《Translational Neurodegeneration》：From phenotype to biology: a multi-modal roadmap of biofluid, tissue, imaging, and digital biomarkers in Parkinson’s disease
帕金森病（Parkinson’s disease，PD）的定义正经历从“临床综合征”向“生物学实体”的深刻转变，其标志是两套客观生物学分类体系的发展，即神经元α-突触核蛋白病整合分期系统（Neuronal Alpha-Synuclein Disease Integrated Staging System，NSD-ISS）和突触核蛋白病-神经变性-遗传学框架（SynNeurGe）。多模态诊断工具进一步提升了PD的检出能力。该综述综合了PD检测三个关键领域的研究进展。首先，生物流体与组织生物标志物，尤其是基于α-突触核蛋白（α-synuclein，αSyn）种子扩增分析（seed amplification assays，SAAs），可在脑脊液、血液、唾液和皮肤中检测突触核蛋白病理，从而支持病理学诊断与鉴别分类。细胞外囊泡（extracellular vesicles，EVs）可提供细胞类型特异性载荷谱，而神经丝轻链（neurofilament light chain，NfL）提示神经轴突损伤。其次，神经影像学可捕捉活体内病理改变。磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）可识别黑质变性，包括黑质小体-1（nigrosome-1）缺失、铁沉积增加及神经黑色素耗竭；磁共振波谱（magnetic resonance spectroscopy，MRS）揭示代谢与神经递质失衡；αSyn正电子发射断层显像（positron emission tomography，PET）示踪剂则可实现聚集体的直接可视化。第三，来源于可穿戴设备、视频和音频的数字生物标志物可量化真实世界中的运动与非运动症状，从而实现连续性、生态化监测。整合这些互补性的生物标志物流，是实现PD生物学定义与患者分层、并推进靶向治疗开发的关键。为了将这些方法转化进入PD临床实践，仍需开展检测方法标准化、多中心验证，并明确应检测何种人群、何时检测适宜，以及检测结果应如何指导诊断、分层或监测。
Introduction
文章首先指出，传统帕金森病（Parkinson’s disease，PD）诊断主要依赖运动迟缓、强直和静止性震颤等临床运动表型，但这种症状学定义无法充分对应其分子病理本质。作者回顾了PD定义的历史演变：从James Parkinson对“震颤麻痹”的早期描述，到Charcot对临床图景的完善，再到Braak提出基于Lewy小体病理扩布的分期模型。文中强调，临床确诊时黑质致密部（substantia nigra pars compacta，SNc）多巴胺能神经元常已丧失60%–80%，使神经保护干预时机显著滞后。此外，PD并非单一疾病，而是具有遗传、分子和病理驱动异质性的疾病簇，这种生物学异质性被认为是既往疾病修饰治疗试验屡次失败的重要原因之一。基于此，2024年提出的神经元α-突触核蛋白病整合分期系统（NSD-ISS）和突触核蛋白病-神经变性-遗传学（SynNeurGe）框架，推动PD由“临床综合征”转向“生物学实体”的再定义。
Conceptual framework restructuring: the dialectic and integration of two major systems
本节围绕NSD-ISS与SynNeurGe两大框架展开，指出二者共同推动PD生物学重构，但理论立场并不相同。NSD-ISS主张以“神经元α-突触核蛋白病”取代传统PD概念，采用严格公式NSD = S+ + D+，即必须同时具备αSyn病理与多巴胺能功能障碍，并构建由0期至6期的线性疾病进展模型。其争议在于定义较为排他，可能将部分临床典型但αSyn种子扩增分析（αSyn-SAA）阴性的患者排除在外，并引发“生物标志物阳性是否必然等同于临床疾病”的讨论。相较之下，SynNeurGe并不意在取代临床诊断，而是以S/N/G三维矩阵刻画个体的生物学特征，更强调异质性包容与研究分层价值。文章认为，两者分别代表“疾病重定义”与“生物分类映射”的不同路径。
