INTRODUCTION: Plasma phosphorylated tau (p-tau)181, glial fibrillary acidic protein (GFAP), neurofilament light chain (NfL), and amyloid beta ratio (Aβ42/40) may have diagnostic and prognostic value in Alzheimer's disease (AD). Here we assess which markers can best identify AD from controls and other non-AD dementias in a large international multi-center study. METHODS: Plasma samples (n = 1298) were collected from six international centers. Aβ40, Aβ42, GFAP, NfL, and p-tau181 were measured using single molecule array. In each group, AD diagnosis/co-pathology was defined according to cerebrospinal fluid biomarkers or amyloid positron emission tomography. Validations were performed in three separate cohorts via single and dual cut-off models. RESULTS: p-tau181 showed the best area under the curve value to separate AD from frontotemporal dementia, controls, and Aβ- dementia with Lewy bodies. However, this discriminative power could not be reproduced by applying pre-defined cut-offs. DISCUSSION: p-tau181 was the best single plasma marker for detecting AD at any stage. Specific cut-offs are needed to maximize diagnostic performances. HIGHLIGHTS: Phosphorylated tau (p-tau)181 provided a clear differentiation between controls and Alzheimer's disease (AD) participants, with evidence of increased levels in the preclinical stage of AD. Plasma biomarkers demonstrated that when amyloid co-pathology is removed from dementia with Lewy bodies (DLB), only glial fibrillary acidic protein and neurofilament light chain remain to predict DLB. Given the low prevalence of amyloid co-pathology in frontotemporal dementia (FTD), p-tau181 and its ratio with amyloid beta 42 are strong biomarkers to differentiate FTD from AD.
- MeSH
- Alzheimerova nemoc * krev diagnóza MeSH
- amyloidní beta-protein * krev MeSH
- biologické markery krev MeSH
- demence * krev diagnóza MeSH
- fosforylace MeSH
- gliový fibrilární kyselý protein * krev MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- neurofilamentové proteiny * krev MeSH
- peptidové fragmenty * krev MeSH
- proteiny tau * krev MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- multicentrická studie MeSH
Tento přehled si klade za cíl seznámit klinické a laboratorní pracovníky s nejdůležitějšími preanalytickými a analytickými aspekty stanovení lehkých řetězců neurofilament (NfL) v biologických tekutinách. NfL představují perspektivní nespecifický biomarker poškození neuronů a axonů, k němuž dochází u celé řady neurologických onemocnění. Před zavedením vyšetřování NfL do širší klinické praxe je nutné charakterizovat preanalytické a analytické stránky stanovení, které mohou významným způsobem ovlivnit správnost výsledku analýzy. Při hodnocení koncentrací NfL je zapotřebí brát v úvahu věk pacienta a vliv může mít i body mass index. Výhodou NfL je jejich dlouhodobá stabilita při různých teplotách skladování i odolnost vůči opakovaným cyklům zmrazování a rozmrazování. Koncentrace NfL v klinických studiích se stanovují především imunoanalytickými metodami, které se liší citlivostí. Pro stanovení NfL existuje několik imunoanalytických přístupů vhodných pro spolehlivé vyšetření v mozkomíšním moku (MMM) i v séru/plazmě. Volba optimálního analytického přístupu závisí mimo jiné na koncentracích NfL v biologických tekutinách. Pro stanovení NfL v MMM lze využít metod ELISA, které vykazují dostačující citlivost pro vyšší koncentrace NfL vyskytující se v této biologické tekutině. Postupně zaváděné nové technologie charakterizované výrazně vyšší citlivostí ve srovnání s metodou ELISA umožnily spolehlivé vyšetřování NfL i v séru či plazmě. Podrobněji jsou zmiňovány principy metod postavené na technologii Simoa®, SimplePlexTM a imunomagnetické redukce.
