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题目：ALS 和 FTD 中的体细胞嵌合突变表明局灶性突变与广泛性退化相关 发表期刊：nature genetics 发表时间：2026年4月15日 发表单位：波士顿儿童医院、哈佛医学院、麻省总医院等 01 研究背景 肌萎缩侧索硬化（ALS）是一种以上、下运动神经元过早丢失为特征的致命性神经退行性疾病，临床表现为进行性瘫痪。额颞叶痴呆（FTD）则以行为、语言和记忆功能障碍为主要表现。两者在临床、遗传和病理上存在广泛重叠：约 5–22% 的 ALS 患者会发展为 FTD，而约 15% 的 FTD 患者最终出现 ALS。在病理层面，几乎所有 ALS 脑组织和半数 FTD 脑组织中均可检测到 TAR DNA 结合蛋白（TDP-43）的胞质包涵体，提示两者共享共同的致病通路。 尽管已发现超过30 个基因与家族性 ALS/FTD 相关，但90–95% 的病例为散发性，无明确家族史，其病因至今不清。ALS 典型呈局灶性起病，随后按一定模式区域扩散。TDP-43 病理在脑中也呈现刻板的分布模式，提示可能存在类似朊病毒的细胞间传播。流行病学研究还发现吸烟等环境风险因素，进一步引发对体细胞嵌合突变（即个体发育过程中后天获得的、仅存在于部分细胞中的突变）是否参与发病的猜想。 体细胞突变在中枢神经系统（CNS）中的检测具有特殊性：由于这些突变往往局限于 CNS，无法通过外周血等常规样本检出，因此必须直接对死后脑组织进行高深度测序。近年来，已有研究在阿尔茨海默病和帕金森病的脑组织中发现了体细胞突变，提示这可能是神经退行性疾病的一种新机制。 02 实验设计 发现阶段（筛选体细胞突变） MIP 靶向测序（bulk）：1,787 份脑组织（291 ALS、117 FTD、144 对照），深度（~1800x ）测序 88 个神经基因 → 筛选低丰度体细胞 SNV/indel。 RNA-seq（bulk）（公共数据，NYGC ALS Consortium）：789 份样本（143 ALS、23 对照），用RNAMosaicHunter分析 → 发现 DYNC1H1、LMNA 等新候选突变。 靶向长读长测序（bulk）：4 例可疑病例，PacBio → 发现体细胞 C9orf72 重复扩增。 验证阶段 Bioskryb PTA：对 FANS 分选的 500 个核/群体（神经元、非神经元、二倍体、多倍体、亚二倍体）进行全基因组扩增 + 扩增子测序 → 验证体细胞突变在亚二倍体细胞中显著富集。 扩增子测序 + ddPCR（bulk）：对所有候选突变深度验证 → 确认突变真实性和 VAF。 免疫组化（组织切片）：多脑区 pTDP43 染色 → 验证病理与突变区域一致。 03 研究结果 一、体细胞突变在无胚系突变的散发性ALS/FTD中显著富集 基于 MIP 靶向测序数据，研究者首先排除了携带致病或预测有害胚系突变的病例，最终对 216 例散发性 ALS、78 例散发性 FTD 和 144 例对照的靶向测序数据进行分析。结果显示，外显区及蛋白改变体细胞突变在 ALS 和 FTD 中显著富集（线性混合模型，P < 0.05），而内含子及非编码突变无差异，对照组仅见 1 例蛋白改变突变（图 1a）。当限定于已知 ALS/FTD 致病基因时，ALS 患者表现出特异性的突变负荷增加，而 FTD 患者在该基因集中未达到统计学显著性（图 1b），区域富集分析显示，ALS 的体细胞突变主要局限在疾病受累最重的初级运动皮层（PMC）和脊髓（SC），而 FTD 的突变则富集于前额叶皮层（PFC）（图 1c），这些结果支持体细胞突变作为局灶性起始事件的假说。 图1. 体细胞变异在缺乏有害胚系变异的 ALS 和 FTD 病例中显著富集 二、DYNC1H1 和 LMNA 体细胞突变在散发性 ALS 中具有 CNS 限制性分布 利用 NYGC ALS 联盟的 bulk RNAseq 公共数据（789 份样本）及作者团队开发的 RNAMosaicHunter 分析工具 进行全转录组体细胞突变筛查，从两个无其他致病性突变的散发性 ALS 病例中，分别鉴定出 DYNC1H1(p.R1962C) 和 LMNA(p.H566Y) 体细胞错义突变（图 2a）。