神经梅毒 （NS） 是由梅毒螺旋体 （T. pallidum） 引起的中枢神经系统感染，可发生在梅毒的任何阶段，但由于缺乏标准的诊断测试，很容易被忽视或误诊，可能导致严重和不可逆转的器官功能障碍。

中国医学科学院北京协和医学院等机构在《Advance Science》期刊发布题为"Large-Scale Proteome Profiling Identifies BiomarkersAssociated with Suspected Neurosyphilis Diagnosis"的文章，报道了神经梅毒生物标志物发现的相关研究。

研究背景

梅毒在21世纪仍是一个严重的公共卫生问题，目前神经梅毒(NS)的诊断标准主要是综合考虑临床表现和脑脊髓(CSF)检查(CSF细胞计数或蛋白和反应性脑脊液-性病研究实验室，据美国疾病控制与预防中心(CDC)公布的诊断标准，NS可分为两种类型:(a)“确诊”NS:在梅毒的任何阶段CSF中VDRL/RPR试验呈阳性;(b)“推定”神经梅毒:CSF-VDRL/RPR试验呈阴性，但CSF细胞计数和/或蛋白升高，临床症状或体征与NS一致，无其他已知原因。虽CSF-VDRL试验检测的特异性较高，但其灵敏度相对较低(10%-70%)，导致NS的假阴性和误诊率较高。这一问题给患者带来了重大的健康和经济负担，也造成了医疗资源的巨大消耗。

近年来，通过蛋白组学对中枢神经系统疾病(如神经退行性疾病、中枢神经系统创伤、肿瘤和感染)的研究取得了重大技术进展，而CSF蛋白质组学对NS患者的研究尚未见报道。

技术手段

实验材料：NS、治疗后NS(PTNS)、梅毒/非NS (NNS)、与梅毒无关的传染性脑病(IBD)和非传染性脑病(NIBD)患者的共338份CSF样本。

研究内容

作者收集了来自15名NS患者、7名PTNS患者、9名NIBD患者、7名IBD患者和25名NNS患者的63份CSF样本，使用数据独立采集(DIA)策略进行蛋白质组鉴定,共鉴定出1800个蛋白，通过PCoA分析,发现NS患者CSF中的CSFRPR、CSF白细胞和CSF蛋白水平均高于NS患者,分层聚类分析(HCA)和火山图分析显示，358个蛋白NS组和NNS组之间存在差异表达,与NNS组相比，NS组中的上调蛋白主要富集于免疫反应，及各种炎症反应.NS患者中下调的蛋白主要与神经系统发育相关，包括轴突发生、突触组织和神经元发育等。

一般来说，NS和NNS组之间表达差异的蛋白质可能作为区别标记。为了确定这些特征蛋白在识别NS中的重要性，作者基于25个NS和15个NNS样本的差异蛋白质组数据构建了一个随机森林(RF)模型和平行反应监测-质谱(PRM-MS)数据集中重新生成了这些基于RF的分类器，以验证候选生物标志物的准确性,并对NS患者进行分类，此外还收集了7例PTNS患者样本，共鉴定了1638个蛋白。分析结果显示，在NS和NNS之间存在232个蛋白的差异表达，PTNS组在治疗后CSF中表达呈负相关，NS组的上调蛋白和下调蛋白在处理后分别减少和增加，这些发现表明，这232种差异表达蛋白是决定NS患者治疗后治疗效果和恢复程度的潜在生物标志物。

为了进一步研究NS和NNS组之间差异表达的358种蛋白是否能够区分NS和其他脑部疾病，作者收集了7名IBD患者和9名NIBD患者的CSF样本进行定量蛋白质组学研究，通过综合分析,作者最后鉴定出45种可以区分NS与IBD和NIBD的蛋白。

为了进一步确定可靠的NS生物标志物，作者根据机器学习模型得分、折叠变化构建NS组与其他组之间的统计p值得分表，根据评分表，鉴定前80个蛋白进行PRM-MS验证并收集了包括NS\IBD,NIBD,PTNS,NNS共131份CFS样本做DIA,并对潜力蛋白做ELISA和进一步扩大样本人群验证。结果鉴定出了SEMA7A、SERPINA3、ITIH4这三种蛋白作为NS诊断标志物。

研究结论总而言之，该研究通过多样本的脑脊液蛋白质组学结合机器学习模型鉴定出了经验证具有高准确性的NS诊断候选生物标志物,该结论将可作为为诊断NS的重要补充。