m+Medelevator.RU
← Поиск публикаций
International journal of molecular sciences · 2025

Биомаркеры внутриутробного синтеза могут быть связаны с когнитивным расстройством в MS Diagnosis.

СтатьяНазвание и аннотация: Машинный перевод · не проверен
Обработка статьи · этапы, ошибки и управление
Загрузка состояния…

История · было → стало

Состояние обновляется каждые 5 секунд, пока блок открыт. Процент показывается только там, где известен объём работы. Пауза останавливает продолжение этапа; текущий запрос к источнику может завершиться.

Virgilio Eleonora, Ciampana Valentina, Puricelli Chiara, Naldi Paola, Bianchi Angelo, Dianzani Umberto, Vecchio Domizia, Comi Cristoforo

Аннотация

Патофизиология когнитивного расстройства (CI) при множественном склерозе (MS) остается неясной. Агрегаты клеток Meningeal B могут способствовать кортикальной серой патологии. Цереброспиновая жидкость (CSF), свободные каппа световые цепи (KFLC) и KFLCs-index (kappa-index) являются надежными количественными маркерами внутритехнического синтеза, однако было представлено мало данных, исследующих связь с CI, и никаких данных по лямбде FLC (LLC) в MS не имеется. Мы провели оценку распознавания с использованием краткой международной когнитивной оценки аккумулятора MS (BICAMS) и собрали сыворотку и CSF для диагностики вновь диагностированных пациентов с синдромом MS. Мы заметили, что пациенты с повреждённой устной памятью и синдромом CSF KFLC (соответственно p: 0.0003 и p: 0.003) и каппа-индекс (соответственно p: 0.01 и p: 0.02) по сравнению с теми, кто имеет нормальную устную память и не имеет информатора. Пациенты с ИК также продемонстрировали более низкие значения ЛФЛК СФС (p: 0.04) и лямбда-индекс (p: 0.001); однако только CSF KFLC негативно соотносится с нормализованными результатами устных воспоминаний (для возраста, пола и уровня образования), даже после корректировки для EDS (r: -0.27 p: 0.01). И наконец, CSF FKLC и kappa-Index были важными предсказаниями словесной памяти в многовариантном анализе. Наши результаты показывают, что внутритехекалическая активность клеток B может способствовать развитию интеллигенции у пациентов с MS.
Оригинал публикации

Biomarkers of Intrathecal Synthesis May Be Associated with Cognitive Impairment at MS Diagnosis.

The pathophysiology of cognitive impairment (CI) in multiple sclerosis (MS) remains unclear. Meningeal B cell aggregates may contribute to cortical grey matter pathology. Cerebrospinal fluid (CSF), kappa free light chains (KFLC), and KFLCs-Index (kappa-Index) are reliable quantitative markers of intrathecal synthesis, but few data have been presented exploring the association with CI, and no data are present for lambda FLC (LFLC) in MS. We evaluated cognition using the Brief International Cognitive Assessment for MS (BICAMS) battery and collected serum and CSF at diagnosis in newly diagnosed drug-naïve MS patients. We observed that patients with impaired verbal memory and overall CI showed increased CSF KFLCs (respectively p: 0.0003 and p: 0.003) and kappa-Index (respectively p: 0.01 and p: 0.02) compared to those with normal verbal memory and no CI. Patients with CI also displayed lower CSF LFLCs (p: 0.04) and lambda-Index (p: 0.001); however, only CSF KFLC negatively correlated with normalized results of verbal memory (for age, sex, and educational levels), even after correction for EDSS (r: -0.27 p: 0.01). Finally, CSF FKLC and kappa-Index were significant predictors of verbal memory in a multivariate analysis. Our results, suggest that intrathecal B cell activity might contribute to CI development in MS patients.

