Význam merania hladín neurofilamentov pri sclerosis multiplex

Úvod

Roztrúsená skleróza (Sclerosis multiplex, SM) je chronické, zápalové ochorenie centrálneho nervového systému, postihujúce mladých dospelých. Na Slovensku je to približne 8000 pacientov. Choroba má veľmi variabilnú manifestáciu a nepredvídateľný priebeh. V klinickej praxi doteraz absentoval validný krvný biomarker, ktorý by zodpovedal prebiehajúcej aktivite zápalového i degeneratívneho procesu.

Roztrúsená skleróza má veľmi variabilný, nepredvídateľný priebeh, manifestáciu i responzívnosť na liečbu. V posledných 15 rokoch došlo k výraznému pokroku v liečbe SM a zavedeniu nových molekúl, imunosupresív a monoklonálnych protilátok, ktoré sa súhrnne nazývajú liečba ovplyvňujúca priebeh ochorenia - DMT (Disease Modifying Therapy). Táto liečba je cielená na útlm abnormálnych zápalových procesov v periférnej krvi a v CNS a oddialenie neurodegenerácie mozgu a miechy. V súčasnosti hodnotíme efekt podávanej liečby a aktivitu choroby pomocou klinických a rádiologických vyšetrení (magnetickou rezonanciou, MR). V klinických parametroch sa hodnotí výskyt relapsu a jeho závažnosť, ďalej celkové funkčné zneschopnenie chorobou v stupnici EDSS (Expanded Disability Status Scale). Za rádiologickú aktivitu choroby sa v MR mozgu/miechy považuje prítomnosť nových, alebo zväčšených T2-lézií, a tiež výskyt postkontrastne gadolínium enhancujúcich lézií (Gd+ lézie); ďalším ukazovateľom aktivity choroby je hodnotenie MR-volumetrie mozgu, t.j. ročnej zmeny objemu mozgového tkaniva. Mnoho rokov bol v praxi využívaný jediný laboratórny biomarker SM dôkaz prítomnosti v likvore sa nachádzajúcich oligoklonálnych pásov IgG, zvýšenej intratekálnej produkcie Ig a indexu IgG. Preto je cieľom výskumov hľadanie a validácia biomarkerov ľahko dostupných z krvi, ktoré by špecificky zodpovedali miere poškodenia myelínu a neurónov CNS. Roztrúsená skleróza je od začiatku sprevádzaná neurodegeneratívnymi zmenami v CNS, ktoré nie sú vizualizovateľné v plnom rozsahu konvenčnými metódami magnetickej rezonancie. Hľadajú sa molekulové biomarkery, ktoré by dokázali identifikovať a kvantifikovať práve prebiehajúci stupeň neurodegenerácie u konkrétneho pacienta. 

Výskumy posledných 10 rokov priniesli mnoho dát o neurofilametoch a ich využití u početných neurologických ochorení. Neurofilamenty (NfL) sú cytoskeletálne proteíny neurónov a ich axónov ktoré sa vyskytujú v troch formách, ako triplety ľahkých (NfL), stredne ťažkých (NfM) a ťažkých (NfH) reťazcov (1). Ich rôzne zastúpenie závisí od typov neurónov a tiež stupňa vývoja. Neurofilamenty ľahkých reťazcov (NfL) sú nešpecifický molekulový biomarker neurodegenerácie a konečné štádium neuro-axonálneho rozpadu rôznej etiopatogenézy. Uvoľňujú sa z neurónu a axónov pri ich poškodení. Koncentrácia NfL v likvore aj krvi odráža rýchlosť uvoľňovania z neurónov. Hladiny NfL v likvore sú 500-krát vyššie ako v krvi. Koncentrácie NfL v sére sú približne o 20% vyššie ako v plazme. V laboratórnej metodike stanovenia NfL v sére (sNfL) alebo plazme (pNfL), je v súčasnosti preferovaná ultrasenzitívna metóda SiMoA (2).

Hodnoty NfL sú ovplyvnené vekom, aj u zdravých osôb sa zvyšujú približne o 2,2% ročne (3, 4), podľa niektorých štúdií možno pozorovať prudší nárast hladiny NfL nad 60 rokov, prítomná je aj interindividuálna variabilita. Tieto zmeny sú pravdepodobne výsledkom procesu starnutia ale tiež komorbidít, obezity (BMI), gravidity, diabetu, fajčenia, vaskulárnych ochorení (5). Pri použití NfL ako biomarkera v klinických štúdiách možno vplyv veku a komorbidít regulovať selekciou pacientov alebo kovariačnou analýzou, ale v reálnej praxi je potrebné na správnu interpretáciou výsledkov NfL poznať presnejšie dynamiku NfL a všetky kofaktory vplývajúce na aktuálnu hladinu. Optimálne je zistiť v populácii zdravých osôb referenčné hodnoty NfL podľa vekových skupín a tiež stanoviť efekt (index) komorbidít na krvné hladiny NfL. Dôležité je poznať kvantitatívny model progresie každého ochorenia nervového systému a dynamiky hladín NfL. Niektoré modely už boli vytvorené v štúdiách u Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby. U pacientov s Alzheimerovou chorobou a amyotrofickou laterálnou sklerózou sa priemerná koncentrácia NfL v sére zvyšuje mesiace alebo roky pred objavením sa prvých klinických prejavov (6).