Key evolution: clinical anchors in NSD-ISS
作者进一步指出，NSD-ISS初版的一个重要不足是与临床表现连接不足，因此新版引入了运动与认知功能锚点。具体而言，通过MDS-UPDRS评分阈值界定从前驱期向临床起病阶段的演进，并以蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）阈值界定认知下降。该更新使NSD-ISS从理论性生物学框架转变为可用于临床试验设计、患者分层和靶向干预的工具，有助于精准识别“生物学阳性且已出现可量化功能受损”的关键人群。作者据此引出多模态生物标志物体系的必要性：体液和组织标志物用于识别S+，影像学用于识别神经变性或多巴胺能障碍，数字标志物用于捕捉临床表型。
Body fluid- and tissue-based biomarkers
本部分系统综述了PD体液与组织生物标志物，聚焦四个转化相对成熟的方向：活检与αSyn-SAA、细胞外囊泡（EVs）标志物、非典型帕金森综合征鉴别诊断，以及淀粉样蛋白/τ蛋白共病理标志物。作者指出，当前临床需求主要包括三个方面：检测疾病定义性病理、区分PD与非典型帕金森综合征、追踪疾病进展及治疗反应。
Biopsy and αSyn-SAAs
文章指出，单纯测量脑脊液（cerebrospinal fluid，CSF）或血液中的总αSyn诊断价值有限，因此研究重心已转向病理相关构象检测与种子扩增分析。αSyn-SAA包括实时振荡诱导转化（real-time quaking induced conversion，RT-QuIC）和蛋白错误折叠循环扩增（protein misfolding cyclic amplification，PMCA），其原理是利用错误折叠αSyn聚集体的自我复制能力，将痕量病理种子扩增并通过荧光动力学监测。作者强调，不同实验流程中底物、缓冲液、辅因子、振荡/孵育条件和阳性阈值的差异，会显著影响灵敏度、特异度、毒株选择性与实验室间可重复性，因此前处理、质量控制和动力学报告标准化是临床推广前提。
CSF αSyn-SAAs
CSF是当前应用最成熟的αSyn-SAA样本类型，具有接近中枢神经系统病理、分析背景相对稳定等优势。文章概述了其在Lewy小体相关突触核蛋白病中的高诊断准确性，并指出其应被理解为“αSyn病理检测试验”，而非某一临床综合征的单一替代指标。对于临床-生物学不一致个体，应进一步重新表型分析并考虑混合病理或病程演变。文中同时提到，多项数据集中该方法对多系统萎缩（multiple system atrophy，MSA）的灵敏度较低，提示其可能更偏向扩增Lewy型而非MSA型αSyn毒株。2024年美国食品药品监督管理局（FDA）已发函支持将CSF αSyn-SAA用于早期干预临床试验中的人群富集，这标志着其从研究工具向试验赋能工具转化。
Blood αSyn-SAAs / Saliva αSyn-SAAs / Tear fluid αSyn-SAAs
对于血液、唾液和泪液等非侵入性或微创样本，作者认为其具有扩大筛查和纵向监测的潜力，但目前仍面临种子丰度低、背景蛋白/脂质复杂、前处理敏感和标准化不足等问题。血液检测通常需先进行免疫富集或EV富集后再行RT-QuIC；唾液受黏蛋白、蛋白酶、微生物和微量血液污染影响显著；泪液研究则证据尚少。总体而言，这些方法仍应视为探索性工具，亟需多中心验证与质量控制统一。
Tissue-based biopsy and αSyn-SAAs
在组织层面，外周组织为观察αSyn病理提供了可及窗口。组织检测包括免疫组织化学/免疫荧光检测磷酸化αSyn（pS129 αSyn）或聚集αSyn，也包括组织匀浆或拭子基础上的αSyn-SAA。作者强调，取样部位、深度、固定、切片、染色及阅片训练均会显著影响检测性能。
