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Nature Neuroscience:路易体疾病全谱系病理进展机制新突破

来源 2025-06-20 12:10:45 医疗资讯

研究亮点

  • 明确区分脑先型与体先型路易体疾病(LBD)亚型,且体先型在诊断前期即表现出显著自主神经系统病变。
  • 体先型LBD进一步细分为副交感神经优势型与交感神经优势型,均占据约半数比例,提示存在两条独立的病理传播路径。
  • 首次系统揭示交感神经系统不仅与副交感神经系统同样重要,是LBD发病及传播的关键途径,挑战传统以迷走神经为主的传播假说。

研究概述

路易体疾病(Lewy Body Disease,LBD)是一组神经退行性疾病谱系,包括帕金森病(PD)与路易体痴呆(DLB)。近年来,基于临床和病理学观察,学界提出脑先型与体先型两大亚型,体现疾病起源于脑内或外周自主神经系统不同部位。本文由丹麦奥胡斯大学等机构联合开展,发表于2025年5月《Nature Neuroscience》杂志,系统分析了两套共302例死后脑组织及周边器官标本(包括早期诊断前个体),应用常规免疫组化及新兴机器学习算法,细致勾勒LBD病理进展的异质性及其传播通路,首次提出交感神经系统与副交感神经系统并重的“体先型”传播新模型。

研究背景及当前问题

传统认为异常α-突触核蛋白(α-synuclein)从外周或脑内起源,依次侵袭中枢神经系统,形成路易小体,导致神经功能障碍和运动/非运动症状。然而,对其起始部位和传播途径尚无统一结论。主流观点强调副交感迷走神经及嗅球通路为主要扩散路线,忽视了交感神经系统的潜在作用。此前研究多基于临床确诊病例,缺乏对发病早期,即诊断前甚至无症状期的病理特征追踪。同时,绝大多数研究聚焦脑内病变,忽视了外周自主神经系统,尤其是交感神经干及其连接的器官。本研究旨在填补上述空白,揭示不同发病亚型的起源及病理进展,深化对LBD多样化临床表现的理解。

研究方法

本研究综合利用了日本脑库(BBAR)和英国纽卡斯尔脑组织资源(NBTR)两大死亡病例数据。采用磷酸化α-突触核蛋白免疫组化方法,对16个关键脑区及4个外周组织(心脏、肾上腺、食道、皮肤)进行半定量病理评分。基于评分数据,研究团队构建了疾病传播阶段的分布类别(共8级),并依据Amygdala(扁桃体)、OlfactoryBulb(嗅球)、DorsalMotorVagus(迷走背核)与SympatheticTrunk(交感干)病变程度,初步划分脑先型与体先型患者。同时,采用先进的机器学习算法SuStaIn(Subtype and Stage Inference)进行无监督分类,挖掘潜在的病理亚型及其阶段演进。研究还结合临床影像学数据作为辅助验证。

详细研究结果

  1. Lewy体病理的扩散阶段及分类

研究中,将病例按病理累及的解剖部位数量分8个阶段(1-2个区域为最早,15-16个为最广泛),早期病例多表现为局限性病变,晚期则广泛累及大部分中枢及周边神经。诊断时,多数患者已进入后两阶段(≥13个区域受累),显示Lewy体广泛扩散,早期潜伏期病例尤为重要以厘清起源。

  1. 脑先型与体先型的差异

针对BBAR数据,脑先型病例在诊断前期表现为AMY和OB病变占优,外周组织病理轻微或缺失。相比之下,体先型病例在诊断前便出现外周组织(HE、ADR、ESO、皮肤)明确病理,且交感干(SY)及迷走背核(DMV)病变呈现不同主导病理模式,显示早期自主神经系统广泛受累。39%的临床确诊病例与广泛病理分布高度重合,提示发病时已严重扩散。

  1. 交感神经系统传播路径的确认

通过NBTR数据,发现5例病例在只涉及单一解剖部位时,更多表现为交感神经干的孤立阳性,少数为迷走背核孤立阳性,而扁桃体和嗅球单独涉及极少。这支持交感神经干作为独立起始或传播通路的可能性,提示目前仅强调迷走神经传播的观点需修正。

  1. SuStaIn算法揭示三种病理亚型

机器学习分析进一步将体先型LBD分解为两种亚型:副交感优势(病理始于迷走背核和LC,继而扩散至交感干及其它脑区)和交感优势(病理始于交感干和心脏,随后累及腹腔腺体与副交感系统,最后累及脑内)。脑先型亚型则主要起始于AMY和OB。从阶段进展看,在体先型亚型中,外周组织病理早期明显,脑先型外周累积晚;三亚型SuStaIn阶段与总Lewy负荷高度相关(r=0.95~0.98,P<0.0001),临床确诊病人多处于高级阶段。

  1. 临床影像学印证亚型差异

对比既往影像研究,体先型PD患者临床上呈现明显的交感和副交感神经功能障碍,包括心脏去神经(123I-MIBG)、结肠胆碱能减少(11C-donepezil PET)和LC神经黑素信号降低(MRI),与脑先型患者明显不同,但两组多巴胺系统损伤相似。此一致性增强了亚型划分的准确性与临床相关性。

研究价值与深远意义

本研究为LBD发病机制及发展模式提供了系统且具创新性的实证支持,首次细分了体先型LBD中存在副交感神经优势与交感神经优势两条独立传播路径,填补了神经病理学对外周自主神经系统参与的认知盲点。数据提示Lewy体早期的交感神经系统广泛累及,强化了其作为胃肠道至脑传播主通路之一的角色。研究对临床诊断策略提出重要启示:脑先型患者因外周组织Lewy病理晚发,可能导致依赖皮肤或胃肠组织活检的早期诊断敏感性不足,促进临床科研对生物标志物的多样化探究。此外,早期精准区分LBD亚型为个体化治疗和疾病进程预测奠定基础。未来,有望通过活体影像及液体活检结合,实现对三亚型LBD早期预警及干预,提高疗效。

梅斯小编点评

本研究巧妙融合经典病理学与前沿机器学习技术,系统揭示了路易体疾病异质性及其神经传播路径的新视角。特别是对交感神经系统作用的强调,为曾被低估的疾病起点提供了有力证据,推动了LBD领域由传统迷走神经偏向向双通路理论的转变。未来研究可进一步探索不同亚型发病机制的分子基础,开发针对各传播路径的精准早期诊断工具及靶向治疗方案。同时,将这一研究框架扩展到更大、更多元族群的临床前及临床样本中,将有助于疾病生物学定义及分类的标准化,推动个体化医疗真正落地。

原始出处:Nature Neuroscience, Volume 28, May 2025, pp. 925–936. DOI: https://doi.org/10.1038/s41593-025-01910-9

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