Читать полный текст на русском ↓

Полный текст на русском

Машинный перевод · не проверен

1. Множественный склероз (MS) является воспалительным имунизированным заболеванием центральной нервной системы. Пациенты могут испытывать когнитивные трудности с ранних стадий заболевания, и когнитивное сознание может быть затронуто в нескольких областях, главным образом скорость обработки информации (ИПС), словесная память (ВМ), виуопространственная память (ВШМ) и словесная свободность [ 1 ]. Хотя когнитивные симптомы, возможно, трудно перехватить при диагностике, их позднее воздействие на качество жизни имеет важное значение, и данные об эффективности методов лечения, позволяющих сглаживать заболевания, противоречат этим параметрам. [ 1 ]. Кроме того, патофизиология когнитивного расстройства (CI) в MS остается неясной. Похоже, что в этом процессе участвует патология кортикального серого вещества (GM), и определенную роль в этом могут сыграть агрегаты эктических менингеальных клеток B. [ 2 ], но в MS не имеется надежных конкретных биомаркеров, содержащих жидкие вещества. Анализ цереброспинальной жидкости (CSF) является дополнительным тестом в диагностике MS [ 3 ] для демонстрации внутритехального синтеза иммуноглобулина (Ig), оцениваемого с использованием качественного или количественного подхода в качестве маркеров внутритехекулярной активности клеток В. Наиболее надежным качественным подходом является изоэлектрическая ориентация [ 4 ], что показывает наличие олигоклонных полос (OCBs) в 90% Число пациентов с НР [ 5 , 6 ]. ОХБ являются золотым стандартом для определения внутритерхального синтеза IgG, и их диагностическая и прогнозная ценность хорошо установлена. Пациенты с OCB легко преобразуются в клинически определенные MS, а пациенты с OCB имеют плохое моторное прогнозирование [ 7 ]. Однако, хотя ОХБ позволяют диагностировать их на ранней стадии и имеют негативную прогнозную ценность, их возможное участие в когнитивной деятельности недостаточно изучено. Farina et al. показали, что OCB в диагностике MS были связаны с усилением GM патологии, физической неполноценности и CI после 10 Годы. Кроме того, в ССБ ВИЧ-инфицированных пациентов отмечаются высокие уровни цитокина, маркировка активации клеток В, лимфоидно-неогенеза и провоспалительная иммунная реакция, что подтверждает важнейшую роль, которую играет индивидуализированная, внутритекальная реакция клеток В в патогенезе корковых повреждений, CI и внутритехнического синтеза [ 7 ]. Можно также использовать количественные индексы внутритерхального производства IgG, такие, как индекс Линка (соотношение сыворотки и CSF IgG и альбумин в сыворотке и CSF). [ 3 ]. Индекс связи: >0.7 В 70–90% :: пациентов с сенсорным синдромом. Недавно были внедрены другие внутритехнологические маркеры синтеза [ 8 , 9 ], такие как CSF kappa Свободные световые цепи (KFLC) и каппа-индекс. Они оказались надежным диагностическим маркером внутритехального синтеза [ 8 , 9 ], в то время как лямбда FLCs (LLCC) продемонстрировали менее последовательные диагностические результаты [ 10 , 11 ]. Как и ОХБ, была изучена прогнозная роль КФОК с уделением особого внимания подстрекательской деятельности и моторным результатам. [ 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ]И только two Расследованные исследования в области когниляции [ 19 , 20 ]. Эти недавние выводы указывают на возможную роль каппа-индекса в разработке поврежденных ИПС и VM [ 19 , 20 ], в то время как нет данных о ЛФОК, лямбда-индекс, а также о когниции, особенно у пациентов с MS. В этом исследовании мы стремились изучить корреляцию между несколькими биомаркерами активности клеток В и CI у пациентов, страдающих от наркозависимости, при диагностике.