Skin biopsy and SAAs
皮肤活检被认为是当前最成熟的组织学方法，主要检测皮肤自主神经纤维内的pS129 αSyn，并结合泛轴突标志物确认其神经定位。多部位取材策略可提高灵敏度。文中总结的大样本及前瞻性研究显示，皮肤pS129 αSyn在临床定义的突触核蛋白病中检出率较高，且可在临床诊断标准尚未满足前即呈阳性，因此在不确定性帕金森综合征中，尤其适合作为“支持存在突触核蛋白病”的规则纳入（rule-in）工具。与此同时，皮肤组织亦可用于αSyn-SAA，但其临床转化仍取决于采样、储存和动力学阈值的标准化。
Gastrointestinal biopsy / Salivary gland biopsy / Olfactory mucosa and oral mucosa
胃肠道、唾液腺、嗅黏膜和口腔黏膜等外周组织同样被用于探索早期αSyn病理。文章指出，便秘与肠神经系统病变提示“由身体到脑”的传播模型在部分患者中可能成立，但胃肠道活检受取材部位、组织层次、抗体选择和评分标准影响极大，研究异质性显著，目前更适合机制研究而非一线诊断。唾液腺活检可提供直接病理证据，但侵入性高于皮肤，且方法学异质性明显。嗅黏膜与口腔黏膜SAA由于微创、可及而颇具吸引力，但证据基础仍小于CSF SAA。
EVs: from separation to single-EV precision analysis
文章进一步讨论EV作为“液体活检”平台的潜力。EV可携带蛋白、脂质和核酸，存在于CSF、血液、唾液和尿液中，并在一定程度上反映细胞来源特异性病理。作者归纳了三类研究路径：总体EV载荷分析、神经元或少突胶质细胞富集EV分析、以及单EV超敏检测。当前关键问题在于EV来源界定、脂蛋白/可溶性蛋白污染、分离方式差异和归一化标准不统一。尤其是L1CAM是否真正代表神经元来源EV存在争议，因此需要采用正交验证与单颗粒成像等技术确认EV身份。αSyn仍是研究最充分的EV载荷，部分研究显示神经元来源EV与少突胶质细胞来源EV中αSyn分布差异有助于PD与MSA鉴别。除αSyn外，尿液EV中的LRRK2及其磷酸化形式，以及EV蛋白组和miRNA面板，也被提出用于分型与药效监测，但临床效用仍待验证。
Atypical parkinsonism differential diagnosis
在非典型帕金森综合征鉴别方面，文章认为神经丝轻链（NfL）是最具现实意义的损伤标志物之一。NfL在MSA、进行性核上性麻痹（progressive supranuclear palsy，PSP）、皮质基底节综合征/皮质基底节变性（CBS/CBD）中平均水平通常高于特发性PD，但其解释需考虑年龄、平台差异、病程和病例构成。NfL更适合作为支持性标志物，而非单独的纳入或排除试验。作者还总结了αSyn-SAA、皮肤αSyn检测、4重复τ（4-repeat tau，4R-tau）相关SAA、GFAP、YKL-40、ecto-GPR37及蛋白质组学候选物在鉴别中的作用，并强调多标志物面板优于单一指标。特别是“病理标志物 + 损伤标志物 + 共病理标志物”的组合，更符合生物学定义和临床实用需求。
Amyloid/tau co-pathology and multimorbidity in Lewy body disorders
对于Lewy小体相关疾病中的阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）共病理，文章指出淀粉样蛋白-β（amyloid-β，Aβ）与τ蛋白共病与认知下降加速及死亡风险升高密切相关。血浆和CSF中的磷酸化τ与Aβ标志物可用于识别具有AD共病理的PD或路易体痴呆亚群，从而支持认知预后评估与试验入组分层。
Imaging biomarkers
影像学生物标志物部分涵盖MRI、MRS与PET，强调其对活体病理可视化和疾病分层的独特价值。
Magnetic resonance imaging (MRI)
