分相关[19]。
微小RNA
在最近的1年纵向研究中评估的不同微小RNA中，miR-126.3p和miR-9.5p显示了显著结果[17]。miR-126.3p与基线时的EDSS和PST评估的IPS表现相关，miR-126.3p和miR-9.5p与1年后PST评分的变化相关。
钙结合蛋白(parvalbumin, PVALB)
脑脊液中的钙结合蛋白(PVALB)水平在一项4年随访研究中与认知障碍纵向相关[22]。根据受试者在BRB-N上的表现，将其分为"认知正常"(CN，0个子测试失败)、"轻度认知障碍"(mCI，1或2个子测试失败)和"重度认知障碍"(sCI，3个或更多子测试失败)。还计算了整体认知功能指数和特定领域的认知功能指数。在4年随访时认知障碍严重的受试者，与认知功能正常的受试者相比，诊断时的CSF PVALB水平显著更高。基线时较高的PVALB水平与随访结束时整体认知和记忆功能较差显著相关。具体而言，诊断时较高的PVALB水平与随访结束时言语学习和语音流畅性表现较差相关。值得注意的是，提出了一个诊断时PVALB浓度的初步临床阈值(2.57 ng/mL)，该阈值使随访时显示认知障碍的风险最大化，敏感性为91%(特异性为30%)。此外，诊断时PVALB水平较高的受试者在随访时表现出更高的认知和整体疲劳。
脑源性神经营养因子(BDNF)
基线时CSF中较高的BDNF水平发现于那些经历了认知改善(基于每个神经心理测试的z分数变化)的受试者中，而残疾改善(EDSS)的受试者在基线时血清BDNF水平较高[21]。二次分析显示血清BDNF与EDSS变化、CSF BDNF与平均z分数变化以及CSF BDNF与认知测试改善数量之间存在显著相关性。
β-淀粉样蛋白(Aβ42)
仅在所选研究中的一项研究中探索了Aβ42在预测MS认知障碍方面的作用，证明Aβ42与sNfL、cNfL和临床评分(BREMSO)结合，可以预测RRMS受试者在诊断时的早期认知下降[20]。
偏倚风险
使用Cochrane偏倚风险评估工具(ROBINS-E)[23]评估了本综述中纳入文章的偏倚风险。图2显示了偏倚风险评估的总结。大多数纳入的研究(n=6)被报告为在偏倚风险方面"存在一些担忧"[15,17,18,19,20,22]。这通常是由于对混杂变量调整不足、参与者选择、结果测量(例如仅使用SDMT，练习效应)以及报告结果选择(例如强调显著结果)的担忧。两项研究[16,21]被评为"高风险"偏倚，原因是担心数据缺失(随访期间受试者退出)。
讨论
本系统性回顾综合了关于血清和CSF生物标志物作为预测MS受试者未来认知下降的当前证据。
在分析的生物标志物中，NfL是研究最广泛的。NfL是神经元细胞骨架中的一种蛋白质，特别在轴突水平表达。NfL在正常条件下释放到CSF和血液中，但在神经元损伤和轴突病变后，其浓度成比例增加[24]。由于神经元和轴突损伤涉及MS的病理生理学，这些过程似乎在认知功能障碍的发作中起着关键作用。因此，NfL可能是一种有用的生物标志物，反映了对认知功能至关重要的脑区的变性，特别是在存在炎症活动的情况下。先前的研究与这一假设一致，表明MS受试者中较高的NfL水平与脑和脊髓体积损失、不良长期结果和认知障碍相关[25,26,27]。然而，纵向研究得出的证据显示了争议性的结果。一些研究将NfL确定为能够预测未来认知下降的可行生物标志物[15,16,18,20]，而其他研究则没有，即使在长期随访期间也是如此[17,19,22]。值得注意的是，sNfL水平较高的受试者似乎有更大的风险在疾病过程中经历情节性言语记忆下降，并更可能经历更严重的疾病过程[18]。此外，血清中的NfL水平似乎是认知下降的更好信息指标，而不是CSF中的浓度，这可能是由于研究中采用的不同分析方法所致。