2. Исходные характеристики представлены в таблице 1 . Мы записали молодую группу пациентов (средний возраст в диагностике 37.7 ± 10.6 средний уровень образования 13.26 :: годы и низкий средний показатель роста инвалидности по диагнозу (EDSS)1.5 в диапазоне от 0–4): 91% :: повторные выбросы MS (RRMS), а остальные 9% были прогрессивными MS. Что касается характеристик МРТ, то большинство из них характеризуются высокой нагрузкой на спинной мозг и его распространением, но только 38.5% представлено по крайней мере one gadoliium-повышение (gd+) повреждения. Большинство из них83.3%) имеет OCB. Среднее значение CSF KFLC 0.61 ± 0.61 мг/дл, КСФ ЛХК 0.26 ± 0.64 мг/дл, индекс связи 0.87 ± 0.51лямбда-индекс 19.72 ± 24.51 (медленно) 9.36Диапазон 1.35–138.3), и каппа-индекс 79.6 ± 86.52 (медленно) 47.50Диапазон 2.0–449.8), только при условии 2 (больные)2.5%) ≤2.4 и 20 (больные)25.6%) ≤100. Результаты использования батареи BICAMS резюмируются в таблице. 2 . Наиболее измененным тестом было словесное обучение в Калифорнии. test-2 (В тыс.CVLT-2), что соответствует изменению VM (T-основ) ≤ 35 В 22% от кого бы то ни было. Испытание способов использования символа (SMDT) было нарушено fifteen (В тыс.19%) пациентов, в то время как только nine (В тыс.12%) пациенты пострадали в ходе краткого теста пространственной памяти (BVMT-R). В целом, nine :: пациенты показали, что композитная Т-соразмерная величина ниже нормы (т.е.12%), в то время как twenty-nine (В тыс.37%) у пациентов были дефекты, по крайней мере, one испытание, eleven (В тыс.14%) на two испытания и только three (В тыс.4%) не сработал во всех случаях three - испытательные батареи. Пациенты, имеющие или не имеющие КЛ, не отличались по признаку пола (р: 0.8), ЕДСС (средний этап 1.5 против. 1.2 p: 0.2), возраст на начальном этапе37.5 ± 10.6 против. 33.8 ± 9.3 : : 0.2), или возраст при диагностике (40.24 ± 10.9 против. 36.18 ± 10.2 p: 0.1). Единственным существенным различием был уровень образования: у пациентов с ОВ уровень образования был ниже, чем у пациентов, не имеющих ОЗ (см.14.3 ± 3.3 :: годы обучения и т.д. 11.5 ± 3.0, р: 0.0008). Пациенты с более высокой нагрузкой повреждений в исходном уровне продемонстрировали более низкие значения композитных значений Т по сравнению с теми, которые имеют низкую нагрузку на белое вещество (WML с низкой по сравнению с высокой 49.45 ± 9.52 против. 44.46 ± 8.42 p: 0.028), в то время как в случае повреждений gd+ не было отмечено никаких различий (отсутствия против да) 45.45 ± 9.78 против. 47.7 ± 7.88 p: 0.2) или повреждения позвоночника (да и нет) 46.34 ± 7.7 против. 46.26 ± 11.41 p: 0.8).Пациенты с дефектами VM и CI (особенно в композитном T-score) показали увеличение CSF KFLCs (соответственно p: 0.0003 и р: 0.003) и каппа-индекс (соответственно p: 0.01 и р: 0.02) по сравнению с теми, которые имеют нормальный VM и не имеют CI, как указано в таблице 3 и рисунок 1 , в то время как у пациентов с более низким содержанием CSF LFLC и лямбда-индекс были более низкие оценки (р: 0.04 и 0.001 Таблица 3 и рисунок 1 ). Пациенты с ОХБ продемонстрировали тенденцию к более высокому уровню каппа-индекса по сравнению с пациентами, не имеющими ОХБ (сменные значения). 85.88 ± 90.79 против. 48.20 ± 52.88 p: 0.06), в то время как в случае лямбда-индекса никаких различий не наблюдалось (сменные значения) 19.33 ± 25.63 против. 21.61 ± 10.06 p: 0.5). Применительно к каппа-индексу, лямбде-индексу, link-index и OCB не было выявлено никаких различий по признаку пола или возраста (р) > 0.05). При стратификации пациентов в соответствии с характеристиками МРТ, основанными на высоких и низких УМЛ и повреждениях спинного мозга, никаких различий в биомаркировании выявлено не было. Интересно, что у пациентов с повреждениями gd+ были выше КФЛК и каппа-индекс (р: 0.03 и р: 0.01 Таблица 3 ), в то время как по LFLC, Link-Index и OCB не наблюдалось никаких различий. Несколько внутритехометрических биомаркеров были обратно связаны с одним или несколькими когнитивными испытаниями (таблица). 4 ).Наиболее значительной, хотя и незначительной, корреляцией была корреляция между CSF KFLC и нормализованными CVLT2 T-score (r: -0.37, р: 0.001), а также композитное значение Т (r: -0.30 p: 0.007); индекс &quot; каппа-индекс &quot; и &quot; Линкс &quot; также дал аналогичные результаты, хотя и при более слабой корреляции (таблица). 4 ). CSF KFLC также обратно коррелировал со счетами BVMT-R, в то время как kappa-index и Link не были. Несмотря на то, что у пациентов с CI было меньше CSF LFLC (р: 0.04) и лямбда-индекс (р: 0.001), в одноразовой модели не было отмечено никакой корреляции (таблица). 4 ). Кроме того, ОХБ не соотносятся с когнитивными характеристиками (р) > 0.05). Обратная корреляция между CSF KFLC и CVLT2 T-score (r: -0.27 p: 0.01) и композитное значение Т (r: -0.22 p: 0.048) был также подтвержден после исправления для ЕДСС. Предыдущие исследования предполагали, что отсечение каппа-индекса >100 на исходном уровне была в два раза выше вероятность второй клинической атаки 12 месяцев [ 15 ], и каппа-индекс ≥106 выявляет пациентов, подверженных повышенному риску рецидива [ 14 ]. Недавно Розенштейн и др. отметили [ 20 ] что пациенты с каппа-индексом >100 По сравнению с их базовыми показателями, в ходе последующей деятельности были получены более низкие исходные оценки ССРТ. В нашей группе не было отмечено никакой корреляции между EDS в диагнозе и kappa-index (р: 0.4), но пациенты с каппой-индексом >100 (Н:20) показывали более низкие значения составных Т-показателей (43.26 ± 7.20 против. 47.37 ± 9.51 p: 0.05); однако не было отмечено никаких различий в отношении одиночных когнитивных тестов, в частности SMT (р) > 0.05). На основе одновариантного анализа мы провели многовариантный анализ с использованием CSF KFLC, CSF LFFC, kappa-index и лямбда-индекс наряду с EDSS, возраст, пол и характеристики MRI в качестве независимых переменных и CMT T-scores, CLVT2 T-Scores, BVMT-R T-scores и композитные T-scores как зависимые переменные. Единственная модель, достигающая глобального уровня p < 0.05 была моделью VM, где CSF KFLC (бета -0.968, р: 0.005, 95% CI -30.099- -5.593) и каппа-индекс (бета) 0.854, р: 0.017 95% CI 0.021–0.207) были существенными предсказателями CLVT2 T-score (содержащимися в таблице дополнительных материалов S1).