随后通过自测的扩增子测序对多个脑区及脊髓进行验证，发现这两个突变呈广泛 CNS 分布，但变异等位基因频率（VAF）极低（LMNA 为 5.3%–12.3%，DYNC1H1 为 0.1%–5.2%）；值得注意的是，DYNC1H1 突变在患者培养的成纤维细胞中完全检测不到，提示其具有 CNS 限制性起源（即突变发生在发育后期，仅存在于神经组织中）。两名患者均表现为腿部起病的 ALS，且自测的免疫组化显示脊髓中显著的 pTDP43 病理沉积（图 2b）。由于这两个基因的胚系突变通常导致早发性严重儿科疾病（如先天性肌营养不良、皮质发育畸形），而体细胞嵌合状态可能允许正常早期发育后出现迟发性神经退行性变，这一发现揭示了体细胞突变可“重现”原本致死性胚系突变的新机制，并拓宽了 ALS 的潜在致病基因谱。 图2. DYNC1H1 和 LMNA 体细胞变异在 CNS 中的区域性分布 三、体细胞 C9orf72 重复扩增——从野生型等位基因新生扩增 基于靶向长读长测序（PacBio）筛查，研究者对 4 例可疑病例进行分析。图 3a 显示一例 FTD 患者存在两条野生型等位基因（4 和 9 次重复）及大量高度扩增等位基因（748–2,297 次重复）。图 3b 单倍型分析证实，所有扩增等位均与 4 次重复野生型等位基因 共享相同 SNP 单倍型，证明为 新生（de novo）体细胞扩增。其余三例表现为一个野生型等位基因和扩增等位（最小扩增 20–64 次重复），提示中等或短致病等位基因也可发生体细胞扩增。 图3. 一例 FTD 患者前额叶皮层组织中体细胞 C9orf72 重复扩增的鉴定 四、Bioskryb PTA 单细胞核扩增技术揭示有害体细胞突变富集于亚二倍体细胞 为了进一步探究这些体细胞突变对细胞命运的影响，研究者选取四个代表性有害体细胞 SNV（TIA1 p.H54R、MATR3 p.K594I、ALS2 p.T787R、TARDBP p.L248F），通过 FANS 分选获得神经元（NeuN+）、非神经元（NeuN−）、二倍体、亚二倍体（hypodiploid）及多倍体细胞核，每种群体分选 500 个核。使用 Bioskryb PTA 试剂盒 进行全基因组扩增（可从极少量细胞核中实现高保真全基因组扩增），随后，针对四个突变位点设计特异性引物进行高深度扩增子测序，精确计算各细胞亚群中突变的变异等位基因频率（VAF）。结果显示，三个突变（TIA1、MATR3、ALS2）在亚二倍体细胞中的 VAF 显著高于二倍体细胞（图 4c，P 值均小于 0.01），而亚二倍体是凋亡细胞的标志。此外，这些突变在非神经元中的 VAF 普遍高于神经元。提示携带突变的神经元可能在发病过程中已因凋亡而丢失，导致终末期组织中神经元突变的表观频率降低。 图4.预测的有害体细胞变异在低倍体细胞中富集 04 总结 Bioskryb PTA 技术在本研究中用于对荧光分选后的微量细胞核进行高保真全基因组扩增，解决了常规方法无法从少量细胞核中提取足量 DNA 的瓶颈。扩增产物通过靶向扩增子测序验证体细胞突变的细胞类型分布，证明有害突变显著富集于亚二倍体细胞，为 ALS/FTD 的局灶起始和神经元选择性死亡提供了关键的单细胞核水平证据。 参考文献： 【1】Zhou Z, Kim J, Huang AY, et al. Somatic mosaicism in ALS and FTD identifies focal mutations associated with widespread degeneration. Nat Genet. 2026. doi:10.1038/s41588-026-02570-6 文案：李秋燕 云 准 科 技     云准医药科技（上海）有限公司是一家专注于提供单细胞多组学、空间多组学和SomaScan蛋白质组学科研服务的公司。 围绕疾病生物学研究、药物研发、新型诊断技术开发等生物医学领域和公共卫生等全民健康领域，云准实验室已经与众多客户产生合作。 合作方向涉及肿瘤、免疫、慢病、罕见病等诸多方向以及公共卫生等全民健康领域。涉及疾病机理机制研究和分子分型、生物标记物发现、药物新靶点发现、药物机理机制研究、临床前和临床研究以及临床检测等细分领域。 一直以来，质量意识和技术创新都是云准实验室的立身之本。 未来，云准将以创新为驱动，继续对产品进行深度整合与开发，推动慢病诊疗、罕见病研究、肿瘤免疫治疗、病理诊断技术以及药物研发领域的突破性发展，必将为这些领域带来革命性变化。 