The aim of this review is to inform clinical and laboratory workers about the most important pre-analytical and analytical aspects of neurofilament light chain (NfL) determination in biological fluids. NfLs represent a promising nonspecific biomarker of neuronal and axonal damage that occurs in a variety of neurological diseases. Before introducing NfL determination into routine clinical practice, it is necessary to characterize the pre-analytical and analytical aspects of the assays, which can significantly affect the accuracy of the analysis results. When evaluating NfL concentrations, the patient‘s age should be taken into account and body mass index may also have an effect. The advantages of NfLs are their long-term storage stability at different temperatures as well as resistance to repeated freezing and thawing cycles. NfL concentrations in clinical trials are determined primarily by immunoassay methods that vary in sensitivity. There are several immunoassay technologies for the determination of NfL suitable for reliable determination in cerebrospinal fluid (CSF) and serum/plasma. The choice of the optimal analytical approach depends, among other things, on the concentration of NfL in biological fluids. ELISA methods can be used to determine NfL in CSF, which show sufficient sensitivity for higher concentrations of NfL occurring in this biological fluid. Newly introduced technologies characterized by significantly higher sensitivity in comparison with the ELISA methods enabled reliable examination of NfL also in serum/plasma. The principles of methods based on Simoa® technology, SimplePlexTM, and immunomagnetic reduction are mentioned in more detail.
- MeSH
- biologické markery analýza chemie MeSH
- intermediární filamenta * chemie MeSH
- lidé MeSH
- mozkomíšní mok chemie MeSH
- preanalytická fáze metody MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
Cíl: Cílem studie bylo posoudit vztah mezi permeabilitou hematolikvorové bariéry (HLB) hodnocené albuminovým kvocientem (Qalb) a hladinami lehkých řetězců neurofilament (NFL) v séru a mozkomíšním moku u několika skupin pacientů s neurologickými onemocněními, u nichž je porušení HLB vyjádřeno s rozdílnou intenzitou. Soubor a metodika: Soubor o celkovém počtu 137 pacientů zahrnoval 50 nemocných s RS vč. klinicky izolovaného syndromu, 24 pacientů s Alzheimerovou nemocí, 17 pacientů s aseptickými neuroinfekcemi, 36 pacientů s různými nezánětlivými neurologickými onemocněními a 10 symptomatických kontrol. Metodou ELISA byly stanoveny hladiny NFL v séru a mozkomíšním moku pacientů a imunonefelometricky hladiny albuminu, z nichž byl vypočítán Qalb. Výsledky: U žádné ze sledovaných skupin nebyla prokázána pozitivní korelace mezi hladinami NFL v séru a hodnotou Qalb. Hladiny NFL v likvoru pozitivně korelovaly s hodnotou Qalb u pacientů s aseptickými neuroinfekcemi a pacientů s nezánětlivými neurologickými onemocněními. Ve skupině pacientů s aseptickými neuroinfekcemi byla nalezena pozitivní korelace mezi hladinami NFL v séru a v likvoru, stejně tak při hodnocení souboru pacientů jako celku. Závěry: Zdá se, že sérové hladiny NFL nejsou přímo ovlivněny permeabilitou HLB posuzované Qalb u neurodegenerativních onemocnění a neuroinfekcí. Naopak na vztah mezi likvorovými hladinami NFL a Qalb může mít vliv charakter neuropatologických změn u jednotlivých neurologických onemocnění.
Aim: The aim of this study was to assess the relationship between blood-CSF barrier permeability evaluated by the albumin quotient (Qalb) and levels of neurofilament light chains (NFL) in serum and cerebrospinal fluid (CSF) in several groups of neurological patients with a different degree of the impairment of blood-CSF barrier. Materials and methods: The total number of 137 participants included 50 patients with multiple sclerosis with the inclusion of clinically isolated syndrome, 24 patients with Alzheimer’s disease, 17 patients with aseptic neuroinfections, 36 patients with various non-inflammatory neurological diseases and 10 symptomatic controls. Serum and CSF NFL levels were determined by the ELISA method. Serum and CSF albumin levels were tested by immunonephelometry. Qalb was calculated as a ratio of CSF/serum albumin levels. Results: No positive correlations between serum NFL levels and Qalb values were found in the tested patients’ groups. CSF NFL levels were positively correlated with Qalb values in patients with neuroinfections and in patients with non-inflammatory neurological diseases. A positive correlation between serum NFL levels and those in CSF was found in patients with aseptic neuroinfections even when patients were evaluated as a whole. Conclusions: Serum NFL levels do not seem to be directly influenced by blood-CSF barrier permeability assessed by Qalb in neurodegenerative diseases and neuroinfections. On the contrary, the relationship between CSF NFL levels and Qalb may be affected by the characteristics of the neuropathological changes in individual neurological diseases.