除了NfL外，新兴的生物标志物显示了令人鼓舞的信号。PVALB是快速放电GABA能中间神经元表达的钙结合蛋白[28]，构成皮质髓鞘的重要部分，因此在MS中特别容易受到脱髓鞘的影响[29]。与这一说法一致，CSF PVALB浓度反映了新诊断受试者的皮质萎缩，这也通过尸检观察得到证实[29]。最近的证据表明，CSF PVALB水平可以预测MS未来的认知恶化，显示与较差的整体认知、受损的言语记忆和更大的疲劳纵向相关。重要的是，作者还提出了一个初步的临床阈值，表明其在患者分层中的潜在作用[22]。类似地，特定的微小RNA(miR-126.3p, miR-9.5p)在MS受试者中与信息处理速度及其1年内的下降显著相关[17]。微小RNA是参与炎症和神经退行性途径的转录后调节因子。miR-126-3p主要在内皮细胞中表达，调节血管稳态和血管生成。通过这些机制，它有助于维持内皮完整性和调节神经炎症[30,31]，而miR-9-5p在神经干细胞分化、轴突生长和突触可塑性中起重要作用。它还参与神经免疫调节，因为它调节小胶质细胞活化和细胞因子产生[32,33]。这些调节因子在MS病理生理学中的确切作用仍在探索中；然而，本工作中提出的结果支持特定微小RNA作为MS认知障碍预后生物标志物的潜力。
另一方面，BDNF—一种参与髓鞘再生、神经可塑性和记忆的关键分子[34]—显示了相反的趋势，较高的CSF水平与认知改善相关[21]。因此，BDNF可能通过作为MS中神经可塑性的介质，在神经学和认知改善中发挥重要作用。相反，GFAP出乎意料地未能取得显著结果[15,19]。GFAP是星形胶质细胞细胞骨架中发现的一种结构蛋白，在星形胶质细胞增生过程中大量释放到CSF和血液中。先前的研究描述了其在MS中的使用，并报告了与疾病严重程度、神经炎症程度和疾病进展的相关性[35,36]。此外，GFAP目前也在PD中被探索，在PD中，升高的血浆浓度不仅在识别认知障碍受试者方面显示出前景，而且在预测随后发展为完全痴呆的受试者方面也显示出前景[37]。然而，分析的结论性研究可能源于包含的研究数量少和使用的不同分析方法。此外，星形胶质细胞反应性(即GFAP)可能不是MS中认知下降的正确病理过程。此外，即使是主要是炎症的生物标志物，如OPN、IL-6、CHI3L1和CXCL13，也提供了关于认知的不足纵向证据[19]。虽然这些分子对于表征疾病活动仍然有价值[38,39,40,41]，但它们对认知结果的预测作用可能只有在与其他生物标志物结合时才会显现。
我们工作的主要优势在于仅纳入纵向研究，这对于监测生物标志物与认知表现随时间的关系相关。然而，必须考虑几个局限性：合格研究的数量很少，以及相当大的方法学异质性—包括认知评估工具、生物标志物分析方法(例如ELISA与SIMOA)和生物来源(CSF与血液)的可变性—代表了跨研究直接比较的主要限制。此外，大多数研究仅依靠SDMT或PST作为认知功能的衡量标准。虽然这些工具在MS中作为简短认知评估的公认标准，但单独使用它们可能会低估其他领域的缺陷，如记忆和执行功能。因此，这一局限性强调了在今后的研究中使用更全面的神经心理学测试组合的重要性。应该强调的另一个局限性是，缺乏将sNfL原始值转换为基于健康对照参考数据库的年龄调整百分位数或z分数。将原始sNfL浓度转换为这种标准化指标提供了生物学归一化的测量，允许在个体和队列之间进行直接比较[42]。与传统的统计协变量调整不同，z分数在生物标志物水平上整合人口统计学校正，改善可解释性和跨研究可比性。在我们的系统性回顾中，只有八项研究中的两项[18,20]应用了这种类型的标准化。
总之，没有单一的生物标志物能完全解释MS中的认知下降。然而，个体生物标志物为理解认知功能障碍背后的复杂病理生理过程提供了重要见解。在我们看来，未来研究最有希望的方向是开发综合生物标志物组合，这也可能为临床领域提供重要贡献。在此背景下，随着SIMOA等更先进和高度敏感的分析技术的出现[43]，应强调基于血液的生物标志物。与CSF采样相比，血液检测是微创的，更容易在常规临床实践中使用。最终，这些生物标志物的预测价值对于早期识别有认知下降风险的受试者至关重要，使临床医生能够预测、监测并可能改变MS患者的生活认知轨迹。
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