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本综述系统阐述了尿液生物标志物在帕金森病（PD）无创监测中的前沿进展。文章重点聚焦α-突触核蛋白（α-synuclein）聚集、富含亮氨酸重复激酶2（LRRK2）基因突变相关磷酸化（pS1292）以及氧化应激标志物氧化DJ-1（oxDJ-1）等核心机制，并探讨了多巴脱羧酶（DDC）、乙酰苯丙氨酸、酪氨酸、犬尿氨酸及8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）等新兴标志物的潜力。作者强调了尿液检测的便捷性及其在PD早期诊断、疾病进展监测和个性化治疗评估方面的巨大临床应用前景，同时指出了当前面临的诊断准确性差距和技术挑战，并对未来发展方向如检测标准化和即时检测（POCT）开发进行了展望。
引言
帕金森病（PD）是一种进行性神经退行性疾病，其特征是中脑黑质多巴胺能神经元的退化，导致运动功能障碍和一系列非运动症状。早期准确诊断对于有效管理和改善患者预后至关重要。与传统依赖临床评估和神经影像学的诊断方法不同，近年来利用各种生物体液（如脑脊液、血清、唾液、泪液等）寻找可靠生物标志物的研究取得了显著进展。其中，尿液收集作为一种非侵入性、操作简单的程序，相较于需要穿刺获取的脑脊液或血清，以及样本量相对较小的唾液或泪液，在重复采样和纵向监测方面更具优势。尿液生物标志物水平的改变可以为疾病进展和治疗干预反应提供见解，从而帮助临床医生定制治疗方案并评估其有效性。
α-突触核蛋白作为PD的尿液生物标志物
α-突触核蛋白是一种主要位于突触前末端的140个氨基酸蛋白质，在突触功能和神经递质释放中起关键作用。在PD中，α-突触核蛋白发生病理性聚集，形成寡聚体和纤维，并积累在路易体中。这些聚集体通过破坏细胞稳态、损害蛋白质稳态和诱导线粒体功能障碍等多种机制导致神经变性。丝氨酸129位点（S129）的磷酸化是PD中最常见的修饰，与α-突触核蛋白的聚集和毒性增加相关。
近年来，尿液中的α-突触核蛋白因其可及性和易于收集而已成为一种有前景的非侵入性生物标志物。夹心酶联免疫吸附测定（ELISA）是最常用的检测方法，它利用针对α-突触核蛋白不同形式的特异性抗体对来定量尿液样本中的水平。该方法灵敏度高，能够检测低水平的α-突触核蛋白，适用于早期诊断和疾病监测。最近的研究进展集中在检测被认为与PD发病机制更相关的特定寡聚体形式的α-突触核蛋白。此外，表面荧光强度分布分析（sFIDA）等技术也已被证明可以准确检测PD患者尿液样本中的α-突触核蛋白寡聚体。
研究表明，与非PD个体相比，PD患者尿液中的α-突触核蛋白聚集体水平更高。然而，检测患者尿液中α-突触核蛋白寡聚体的存在至关重要，因为这些结构被假定在PD发病机制中起关键作用。有趣的是，有研究发现PD患者体内特定的寡聚体形式水平实际上降低了，并且寡聚体α-突触核蛋白水平的增加与PD症状严重程度的相关性较弱。总之，尿液α-突触核蛋白作为一种非侵入性生物标志物的出现，为早期诊断和监测提供了一条有希望的途径，特别是随着ELISA、sFIDA和纳米孔单分子分析等先进检测技术的发展。
LRRK2作为PD的尿液生物标志物
LRRK2基因突变是PD最常见的遗传原因，其中包括G2019S突变。LRRK2作为一种激酶，参与包括自噬、线粒体动力学和炎症反应在内的多种细胞通路，这些通路在PD中失调。G2019S突变已被证明能增强LRRK2激酶活性，导致其底物过度磷酸化并破坏细胞过程。
LRRK2的磷酸化形式，特别是在丝氨酸1292位点（pS1292）的磷酸化，已被确定为PD的潜在生物标志物。因为pS1292 LRRK2已在PD患者的各种组织中被检测到，包括大脑、脑脊液和尿液。尿液中pS1292 LRRK2的检测为监测LRRK2活性提供了一种非侵入性方法，这在预测疾病进展方面是一个显著优势。
尿液中pS1292 LRRK2的测量需要采用灵敏的检测方法，如免疫测定或质谱法来定量磷酸化蛋白的水平。免疫测定，包括蛋白质印迹分析，使用针对pS1292 LRRK2的特异性抗体。研究发现，在携带G2019S LRRK2突变受试者的尿液外泌体样本中，pS1292-LRRK2水平表达较高。此外，在特发性PD患者中也发现了尿外泌体pS1292 LRRK2水平升高，这些水平与认知障碍的严重程度和进行日常生活活动的能力呈正相关。