- Klíčová slova
- albuminový kvocient, hematolikvorová bariéra,
- MeSH
- albuminy * metabolismus MeSH
- Alzheimerova nemoc krev MeSH
- biologické markery krev MeSH
- ELISA MeSH
- hematoencefalická bariéra MeSH
- infekce centrálního nervového systému krev MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- nemoci centrálního nervového systému * krev MeSH
- neparametrická statistika MeSH
- neurofilamentové proteiny * krev MeSH
- permeabilita MeSH
- roztroušená skleróza krev MeSH
- senioři MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
Neurofibromatosis von Recklinghausen typ 1 (NFl) je nejčastější onemocnění ze skupiny neurokutánních syndromů, vznikajících na podkladě poruch tkáňové diferenciace (především neuroektodermu). NFl má autosomálně dominantní dědičnost, se 40-50% výskytem nových mutací a výskytem v populaci 1:3000-4000. Gen je lokalizován na 17. chromozomu (17qll.2), jeho produkt neurofíbromin redukuje buněčnou proliferaci urychlením hydrolýzy aktivního GTP-Ras na inaktivní GDP-Ras a plní tak funkci 3gativního růstového regulátoru a tumor suppressoru. Ztráta neurofibrominu ve Schwannově buňce vede k urychlení proliferace této buňky (spolu s ovlivněním proliferace fíbroblastů a mastocytů) a k tvorbě tumoru. Diagnóza NFl je určena dg. kritérii: skvrny café au lait, axilární a/nebo inguinální freckling, neurofibromy a/nebo plexiformní neurofibrom, gliom optiku, Lischovy noduly, charakteristické kostní leze (sfenoidální dysplasie, anomálie dlouhých kostí), příbuzný 1. stupně s prokázanou dg. NFl. Ke stanovení dg. NFl je třeba nalézt alespoň 2 dg. kritéria. Mezi další typické klinické nálezy u NFl patří hypersignální ložiska v T2 vážených obrazech na MRI mozku, makrocefalie, skolióza. hiálý vzrůst, specifické vývojové poruchy učení, poruchy pozornosti a chování, systémová hypertenze při fibromuskulámí dysplazii renálních arterií. Méně častejšou endokrinologické poruchy, vzácnejšou ischemické cévní mozkové příhody při postižení cév mozku. Nádorové procesy jsou převážně benigní povahy, maligní transformace je popisována ve 2-6 % případů. Terapie je především symptomatická. u progresivních lézí chirurgická, u maligních nádorů onkologická. Významná jsou režimová a výuková opatření při specifických vývojových poruchách. Prenatální diagnostika je t.č. možná s užitím nepřímé DNA analýzy u informativních rodin, přímá DNA analýza je rozvíjena.
Neurofibromatosis von Recklinghausen type 1 (NFl) is the most frequent disease from the group of neurocutaneous syndromes, resulting from disturbances of tissue differentiation (primarily neuroectoderm). NFl has autosomal dominant inheritance, with a 40-50 % incidence of new mutations and prevalence in the population 1:3000-4000. The gene is localized on chromosome 17 (17qll.2), its product neurofibromin reduces cell proliferation through acceleration of hydrolysis of the active GTP-Rás to inactive GDP-Ras and so plays a role of a negative growth regulator and tumor suppressor. Loss of neurofibromin in the Schwann cell leads to accelerated proliferation of this cell (together with influencing proliferation of fibroblasts and mastocytes) and to tumor generation. Diagnosis of NFl is determined using the following diagnostic criteria: café au lait spots, axillar and/or inguinal freckling. neurofibromas and/or plexiform neurofibroma, optic glioma, Lisch nodules, characteristic bone lesions (sphenoidal dysplasia, anomaly of long bones), first-degree relative with a confirmed diagnosis of NFl. To make diagnosis of NFl, it is necessary to fulfill at least two diagnostic criteria. Among other typical clinical findings in NFl, there are hypersignal foci in T2-weighted brain MR images, microcephaly, scoliosis, small stature, specific developmental disorders of learning, disorders of attention and behavior, systemic hypertension with fibromuscular dysplasia of renal arteries. Endocrinologic distu bances arc less frequent, rarely, ischemic strokes occur when cerebral vasculature is affected. Neoplastic processes are usually benign, malignant transformation is described in 2-6 % of cases. Therapy is primarily symptomatic, in progressive lesions also surgical, in malignant tumors oncological. Regime and education precautions are significant in specific developmental disorders. Prenatal diagnostics is currently possible using indirect DNA analysis in informative families, direct DNA analysis is being developed.