U pacientov s SM boli NfL analyzované vo viacerých aspektoch a v posledných 5 rokoch bolo publikovaných viac ako 280 prác o vzťahu NfL k jednotlivým atribútom ochorenia. NfL je citlivý biomarker aktivity SM, progresie, odpovede na liečbu a prognózy choroby. Priemerné koncentrácie NfL v sére alebo plazme sú vyššie pri relapsujúcich a progresívnych formách SM v porovnaní so zdravými kontrolami (3, 7). Mnohé klinické štúdie u SM ukázali korelácie medzi hladinami NfL v sére/plazme a hladinami NfL v likvore, rovnako u relapsujúcej-remitujúcej ako aj progresívnej formy SM (1, 3). Hodnoty NfL sa zvyšujú 5 mesiacov pred klinickým relapsom, najvyššie sú v dobe nástupu relapsu a klesajú v priebehu 4–5 mesiacov (8). Koncentrácie NfL sú u SM výrazne nižšie ako pri progresívnych primárnych neurodegeneratívnych chorobách s rýchlejšou stratou neurónov. Hladiny NfL vykazujú asociácie s aktivitou ochorenia v začiatočnej skorej fáze SM a sú prediktívnym faktorom budúcej aktivity na MR, miery straty objemu mozgu, frekvencie a zhoršenia zneschopnenia pacienta. Môžu byť vhodný marker v identifikácii dlhodobo stabilizovaného stavu pacienta na danej liečbe, odlíšenia pseudorelapsu ochorenia, prípadne nahradiť každoročné vyšetrenie magnetickou rezonanciou (9, 10). Zvýšená koncentrácia NfL v likvore sa pozorovala u pacientov s rádiologickým izolovaným syndrómom (RIS), a bola rizikovým faktorom pre prechod do klinicky definitívnej SM (11). Pacienti s vysokými hladinami NfL mali vyššie riziko relapsu SM a nových lézií na MR progresiu a akumuláciu disability (4, 7, 12). Pacienti s progresívnou formou SM (primárne progresívna SM alebo sekundárne-progresívna SM) majú vyššie hladiny NfL ako osoby s relapsujúcou-remitujúcou formou SM. Korelácie sa zistili medzi vysokou hladinou NfL a rýchlejšou konverziou do sekundárne progresívnej fázy choroby, tiež rýchlejšej atrofizácie mozgu na MR mozgu a zhoršením kognitívnych funkcií (3, 7, 9, 12, 13).

 Viacero klinických štúdií ukázalo, že NfL je citlivý biomarker farmakodynamiky a ukazovateľ efektu lieku aj v klinických štúdiách s SM. Hladiny NfL u pacientov s relapsujúcou formou SM klesali 3–6 mesiacov od začiatku liečby v korelácii s dátami klinickými a zobrazovacími. Zmeny v hladinách NfL pri liečbe DMT liekmi s vyššou účinnosťou, ako je alemtuzumab a fingolimod, boli väčšie ako odpoveď na interferón beta (7). Dlhodobý pokles hladín NfL sa pozoroval u pacientov s SM s liečbou injekčnými preparátmi, dimetylfumarátom, fingolimodom, natalizumabom, ocrelizumabom, ofatumumabom, siponimodom a alemtuzumabom (3, 7, 8, 14-18). Obzvlášť dôležitý je NfL ako biomarker „skrytej“ progresie u pacientov v progresívnej fáze SM, kde býva prítomná progresia zneschopnenia nezávisle od relapsov a rádiologickej aktivity na MR (19, 20). Vyššie hodnoty NfL sa javia ako nezávislý faktor zvýšeného rizika klinickej aj rádiologickej (MR) aktivity choroby v nasledujúcom roku, NfL možno využiť v predpovedi subklinickej aktivity SM. 

Určitým obmedzením v interpretácii výsledkov meraní NfL je hlavne koexistenia viacerých ochorení s poškodením neurónov tak centrálneho ako aj periférneho nervového systému. Akékoľvek neurologické ochorenie alebo poranenie môže skresliť interpretáciu hladiny NfL u pacienta s SM, napríklad cerebrovaskulárne choroby, cukrovka a fajčenie, radikulopatie.

 Neurofilamenty sa javia ako užitočný doplnkový laboratórny marker, ktorý spolu s klinickým nálezom a magnetickou rezonanciou umožňuje presnejšie hodnotenie aktivity choroby. Súčasné dáta ukázali, že NfL predstavujú senzitívny biomarker sclerosis multiplex využiteľný u všetkých fenotypov SM v sledovaní aktivity ochorenia a odpovede na liečbu. V Slovenskej republike sa plánuje zaviesť toto vyšetrenie do uhrádzaných výkonov v rámci poskytovania zdravotnej starostlivosti u pacientov s roztrúsenou sklerózou za definovaných podmienok. Prínosom v manažmente pacienta s SM je sledovanie dynamiky hladín NfL vyšetrovaných raz ročne, v indikovaných prípadoch aj častejšie, kde nárast hladiny o viac ako 20% predchádzajúcej hodnoty môže znamenať aktivitu choroby a s tým súvisiacu nutnosť zmeny liečby.