3. Одним из важных диагностических и прогнозирующих инструментов управления НР является дискуссионный КСФ. Недавно в качестве альтернативного метода выявления внутритехнического синтеза были предложены меры по FLC (просто обнаруженные с помощью нефелометрии). [ 3 , 8 , 9 , 11 ]. Присутствие и количество ИгГ ОХБ [ 21 ] были определены как негативный прогнозный фактор, который следует учитывать при диагностике [ 22 ], а также IgM OCBs [ 23 ]. Некоторые данные подтверждают прогнозируемую ценность КФЛК для эволюции двигателя, отказа в лечении, рецидивов и прогресса, независимо от подстрекательской активности [ 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 24 , 25 ], но мало что известно о вкладе в сознание [ 19 , 20 ]. Твердые данные свидетельствуют о высокой диагностической точности внутритерхального синтеза КФЛК в MS с чувствительностью и спецификой приблизительно 90%, по аналогии с ОХБ [ 3 , 8 ]. Тем не менее КЛФК обладают преимуществами, поскольку их обнаружение легко, быстро, надежно, эффективно с точки зрения затрат и независимо от ставок. Они также дают количественные результаты, что может также повысить ценность прогнозирования деятельности по заболеваниям MS [ 8 , 9 ].В нашем исследовании подчеркивается, что CSF KFLC и kappa-index увеличиваются у пациентов с повреждениями gd+, что поддерживает роль клеток B во время вспышки острых заболеваний [ 26 , 27 ]. Интересно, что в этом исследовании пациенты с каппой-индексом >100 Показать снижение когнитивных показателей (с композитными T-Scores) и, в перекрестном смысле, CSF KFLC и kappa-index повышаются и негативно коррелируют (хотя и незначительно) у пациентов с дефектами VM и CI в диагнозе. Слабая корреляция наблюдается также при рассмотрении нормализованных показателей Т, скорректированных с учетом возраста, пола и образовательного уровня, и после корректировки на ЕДСС. Кроме того, CSF KFLC и каппа-индекс являются единственными существенными предсказателями эффективности VM в MRI и клинических характеристиках. Однако аналогичные результаты не были получены при рассмотрении глобальных когнитивных или других когнитивных областей, что снижает обоснованность наших результатов. В литературе содержится мало данных о корреляции между когнитивными и жидкими биомаркерами, главным образом нейрофильтрованными световыми цепочками и витамином D [ 28 , 29 , 30 ]. Однако потенциальная патогенная роль клеток В в развитии CI в этой болезни была предложена в исследованиях, посвященных связи с другими биомаркерами активации клеток B. One :: оценка долгосрочного когнитивного и исходного состояния ОХБ [ 7 ], отмечая, что у пациентов с OBC наблюдалось увеличение корковых повреждений и снижение когнитивных характеристик с короткой повторяемой батареей Rao. Другое исследование, проведенное с использованием обширной нейробиологической батареи, показало, что пациенты с положительной реакцией на OCB снижают зрительные-пространственные характеристики памяти [ 31 ]. Недавно two В ходе исследований основное внимание уделялось количественным показателям активации и воспламенения ячеек В [ 19 , 20 ]. Во-первых, продольное ретроспективное исследование 77 Пациенты RRMS, пользующиеся SMDT, заметили, что высокий уровень каппа-индекс связан с сокращением IPS (используя ≥8 Сокращение предельных пунктов) с течением времени по сравнению с их базовым уровнем [ 19 ]. Во-вторых, в соответствии с нашими результатами, Гаэтани и др. наблюдали в группе 39 Пациенты MS, которые каппа-индекс негативно соотносятся с словесным обучением и памятью независимо от возраста, продолжительности болезни, EDS и нагрузки на мозг [ 20 ]. Следует отметить, что мы также впервые провели расследование по вопросам когниции и лямбда-индекса у пациентов с синдромом MS, отметив, что у пациентов с синдромом CSF LFLC и лямбда-индекс сократились значения CFS. Менее последовательные данные имеются в литературе по ЛФОК; в некоторых исследованиях сообщается о более высоких уровнях ДФС ЛФОК и лямбда-индекс у пациентов с НР, хотя и в меньшей степени по сравнению с каппой-индексом. [ 18 , 32 , 33 ], тогда как другие нет [ 10 , 11 ]. Кроме того, в литературе LFLC продемонстрировала более низкую диагностическую точность по сравнению с KFLC [ 33 ]. И наконец, данные для целей регистрации отсутствуют, за исключением one Недавно проведенное исследование на больных Альцгеймером [ 34 ]. Наши данные подтверждают полезность маркеров B-клеток при диагностике MS, что, возможно, указывает на слабую связь между CSF KFLC и kappa-index с VM, хотя для подтверждения или исключения этой связи необходим дальнейший анализ. Насколько нам известно, это первое исследование, которое включает в себя сыворотку и CSF LFLC, KFLC и соединение с BICAMS с использованием необработанных и нормализованных оценок по возрасту, полу и образовательному уровню. У нашего анализа есть несколько ограничений. Во-первых, небольшой размер выборки и включение как прогрессивных (хотя и меньшинства) пациентов, вызывающих повторные выбросы. В то же время у пациентов были хорошие клинические характеристики, они имели низкую степень инвалидности и были наркоманами. Во-вторых, отсутствие усталости и масштабов депрессии может повлиять на когнитивные результаты, несмотря на то, что мы исключали пациентов, нуждающихся в психиатрическом лечении. И наконец, к числу других ограничений относятся перекрестный характер исследования и отсутствие перспективных данных о когнитивировании (для оценки когнитивных траекторий с течением времени) и инвалидности с течением времени.

4. Материалы и методы

4.1. Изучение населения Это моноцентрическое исследование 78 недавно диагностированные пациенты MS из 2015 в адрес 2022. Мы выбрали пациентов, которые провели поясничную прокол (LP) в рамках обычной диагностики MS. Мы записали пациентов с диагнозом MS согласно критериям МакДональда 2010 или 2017 пересмотр [ 35 ], по крайней мере в возрасте 18 годами, которые подписали форму осознанного согласия как для диагностических, так и для исследовательских целей в момент ЛП и с когнитивной оценкой, которая обычно проводится в одной и той же среде или в пределах one Месяц от базы. Мы исключили пациентов с психическими заболеваниями, пациентов с психоактивными препаратами, лиц, злоупотребляющих алкоголем, и пациентов, которые ранее лечили иммунодепрессантами. Пациенты не подвергались воздействию стероидов в ходе ИП или когнитивной оценки. Мы собирали клинические демографические данные, такие как пол, возраст наступления, возраст диагноза, MS фенотип и EDSS в диагнозе. В соответствии с итальянскими руководящими принципами МРТ для мозга и позвоночника проводились в рамках three месяцев до или после базового уровня [ 36 ]. Мы записали T2 WMLL с отсечением ten Повреждения, связанные с высокой степенью поражения при низкой нагрузке [ 37 ] и наличие или отсутствие повреждений позвоночника и/или повреждений gd+.