Cieľom účinnej liečby sclerosis multiplex najnovšími preparátmi je zabrániť progredujúcej disabilite pacienta. Nenaplnenou potrebou pre dennú prax je absencia validných laboratórnych biomarkerov, ktoré by nám okrem zobrazovacích metód, ako sú magnetická rezonancia mozgu a miechy, ukázali práve prebiehajúcu aktivitu ochorenia u jednotlivého pacienta a efekt podávanej liečby. Neurofilamenty ľahkých reťazcov (NfL) sa považujú za nešpecifický biomarker neurodegenerácie a dajú sa ľahko vyšetriť z krvi. V tejto práci predkladáme prehľad výsledkov štúdií hodnotiacich vzťahy hladín krvných NfL k parametrom aktivity ochorenia, zápalovej aj neurodegeneratívnej manifestácii a odpovedi na liečbu.
The goal of effective treatment of multiple sclerosis with the latest drugs is to prevent the patient's progressive disability. Unmet need for daily practice is the absence of valid laboratory biomarkers, which, in addition to imaging methods such as magnetic resonance imaging of the brain and spinal cord, would show us the current activity of the disease in an individual patient and the effect of treatment. Neurofilament light chain (NfL) is considered to be a non-specific biomarker of neurodegeneration and is easily examined from the blood. In this work, we present an overview of the results of studies evaluating the relationships between blood NfL levels and disease activity, inflammatory and neurodegenerative manifestations and response to treatment.
- MeSH
- biologické markery MeSH
- hematologické testy MeSH
- hodnotící studie jako téma MeSH
- intermediární filamenta * patologie MeSH
- krevní plazma MeSH
- lidé MeSH
- mozkomíšní mok MeSH
- roztroušená skleróza * diagnóza krev terapie MeSH
- sérum MeSH
- výsledek terapie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- práce podpořená grantem MeSH
- přehledy MeSH
A release of light neurofilament subunits (NFL) into cerebrospinal fluid (CSF) and serum in multiple sclerosis (MS) may induce an immune response. We examined CSF and serum NFL levels and IgG antibodies against NFL in 19 patients with a clinically isolated syndrome (CIS) early converted into MS, 20 CIS-non-converters, 23 MS patients and 32 controls. CSF NFL levels were significantly higher in all patient groups. The highest CSF or intrathecally (IT) synthesized anti-NFL antibodies and CSF/serum ratios of anti-NFL antibodies were observed in CIS-converters. CSF NFL and CSF or IT anti-NFL antibodies could be surrogate biomarkers of axonal injury in early MS.