MRI部分重点介绍黑质结构异常。高分辨率磁敏感加权成像（susceptibility-weighted imaging，SWI）可显示黑质小体-1（nigrosome-1）“燕尾征”消失，这与PD中神经元丧失及铁沉积增加相关。定量磁敏感图（quantitative susceptibility mapping，QSM）可更准确测量黑质铁负荷，并与病程、MDS-UPDRS评分和左旋多巴等效剂量相关。神经黑色素敏感MRI可显示黑质神经黑色素信号减低及体积减小，并正从目测评分向人工智能辅助自动分割和量化过渡。弥散张量成像（diffusion tensor imaging，DTI）则可反映黑质及纹状体相关白质束完整性，但其与疾病进展的关系仍不完全一致。作者同时强调，标准结构MRI当前主要仍用于排除继发性帕金森综合征，而7 T MRI、QSM和DTI多数仍属于研究性方法。
Magnetic resonance spectroscopy (MRS) of the GABAergic and glutamatergic systems / Energy metabolism crisis
MRS可无创评估PD中的神经化学改变。文章总结，γ-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid，GABA）和谷氨酸（glutamate，Glu）失衡可能参与皮质-基底节-丘脑皮层环路异常，进而影响运动迟缓和强直。另一个重点是能量代谢危机：
31P-MRS与
1H-MRS显示PD患者纹状体和中脑ATP、磷酸肌酸（phosphocreatine，PCr）降低，提示线粒体氧化磷酸化受损；谷胱甘肽（glutathione，GSH）下降及乳酸升高则支持氧化应激和无氧糖酵解增强。作者认为，这些代谢特征为PD广泛生物能量障碍提供了活体证据，但其在风险评估和治疗监测中的应用仍属初步阶段。
PET / αSyn pathology: build-up and spread
PET部分以αSyn靶向分子影像为核心。作者指出，αSyn PET的最大挑战在于PD中聚集体含量极低、主要位于细胞内且不同疾病具有毒株构象差异。第二、三代示踪剂正在克服这些障碍，其中[
18F]ACI-12589对MSA中少突胶质细胞包涵体显示出较强结合并具备病理验证，但对典型PD中的Lewy小体结合较弱；[
18F]C05-05则可实现中脑αSyn沉积可视化，且摄取与运动严重度相关，具有分期、分型及靶向治疗药效评估潜力。与此同时，炎症PET和清除障碍相关MRI指标，如TSPO配体、DTI-ALPS及血管周围间隙（perivascular spaces，PVS）评估，则从微环境与系统清除层面补充了αSyn病理传播图景。
Dopamine system / Serotonergic and noradrenergic system / Vesicular acetylcholine transporter (VAChT) PET in the cholinergic system / Imaging of Aβ and tau co-pathology
作者还系统总结了多巴胺、5-羟色胺、去甲肾上腺素及胆碱能系统影像。多巴胺转运体（dopamine transporter，DAT）显像，尤其
123I-FP-CIT SPECT（DaTscan），已是成熟临床工具，可区分PD与特发性震颤；
18F-Dopa PET、囊泡单胺转运体2（vesicular monoamine transporter 2，VMAT2）显像及多巴胺受体显像则可反映不同层面的前后突触多巴胺功能。5-羟色胺转运体（serotonin transporter，SERT）和去甲肾上腺素转运体（noradrenaline transporter，NET）显像揭示了非运动症状相关的早期单胺能变性。VAChT PET显示胆碱能去神经支配与认知障碍、步态冻结和跌倒风险相关。Aβ与τ PET则用于识别共病理，特别是认知预后较差的患者亚群。
Overview of digital biomarkers