综上所述，磷酸化形式pS1292 LRRK2已成为一个引人注目的生物标志物，可在尿液中检测到，并为疾病进展和严重程度提供了一个非侵入性的窗口。尽管像蛋白质印迹这样的技术已在量化pS1292 LRRK2方面显示出前景，但仍需进一步改进和验证这些检测方法以建立一致的诊断标准。
氧化DJ-1
氧化应激是PD的一个标志，源于活性氧（ROS）产生和抗氧化防御之间的失衡。DJ-1是一种多功能蛋白，通过作为抗氧化剂、分子伴侣和转录调节因子，在细胞防御氧化应激中起关键作用。在氧化应激条件下，DJ-1在半胱氨酸106位点发生氧化，形成氧化DJ-1（oxDJ-1）。DJ-1在PD中的重要性通过其对线粒体功能障碍、α-突触核蛋白聚集和细胞死亡的保护作用而凸显。
DJ-1作为PD生物标志物的潜力已通过各种研究进行探索。具体而言，有研究使用蛋白质印迹分析结合微滤和分级分离的方法，调查了PD患者与非PD对照者尿液样本中oxDJ-1的水平。总之，通过蛋白质印迹分析等技术在尿液中检测oxDJ-1，为评估疾病存在和进展提供了一种非侵入性方法。
PD中的其他尿液生物标志物：拓展诊断视野
除了上述核心生物标志物，其他尿液成分也显示出诊断潜力。多巴脱羧酶（DDC）在 dopamine 合成的最后一步中起关键作用。PD患者尿液中DDC水平升高，反映了存活神经元的代偿机制和对 dopamine 合成需求的增加。乙酰苯丙氨酸是一种与 dopamine 合成受损相关的代谢物，其在PD患者尿液中的水平也升高，表明代谢过程紊乱和机体对 dopamine 丢失的代偿反应。酪氨酸是 dopamine 的前体，其在PD患者尿液中的水平显著升高，反映了机体的代偿机制和对 dopamine 合成需求的增加。犬尿氨酸是色氨酸-犬尿氨酸途径的代谢物，在神经炎症和神经变性中起作用。PD患者尿液中犬尿氨酸水平升高，表明存在神经炎症过程和线粒体功能障碍。此外，通过类似于氧化应激增加oxDJ-1的途径，氧化DNA可能在PD进展过程中产生。在PD病例尿液中观察到8-羟基脱氧鸟苷（8-OHdG）水平显著更高，并且尿8-OHdG水平随着PD进展而逐渐增加。
监测这些标志物随时间的变化有助于追踪疾病进展和评估旨在恢复多巴胺能功能、调节代谢通路、靶向神经炎症或线粒体功能障碍以及氧化应激的治疗干预的效果。
局限性与挑战
当前尿液生物标志物研究面临一些挑战。在诊断准确性方面，虽然脑脊液α-突触核蛋白种子扩增 assay（SAA）已表现出很高的诊断性能，但尿液生物标志物检测目前显示出较大的准确性差距。例如，一项比较脑脊液、尿液、皮肤和嗅粘膜检测致病性α-突触核蛋白的研究发现，尿液检测的灵敏度远低于皮肤活检。
技术障碍也阻碍了可靠尿液生物标志物测试的发展。分析前变异性是一个显著问题，尿液收集时间、受试者年龄和性别等因素都会对生物标志物浓度产生重大影响。尿液样本中疾病相关蛋白（如α-突触核蛋白）的浓度远低于脑脊液，这增加了检测难度。此外，肾功能可能干扰生物标志物水平，因为尿液成分反映了肾脏健康状况。
尽管有证据表明其有效性，但尿液生物标志物尚未纳入现行的临床指南或标准诊断实践。这主要是由于缺乏大规模的验证研究以及区分能力不足。PD的临床诊断仍然依赖于神经系统检查、临床评定量表以及在某些情况下的基因或影像学检查的组合。
未来展望
为了推动尿液生物标志物的临床应用，需要在几个方面取得进展。首先是检测方法的标准化和多中心验证研究。目前用于测量尿液中α-突触核蛋白和LRRK2的方法（如ELISA、sFIDA等）缺乏统一的标准方法，导致不同实验室结果不一致。大规模的多中心验证研究对于确保检测方法可靠、可重复并能应用于不同人群至关重要。
其次是开发即时检测（POCT）的价值。用于PD生物标志物的POCT将实现快速、非侵入性和成本效益高的检测，可以在医生办公室甚至家中进行，有利于早期筛查、诊断和方便的疾病进展监测。然而，开发POCT也面临挑战，例如确保设备在非实验室环境下的准确性和可靠性，以及保持生物标志物在测试盒内的稳定性。
结论
尿液生物标志物为PD的无创诊断和监测开辟了新的途径。早期检测尿液中α-突触核蛋白、pS1292 LRRK2、oxDJ-1等标志物的升高水平对于PD的早期诊断至关重要，有可能在运动症状出现前识别疾病。定期测量尿液生物标志物水平对于追踪疾病进展和评估治疗干预效果也很有价值。未来研究应致力于开发标准化检测方法、进行大规模临床验证，并探索多生物标志物组合面板的应用，以提供更准确的诊断和预后工具，最终改善PD患者的预后。