4.2. Когниция нейропсихологической оценки в исходном режиме была проверена с использованием батареи BICAMS. Эта батарея, которая в основном используется в клинической практике и в исследовательских условиях, образуется three испытания: СМТТ для IPS, CVLT2 для и VM и BVMT-R для VSM. Согласно итальянским нормативным ценностям, необработанные баллы корректировались с учетом уровня образования, возраста и пола. Таким образом, были получены параметры на основе регрессии [ 38 ]. Кроме того, в качестве среднего показателя средней величины three Одинокие нормализованные оценки пациента. Наличие конкретного дефекта когнитивного домена было определено сбойом соответствующего испытания (T-score) ≤ 35) [ 38 ]. CI характеризовался по крайней мере ухудшением состояния 1/3 испытание и/или композитное значение Т ≤ 35.

4.3. В ходе диагностической работы были получены и последовательно проанализированы образцы CSF и сыворотки. Каждый пациент был подвергнут тесту на количество клеток, глюкозу и концентрацию CSF в протеинах, OCB были обнаружены с помощью изоэлектролокации (Себиа), а сыворотка и CSF альбумин, LFLC и KFLC были измерены с помощью нефелометрии (BN II System by Siemens, Mungin, Германия) [ 3 , 11 ]. Cappa-Index и лямбда-индекс соответствуют соотношению между CSF/серумом KFLC или LFLC и CSF/ serum blubin. Анализ сыворотки и CSF был проведен сертифицированными лабораторными специалистами, ослепленными клиническим состоянием пациента. Все анализы были проведены в Пьемонтском восточном клиническом биохимическом университете в Новаре, Италия.

4.4. Статистический анализ Мы использовали SPSS 25.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) и Graphpad Press 10 для статистического анализа (La Jolla, CA, USA). Мы представили категорические данные со средним, диапазоном и межквартальным диапазоном (IQR), пропорциями в виде чисел и процентных долей, а также непрерывные данные со средним и стандартным отклонением (SD). Нормальное распределение было проверено на основе результатов теста Шапиро-Вилка. Был проведен исследовательский анализ с целью сопоставления биомаркеров с клиническими характеристиками и МРТ. Тест t - был использован для обычно распределенных переменных, в то время как тест Mann-Whitney U и тест Kruskal-Wallis использовались для ненормально распределенных постоянных переменных, а тест Chi-Squared и тест Фишера на категорические переменные. Для определения корреляции между непрерывными переменными использовался критерий корреляции рейтинга Спирмана. Линейный регрессионный анализ проводился с использованием биомаркеров, клинических характеристик и МРТ в качестве независимых переменных и когнитивных параметров в качестве зависимых переменных. Все тесты two-боким, и порог значимости был установлен на p < 0.05.

4.5. При отборе проб в рамках системы ВСБ пациенты дали письменное согласие на хранение в рамках системы ВСУ для исследовательских целей. Кроме того, это исследование было проведено в соответствии с Хельсинкскими руководящими принципами и утверждено Комитетом по этическим вопросам при университетской больнице Новары (CE262/2022). Собранные данные использовались для подготовки псевдонимизированного набора данных.

5. Наши результаты расширяют знания о возможной роли клеток B в патогенезе CI, в частности VM у пациентов MS. Для изучения этой ассоциации необходимо провести дополнительные исследования.
Читать найденный полный текст

https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ Licensee MDPI, Basel, Switzerland. This article is an open access article distributed under the terms and conditions of the Creative Commons Attribution (CC BY) license ( https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ ).

1. Introduction

Multiple sclerosis (MS) is an inflammatory immune-mediated central nervous system disease. Patients can experience cognitive difficulties from early disease stages, and cognition might be affected in several domains, mainly information processing speed (IPS), verbal memory (VM), visuospatial memory (VSM), and verbal fluency [ 1 ]. Although cognitive symptoms might be difficult to intercept at diagnosis, their late impact on quality of life is relevant, and efficacy data of disease-modifying therapies are conflicting on these parameters [ 1 ]. Moreover, the pathophysiology of cognitive impairment (CI) in MS remains unclear. Cortical grey matter (GM) pathology seems to be involved in this process and a role may be played by ectopic meningeal B cell aggregates [ 2 ], but no reliable specific fluid biomarkers are available for CI in MS.