单细胞+空间多组学技术服务 单细胞原位空间蛋白组表型分析服务 | 空间转录组整体解决方案服务 | PhenoImager多色荧光免疫成像技术服务 | 单细胞多组学解决方案 | 流式细胞分选技术服务 | 激光显微切割租赁服务 显微成像扫片服务 活细胞成像及玻片扫描服务 | Marianas LightSheet 成像技术服务 | CTLS 组织透明化成像服务 基因测序服务 全外显子测序服务 | MassARRAY 核酸质谱基因分型检测 | 肿瘤分子诊断服务 高通量蛋白组学服务 SomaScan新一代高通量蛋白组学检测服务 | Krex自身抗体检测方案 全代谢组检测服务 非靶向代谢检测服务 | 全靶向代谢检测服务 | 靶向代谢检测服务 云准医药科技（上海）有限公司 地址：上海市徐汇区桂平路333号5号楼7楼 电话：021-64157928 邮箱：marketing@accuramed.com 云准医药科技（广州）有限公司 地址：广州市海珠区广州国际生物岛，百济神州创新中心5楼510-511 电话：020-22066070 雲準生物科技有限公司 地址：香港新界香港科技园二期9W1楼CCC13室 电话：852 5933 6081

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背景 糖尿病视网膜病变（DR）是工作年龄人群视力损害的首要原因，其进展监测至关重要。由于血 - 视网膜屏障的存在，血浆生物标志物难以反映眼内变化，而眼内液检测虽具潜力但缺乏系统验证。2026 年 2 月，广东省人民医院余洪华团队在 Diabetologia 发表名为：“Integrated intraocular-plasma proteomics reveals conserved biomarkers for diabetic retinopathy progression: a multi-fluid biopsy study”的研究，通过整合眼内液 - 血浆蛋白质组学，旨在鉴定 DR 进展的保守生物标志物。研究利用 SomaScan 平台分析房水（AH）蛋白，结合单细胞测序定位及 UK Biobank 队列验证，揭示了神经丝轻链（NFL）作为贯穿 DR 全病程的血浆可及性标志物的临床价值。 01 研究设计 ↓ 发现队列（广东人群） 纳入 32 例受试者的AH样本， 分为对照组（8 例）、糖尿病无 DR（DMnoDR）组（8 例）、 非增殖性 DR （NPDR）组（8 例）和增殖性 DR （PDR）组（8 例）， SomaScan 7k ↓ 验证队列 1（美国队列） 纳入 44 例受试者的AH样本（对照 19 例、DMnoDR 10 例、NPDR 5 例、PDR 10 例），用于验证候选标志物的趋势，SomaScan 7k（验证队列1数据来源于2023年的一篇Cell：Wolf J, Rasmussen DK, Sun YJ et al (2023) Liquid-biopsy proteomics combined with AI identifies cellular drivers of eye aging and disease in vivo. Cell 186(22):4868-4884. e12.）。 ↓ 验证队列 2（UK Biobank） 纳入 2495 名糖尿病患者，具备血浆蛋白质组学数据，进行横断面和前瞻性分析（中位随访 12 年），评估标志物与 DR 及血管并发症的关联。 ↓ 候选蛋白细胞定位 利用氧诱导视网膜病变（OIR）小鼠模型进行单细胞 RNA 测序，定位候选蛋白的视网膜细胞来源。 02 结果 眼内液中潜在标志物的鉴定 研究对 32 例AH样本定量 6379 种蛋白质。对蛋白随 DR进展的时间轨迹进行软聚类分析，将所有蛋白划分为 4 个簇。选取疾病中上调（cluster 3）和下调（cluster 4）的前 20 个蛋白作为候选标志物（共 40 个），所有 40 个候选标志物均显示出随 DR 进展的显著单调趋势（P<0.05）。 图1. AH时间序列分析及候选标志物筛选 候选标志物通过自主神经系统影响 DR 进展 对筛选出的 40 个候选标志物进行 GO 通路富集分析的发现提示自主神经和神经元机制在 DR 发生及进展中的潜在作用。