- MeSH
- autoprotilátky biosyntéza krev MeSH
- axony patologie MeSH
- biologické markery krev MeSH
- demyelinizační nemoci krev imunologie MeSH
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mladý dospělý MeSH
- neurofilamentové proteiny krev imunologie MeSH
- prodromální symptomy MeSH
- roztroušená skleróza krev imunologie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mladý dospělý MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
BACKGROUND: Serum neurofilament light chain (S NfL) is a non-specific marker of neuronal damage, including Alzheimer's disease (AD). We aimed to verify the reference interval (RI) of serum NfL using a highly sensitive ELISA, and to estimate the optimal cut-off value for neuronal damage. Our second objective was to compare NfL in cerebrospinal fluid (CSF) and serum (S) with the routine neurodegeneration biomarkers used in AD, and to assess their concentrations relative to the degree of cognitive deficit. METHODS: Samples from 124 healthy volunteers were used to estimate the S NfL RI. For the comparison study, we used CSF and S samples from 112 patients with cognitive disorders. Cognitive functions were assessed using the mini-mental state examination. ELISA assays were used to determine the CSF and S NfL levels, CSF β-amyloid peptide42 (Aβ42), CSF β-amyloid peptide40 (Aβ40), CSF total tau protein (tTau), CSF phosphorylated tau protein (pTau), and CSF alpha-synuclein (αS). RESULTS: The estimated RI of S NfL were 2.25-9.19 ng.L-1. The cut-off value of S NfL for assessing the degree of neuronal impairment was 10.5 ng.L-1. We found a moderate statistically significant correlation between S NfL and CSF Aβ42 in the group with movement disorders, without dementia (rs = 0.631; p = 0.016); between S NfL and CSF Aβ40 in the group with movement disorder plus dementia (rs = -0.750; p = 0.052); between S NfL and CSF tTau in the control group (rs = 0.689; p = 0.009); and between S NfL and CSF pTau in the control group (rs = 0.749; p = 0.003). The non-parametric Kruskal-Wallis test revealed statistically significant differences between S NfL, CSF NfL, CSF Aβ42, CSF tTau, and CSF pTau and diagnosis within groups. The highest kappa coefficients were found between the concentrations of S NfL and CSF NfL (κ = 0.480) and between CSF NfL and CSF tTau (κ = 0.351). CONCLUSION: Our results suggested that NfL and tTau in CSF of patients with cognitive decline could be replaced by the less-invasive determination of S NfL using a highly sensitive ELISA method. S NfL reflected the severity of cognitive deficits assessed by mini-mental state examination (MMSE). However, S NfL is not specific to AD and does not appear to be a suitable biomarker for early diagnosis of AD.
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
BACKGROUND: The aim of the study was to assess autoimmune involvement in amyotrophic lateral sclerosis (ALS). METHODS: We measured IgG antibodies against light (NFL) and medium (NFM) subunits of neurofilaments using ELISA in paired cerebrospinal fluid (CSF) and serum samples from 38 ALS patients and 20 controls. RESULTS: Serum levels of anti-NFL were higher in ALS patients than in controls (P < 0.005). Serum anti-NFL antibodies and intrathecal anti-NFM antibodies were related to patient disability (serum anti-NFL: P < 0.05; intrathecal anti-NFM: P < 0.05). Anti-NFL levels were significantly correlated with anti-NFM levels in ALS (P < 0.001) and the control group (P < 0.0001) in the CSF, but not in serum. Anti-NFL and anti-NFM antibodies significantly correlated between serum and CSF in the ALS group (anti-NFL: P < 0.0001; anti-NFM: P < 0.001) and in the control group (anti-NFL: P < 0.05; anti-NFM: P < 0.05). CONCLUSIONS: Autoimmune humoral response to neurocytoskeletal proteins is associated with ALS.
- MeSH
- amyotrofická laterální skleróza krev imunologie MeSH
- autoprotilátky krev MeSH
- časové faktory MeSH
- ELISA MeSH
- imunoglobulin G krev MeSH
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- neurofilamentové proteiny imunologie MeSH
- senioři MeSH
- studie případů a kontrol MeSH
- stupeň závažnosti nemoci MeSH
- Check Tag
- lidé středního věku MeSH
- lidé MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- senioři MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
Axonal damage in multiple sclerosis (MS) may be reflected by antibodies against axon-specific proteins - the light subunit of neurofilaments (NFL). MATERIALS AND METHODS: The serum and cerebrospinal fluid obtained from 58 MS patients, 24 normal controls (CN), 49 control patients with miscellaneous diseases (CD) and 31 patients with neurodegenerative disorders (CDEG) were tested for both immunoglobulin G and M antibodies against NFL, using an ELISA. RESULTS: Intrathecal IgG antibodies to NFL were elevated in MS patients compared with that in CD patients (P = 0.001) and were not related to clinical variables. No differences in IgM anti-NFL levels were found between the MS and CN/CD groups. IgM to NFL was higher in the CDEG group than in either the CD group or even the MS group (P < 0.0005). CONCLUSIONS - Intrathecal IgM or IgG antibodies to NFL are not useful surrogate markers for axonal damage or disease subtypes in MS.