Cerebrospinal fluid (CSF) analysis is a complementary test in MS diagnosis [ 3 ] for demonstrating intrathecal immunoglobulin (Ig) synthesis evaluated with a qualitative or quantitative approach as markers of intrathecal B cell activity. The most reliable qualitative approach is isoelectrofocusing [ 4 ], which shows the presence of oligoclonal bands (OCBs) in 90% of MS patients [ 5 , 6 ]. OCBs are the gold standard for IgG intrathecal synthesis determination, and their diagnostic and prognostic value is well established. Patients with OCBs convert easily to clinically defined MS, and MS patients with OCBs have a poor motor prognosis [ 7 ]. However, although OCBs allow an early diagnosis and have a negative prognostic value, their possible involvement in cognition is poorly investigated. Farina et al. showed that OCBs at MS diagnosis were associated with increased GM pathology, physical disability, and CI after 10 years. Moreover, the CSF of OCB-positive patients display high levels of cytokines, marking B cell activation, lymphoid-neogenesis, and pro-inflammatory immune response, which supports the crucial role played by compartmentalized, intrathecal B cell response in the pathogenesis of the cortical lesions, CI, and intrathecal synthesis production [ 7 ]. Quantitative indexes of intrathecal IgG production such as the Link Index (ratio of serum and CSF IgG and albumin in serum and CSF) can also be used [ 3 ]. The Link Index is >0.7 in 70–90% of MS patients. Other intrathecal synthesis markers have recently been introduced [ 8 , 9 ], such as CSF kappa free light chains (KFLCs) and the kappa-Index. They have proved to be a reliable diagnostic marker of intrathecal synthesis [ 8 , 9 ], whereas lambda FLCs (LFLC) displayed less consistent diagnostic results [ 10 , 11 ]. Similarly to OCBs, the prognostic role of KFLC has been examined, with a particular focus on inflammatory activity and motor outcomes [ 12 , 13 , 14 , 15 , 16 , 17 , 18 ], and only two studies investigated cognition [ 19 , 20 ]. Those recent findings suggested a possible role of kappa-Index in the development of impaired IPS and VM [ 19 , 20 ], whereas no data are present for LFLC, lambda-Index, and cognition specifically in MS patients. In this study, we aimed to explore the correlation between several B cell activity biomarkers and CI in MS drug-naïve patients at diagnosis.

2. Results

Baseline characteristics are reported in Table 1 . We enrolled a young cohort of patients (mean age at Diagnosis of 37.7 ± 10.6 years) with a mean educational level of 13.26 years and a low median expanded disability status score (EDSS) at diagnosis (1.5 ranging from 0–4): 91% were relapsing-remitting MS (RRMS), and the remaining 9% were progressive MS. Concerning MRI characteristics, most of them presented high lesion load and dissemination in the spinal cord, but only 38.5% presented at least one gadolinium-enhancing (gd+) lesion. Most of them (83.3%) had OCBs. The mean values of CSF KFLC were 0.61 ± 0.61 mg/dL, CSF LFC 0.26 ± 0.64 mg/dL, Link Index 0.87 ± 0.51, lambda-Index 19.72 ± 24.51 (median 9.36, range 1.35–138.3), and kappa-Index 79.6 ± 86.52 (median 47.50, range 2.0–449.8), with only 2 patients (2.5%) ≤2.4 and 20 patients (25.6%) ≤100.

Results from the BICAMS battery are summarized in Table 2 . The most altered test was the California verbal learning test-2 (CVLT-2), corresponding to an alteration of the VM (T-scores ≤ 35 in 22% of the cohort). Symbol Digit Modalities Test (SMDT) was impaired in fifteen (19%) patients, whereas only nine (12%) patients were impaired at Brief Visuospatial Memory Test–Revised (BVMT-R). Overall, nine patients showed a composite T-score below normality (12%), whereas twenty-nine (37%) patients showed impairment at least in one test, eleven (14%) at two tests, and only three (4%) failed in all three test batteries.

Patients with or without CI did not differ for gender ( p : 0.8), EDSS (median of 1.5 vs. 1.2 p : 0.2), age at onset (37.5 ± 10.6 vs. 33.8 ± 9.3 years old p : 0.2), or age at diagnosis (40.24 ± 10.9 vs. 36.18 ± 10.2 p : 0.1). The only significant difference was the educational level: patients with CI displayed a lower education than those without CI (14.3 ± 3.3 education years vs. 11.5 ± 3.0, p : 0.0008). Patients with higher lesion load at baseline displayed lower composite T-scores compared with those with a low white matter lesion load (WMLL low vs. high 49.45 ± 9.52 vs. 44.46 ± 8.42 p : 0.028), whereas no differences were observed for gd+ lesions (no vs. yes 45.45 ± 9.78 vs. 47.7 ± 7.88 p : 0.2) or spinal lesions (yes vs. no 46.34 ± 7.7 vs. 46.26 ± 11.41 p : 0.8).

Patients with impaired VM and CI (particularly at the composite T-score) showed increased CSF KFLCs (respectively p : 0.0003 and p : 0.003) and kappa-Index (respectively p : 0.01 and p : 0.02) compared to those with normal VM and no CI, as reported in Table 3 and Figure 1 , whereas patients with lower CSF LFLC and lambda-Index displayed lower composite scores ( p : 0.04 and 0.001 Table 3 and Figure 1 ).

Patients with OCBs showed a trend of higher kappa-Index compared to those without OCBs (mean values 85.88 ± 90.79 vs. 48.20 ± 52.88 p : 0.06), whereas no differences were observed for lambda-Index (mean values 19.33 ± 25.63 vs. 21.61 ± 10.06 p : 0.5). No gender or age differences were observed for kappa-Index, lambda-Index, Link-Index, and OCBs ( p > 0.05). No biomarker differences were observed when stratifying patients according to MRI characteristics based on high and low WMLL and spinal cord lesions. Interestingly, CSF KFLC and kappa-Index were higher in patients with a gd+ lesion ( p : 0.03 and p : 0.01 Table 3 ), whereas no differences were observed for LFLC, Link-Index, and OCBs.