相关性分析显示，多个上调标志物（如 MARS1、EIF3G、OGFR 等）与下调标志物之间存在广泛的相关性，且候选标志物与传统 DR 标志物（如 VEGFA、IL-6）之间存在显著相关性。  图2. AH蛋白候选生物标志物的通路富集分析 图3.候选标志物相关性分析 候选标志物的外部验证与细胞定位 在美国队列的AH蛋白质组数据中，上述40个候选标志物中的25个候选标志物表现出一致的轨迹变化，其中 17 个随 DR 进展单调上调，8 个单调下调（均 P<0.05）。利用 OIR 小鼠模型的视网膜单细胞 RNA 测序数据进行细胞定位，发现 15 个蛋白富集于特定的视网膜细胞群，主要定位于双极细胞、水平细胞、Müller 胶质细胞和视杆细胞。其中，神经丝轻链（NFL）被定位至视网膜神经元和胶质细胞，提示其可能通过神经退行性变机制参与 DR 进展。 图 4. 外部验证与细胞定位 神经丝轻链是 DR 及血管并发症的风险标志物 在 25 个候选标志物中发现有3 个（NFL、OGFR、FAM172A）可在 UKBB 血浆中检测到，回归分析显示，基线血浆 NFL 水平与 DR 显著相关，在前瞻性分析中，高 NFL 水平预测新发 DR 风险增加（HR 2.01，95% CI 1.48-2.73），且与微血管（HR 2.28）及大血管并发症（HR 1.49）风险增加显著相关，将 NFL 纳入传统风险模型后对于DR预测在统计学上有显著的改善。这揭示了NFL不仅是一个敏感的眼内指标，而且作为一种微创的循环生物标志物，与DR和糖尿病相关血管并发症具有统计学显著的横断面和纵向关联，并能提高传统风险因素模型的预测能力。 图5.关联分析与预测分析 03 总结 本研究通过整合眼内液与血浆蛋白质组学，系统鉴定并验证了 DR 进展的保守生物标志物。研究利用 SomaScan 技术从AH中筛选出 40 个候选蛋白，经美国队列验证了 25 个保守标志物，并通过单细胞测序将其定位至视网膜神经元和胶质细胞。关键发现是NFL不仅作为眼内指示剂，更可作为微创血浆生物标志物，在横断面和纵向分析中均与 DR 及糖尿病血管并发症风险显著相关。NFL 能显著提升传统风险模型的预测效能，实现有效的风险分层。该研究揭示了 NFL 在 DR 神经退行性变及炎症反应中的潜在作用，为 DR 的全病程监测和血管并发症风险评估提供了新的分子工具。 文案：何嘉乐 云 准 科 技     云准医药科技（上海）有限公司是一家专注于提供单细胞多组学、空间多组学和SomaScan蛋白质组学科研服务的公司。 围绕疾病生物学研究、药物研发、新型诊断技术开发等生物医学领域和公共卫生等全民健康领域，云准实验室已经与众多客户产生合作。 合作方向涉及肿瘤、免疫、慢病、罕见病等诸多方向以及公共卫生等全民健康领域。涉及疾病机理机制研究和分子分型、生物标记物发现、药物新靶点发现、药物机理机制研究、临床前和临床研究以及临床检测等细分领域。 一直以来，质量意识和技术创新都是云准实验室的立身之本。 未来，云准将以创新为驱动，继续对产品进行深度整合与开发，推动慢病诊疗、罕见病研究、肿瘤免疫治疗、病理诊断技术以及药物研发领域的突破性发展，必将为这些领域带来革命性变化。 单细胞+空间多组学技术服务 单细胞原位空间蛋白组表型分析服务 | 空间转录组整体解决方案服务 | PhenoImager多色荧光免疫成像技术服务 | 单细胞多组学解决方案 | 流式细胞分选技术服务 | 激光显微切割租赁服务 显微成像扫片服务 活细胞成像及玻片扫描服务 | Marianas LightSheet 成像技术服务 | CTLS 组织透明化成像服务 基因测序服务 全外显子测序服务 | MassARRAY 核酸质谱基因分型检测 | 肿瘤分子诊断服务 高通量蛋白组学服务 SomaScan新一代高通量蛋白组学检测服务 | Krex自身抗体检测方案 全代谢组检测服务 非靶向代谢检测服务 | 全靶向代谢检测服务 | 靶向代谢检测服务 云准医药科技（上海）有限公司 地址：上海市徐汇区桂平路333号5号楼7楼 电话：021-64157928 邮箱：marketing@accuramed.com 云准医药科技（广州）有限公司 地址：广州市海珠区广州国际生物岛，百济神州创新中心5楼510-511 电话：020-22066070 雲準生物科技有限公司 地址：香港新界香港科技园二期9W1楼CCC13室 电话：852 5933 6081