数字生物标志物部分构建了一个完整的方法学框架。文章指出，数字生物标志物虽与传统影像和体液标志物具有相似临床目标，但在数据来源、感知方式、构建逻辑、解释路径和评价体系上具有本质不同。其数据可来源于标准化任务范式或真实世界自然行为，可通过可穿戴惯性测量单元（inertial measurement unit，IMU）、计算机视觉、声学分析、无线感知、眼动追踪、光电容积描记（photoplethysmography，PPG）等技术连续采集。与传统单一指标不同，数字生物标志物更多是面向特定任务构建的模型化复合指数。
Sources and phenotypic space / Sensing technologies and feature categories
作者详细梳理了数字信号来源，包括任务驱动与真实世界范式、临床-家庭-户外连续场景，以及粗大运动、精细运动、自然行为、面部表情、语音和一般生理信号等多维表型空间。感知技术方面，IMU仍是步态和姿势评估主力；视频计算机视觉可无接触提取三维姿态；语音采集支持发声、构音、韵律和语言分析；无线感知可开展居家无接触夜间监测；智能手机和平板则提供多模态统一平台。文中还总结了不同身体部位的传感布局及代表性特征，如步态时空参数、姿势摆动、震颤频谱、敲指速度、语音质量和心率变异性等。
From signal to digital biomarkers: AI construction / Clinical tasks and digital endpoints
在信号到标志物的构建层面，文章区分了经典机器学习（machine learning，ML）与深度学习（deep learning，DL）路径，并强调数字生物标志物本质上是任务驱动的。其主要临床任务包括筛查与风险分层、诊断与鉴别诊断、症状量化、纵向监测，以及预后与事件预测。现有研究已显示，可穿戴设备、智能手机、视频及语音模型可用于早期风险富集、PD与特发性震颤鉴别、MDS-UPDRS运动评分近似估计、步态冻结（freezing of gait，FoG）监测及跌倒风险预测。作者特别指出，当前数字指标更适合用于风险富集、连续监测和临床试验中的次要或探索性终点，而尚不足以作为独立诊断标准或主要终点。
Evaluation, validation, and regulatory considerations / Mechanistic interpretation / Integration with traditional biomarkers and future outlook
在评价与监管层面，文章提出数字生物标志物需接受测量性能、分类性能、跨设备/跨中心泛化能力和公平性等多维检验，并可映射到验证、分析验证和临床验证（V3）框架。与此同时，机制可解释性也被强调，即数字表型变化虽不直接测量神经环路，但应能与既有病理生理模型相衔接。作者认为，数字生物标志物与传统生物标志物高度互补：前者捕捉外显动态表型，后者反映内在结构、功能和分子病理，联合应用将有助于早期识别、疗效评估和真实世界证据积累。
Summary and future directions
在总结与展望部分，作者提出PD生物标志物研究已从临床表型迈向多模态、生物学驱动框架。αSyn-SAA，尤其CSF或皮肤检测，可作为S+确认的重要锚点；新兴αSyn PET为脑内病理负荷可视化提供概念验证；数字运动测试、NfL、MRI燕尾征消失等则分别对应功能损害和神经变性维度。文章进一步提出一个概念性的四层分级漏斗：第1层利用低成本数字标志物在高风险人群中进行风险分层与病例发现；第2层通过血液或皮肤αSyn检测进行门诊可行的生物学确认；第3层在医院环境中结合NM-MRI、DAT-SPECT及体液检测完成分期和分型；第4层则通过医疗级可穿戴设备进行长期监测。作者强调，这一框架仍需前瞻性验证。
Conclusion
结论指出，多模态生物标志物正在将PD从单纯临床综合征重塑为生物学定义谱系。体液和组织标志物、影像学以及数字表型的整合，有望推动NSD-ISS和SynNeurGe等框架的临床操作化。若未来能够实现进一步验证与标准化，这一综合路径将支持更早诊断、生物学分层以及更敏感的疾病进展与治疗反应评估。