Several fluid intrathecal synthesis biomarkers were inversely correlated with either a single or multiple cognitive tests ( Table 4 ).

The most significant, although mild, correlation was between CSF KFLCs and normalized CVLT2 T-scores (r: −0.37, p : 0.001) as well as composite T-score (r: −0.30 p : 0.007); kappa-Index and Link Index also showed similar results, although with a weaker correlation ( Table 4 ). CSF KFLC was also inversely correlated with BVMT-R scores, whereas kappa-Index and Link were not. Even though patients with CI displayed lower CSF LFLCs ( p : 0.04) and lambda-Index ( p : 0.001), no correlation was observed in the univariate model ( Table 4 ).

In addition, OCBs did not correlate with cognitive performance ( p > 0.05). The inverse correlation between CSF KFLC and CVLT2 T-score (r: −0.27 p : 0.01) and composite T-score (r: −0.22 p : 0.048) was also confirmed after correction for EDSS.

Previous studies hypothesized that a cut-off of kappa-Index >100 at baseline had a twice as high probability of a second clinical attack within 12 months [ 15 ], and kappa-Index ≥106 detects patients at increased risk of relapse [ 14 ]. Recently, Rosenstein et al. observed [ 20 ] that patients with kappa-Index >100 showed reduced SDMT raw scores at follow-up, compared with their baseline scores. In our cohort, no correlation was observed between EDSS at diagnosis and kappa-Index ( p : 0.4), but patients with kappa-Index >100 (N:20) showed lower values of Composite T-Scores (43.26 ± 7.20 vs. 47.37 ± 9.51 p : 0.05); however, no differences were observed for single cognitive tests, particularly SDMT ( p > 0.05).

Based on univariate analysis, we performed a multivariate analysis using CSF KFLC, CSF LFLC, kappa-Index, and lambda-Index along with EDSS, age, gender, and MRI characteristics as independent variables and SDMT T-scores, CLVT2 T-Scores, BVMT-R T-scores, and Composite T-scores as dependent variables. The only model reaching a global p < 0.05 was the VM model where CSF KFLC (beta −0.968, p : 0.005, 95% CI −30.099–−5.593) and kappa-Index (beta 0.854, p : 0.017 95% CI 0.021–0.207) were significant predictors of CLVT2 T-scores (shown in Supplementary Materials Table S1 ).

3. Discussion

CSF is an important diagnostic and prognostic tool in MS management. Recently, measures of FLC (easily detected by nephelometry) have been proposed as an alternative method to identify intrathecal synthesis [ 3 , 8 , 9 , 11 ]. The presence and the number of IgG OCBs [ 21 ] were identified as a negative prognostic factor to consider at diagnosis [ 22 ], as well as IgM OCBs [ 23 ]. Some evidence supports the predictive value of KFLC on motor evolution, treatment failure, occurrence of relapses, and progression, independent of inflammatory activity [ 12 , 13 , 15 , 16 , 17 , 18 , 24 , 25 ], but little is known about the contribution to cognition [ 19 , 20 ]. Solid evidence showed a high diagnostic accuracy of intrathecal KFLC synthesis in MS with a sensitivity and specificity of approximately 90%, similar to OCBs [ 3 , 8 ]. Nonetheless, KFLCs have advantages as their detection is easy, fast, reliable, cost-effective, and rater independent. They also return quantitative results, which might also improve the value of predicting MS disease activity [ 8 , 9 ].

Our study highlights that CSF KFLCs and kappa-Index are increased in patients with gd+ lesions, supporting the role of B cells during acute disease flare [ 26 , 27 ]. Interestingly, in this study, patients with kappa-Index >100 show decreased cognitive performances (with the Composite T-Scores) and, crossectionally, CSF KFLC and kappa-Index are elevated and negatively correlated (although mildly) in patients with impaired VM and CI at diagnosis. A weak correlation is also present when considering normalized T-scores corrected for age, gender, and educational levels, and after correcting for EDSS. In addition, CSF KFLC, and kappa-Index are the only significant predictors of VM performances among MRI and clinical characteristics. However, no similar results were obtained when considering global cognition or other cognitive domains, thus reducing the soundness of our results.

Few data are reported in the literature on the correlation between cognition and fluid biomarkers, mainly neurofilaments light chains and vitamin D [ 28 , 29 , 30 ]. However, the potential pathogenic role of B cells in CI development in the disease has been suggested by studies focusing on the association with other biomarkers of B cell activation. One study evaluated long-term cognition and baseline OCB status [ 7 ], observing that patients with OCBs displayed increased cortical lesions and decreased cognitive performances with the Rao brief repeatable battery. Another study, using an extensive neuropsychological battery, showed that OCB-positive patients had decreased visual–spatial memory performances [ 31 ]. Recently, two studies have focused on the quantitative markers of B-cell activation and cognition [ 19 , 20 ]. First, a longitudinal retrospective cohort study on 77 RRMS patients using the SMDT observed that high kappa-Index was associated with a decreased IPS (using the ≥8 points cut-off reduction) over time compared with their baseline [ 19 ]. Second, consistently with our results, Gaetani et al. observed in a group of 39 MS patients that kappa-Index negatively correlated with verbal learning and memory, independently of age, disease duration, EDSS, and brain lesion load [ 20 ].

Of note, we also investigated for the first time cognition and LFLC, lambda-index in MS patients, observing that patients with CI displayed decreased CSF LFLCs and lambda-Index. Less consistent data are available for LFLC in the literature; some studies report higher levels of CSF LFLC and lambda-index in MS patients, although to a lesser extent compared with kappa-Index [ 18 , 32 , 33 ], whereas others not [ 10 , 11 ]. Additionally, in the literature, LFLC showed lower diagnostic accuracy compared with KFLC [ 33 ]. Finally, no data are available for cognition except for one recent study in Alzheimer’s disease patients [ 34 ].

Our data support the usefulness of B-cell markers at MS diagnosis, possibly indicating a weak relationship between CSF KFLC and kappa-Index with VM, although further analysis is needed to confirm or exclude this association. To our knowledge, this is the first study to include serum and CSF LFLC, KFLC, and cognition with the BICAMS using raw scores and normalized scores for age, sex, and educational levels. Our analysis has several limitations. Firstly, the small sample size and inclusion of both progressive (although a minority) and relapsing-remitting patients. However, patients were clinically well characterized, displayed a low disability and were drug naïve. Secondly, the lack of fatigue and depression scales could affect cognitive results, even though we excluded patients in need of psychiatric treatments. Finally, further limits are the cross-sectional nature of the study and the lack of prospective data on cognition (for the evaluation of cognitive trajectories over time) and disability over time.

4. Materials and Methods

4.1. Study Population

This monocentric study enrolled 78 newly diagnosed MS patients from 2015 to 2022. We selected patients who performed lumbar puncture (LP) as part of the usual diagnostic MS work-up. We enrolled patients with a diagnosis of MS according to Mc Donald criteria 2010 or the 2017 revision [ 35 ], aged at least 18 years old, who signed an informed consent form for both diagnostic and research purposes at the moment of LP, and with a cognitive evaluation routinely performed in the same setting, or within one month from baseline. We excluded patients with a history of psychiatric diseases, those treated with psychoactive drugs, alcohol abusers, and patients previously treated with immunosuppressants. Patients were not exposed to steroids during LP or cognitive evaluation. We collected clinical demographic data such as gender, age of onset, age at diagnosis, MS phenotype, and EDSS at diagnosis. According to Italian guidelines, brain and spinal MRIs were performed within three months before or following baseline [ 36 ]. We recorded T2 WMLL with a cut-off of ten lesions to discriminate high from low lesion load [ 37 ] and the presence or absence of spinal lesions and/or gd+ lesions.

4.2. Neuropsycological Evaluation

Cognition at baseline was checked using the BICAMS battery. This battery, largely used in clinical practice and research settings, is formed by three tests: the SDMT for IPS, the CVLT2 for and VM, and the BVMT-R for VSM. According to the Italian normative values, raw scores were corrected for educational level, age, and gender. Regression-based T-scores were thus obtained [ 38 ]. A composite T-score was also calculated as the mean of the three single normalized scores of the patient. The presence of a specific cognitive domain impairment was defined by the failure of the corresponding test (T-score ≤ 35) [ 38 ]. CI was characterized by impairment in at least 1/3 test and/or a composite T-score ≤ 35.

4.3. Serum and CSF Analysis

Matched CSF and serum samples were obtained and consecutively analyzed during the diagnostic work-up. Every patient was tested for cell counts, glucose, and protein CSF concentration, OCBs were detected via isoelectrofocusing (Sebia), while serum and CSF albumin, LFLCs, and KFLCs were measured via nephelometry (BN II System by Siemens, Munich, Germany) [ 3 , 11 ]. Kappa-Index and lambda-Index correspond to the ratio between CSF/serum KFLC or LFLC and CSF/serum albumin. The serum and CSF analysis were performed by board-certified laboratory technicians blinded to the patient’s clinical status. All analyses were performed in the University of Piemonte Orientale Clinical Biochemistry Laboratory in Novara, Italy.

4.4. Statistical Analysis

We used SPSS 25.0 (SPSS Inc., Chicago, IL, USA) and Graphpad Prism 10 for Windows (La Jolla, CA, USA) for statistical analysis. We presented categorical data with median, range, and interquartile range (IQR), proportions as numbers and percentages, and continuous data with mean and standard deviation (SD). Normal distribution was checked based on the results of the Shapiro–Wilk test. An exploratory analysis was performed comparing biomarker values to clinical and MRI characteristics. The t -test was used for normally distributed variables, whereas the Mann–Whitney U test and the Kruskal–Wallis test were used for non-normally distributed continuous variables, and Chi-Squared test and Fisher test for categorical variables. Spearman’s rank correlation coefficient test was used to determine the correlation between continuous variables. Linear regression analyses were performed with biomarkers, clinical, and MRI characteristics at baseline as independent variables and cognitive parameters as dependent variables. All tests were two-sided, and the significance threshold was set to p < 0.05.

4.5. Ethical Approval

Upon CSF sampling, patients gave written consent to CSF storage for research purposes. Plus, the study was conducted following the declaration of Helsinki guidelines and approved by the Ethical Committee of the University Hospital of Novara (CE262/2022). Collected data were used to produce a pseudonymized dataset.

5. Conclusions

Our results expand knowledge on the possible role of B cells in the pathogenesis of CI, particularly VM in MS patients. Further studies are needed to explore this association.

Предметные рубрики MeSH

ИП Урсолов Владлен Сергеевич

ИНН 500118482352 · ОГРНИП 314500117700049

Реквизиты и контакты