目的:肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种在表型、遗传和病理生理学等方面均存在异质性的神经系统变性病,目前仍缺乏有效的治疗方法,患者多预后不良。寻找可靠的生物标志物对ALS的早期诊断、疾病严重程度及预后的评估、病理机制的理解及临床试验的药效学监测有重要意义。本研究第一部分旨在评估ALS患者血清及脑脊液标本中神经丝蛋白（神经丝蛋白轻链NFL与磷酸化神经丝蛋白重链p NFH）的水平,并进行其与多种临床指标的相关性分析,探索验证其在ALS中早期诊断、疾病进展及预后评估的潜在作用;第二部分利用人类炎症因子芯片及生物信息学技术高通量筛选ALS患者血清及脑脊液中差异表达蛋白,寻找ALS较为可靠的神经炎症相关的生物学标志物。方法:1.本研究纳入52例ALS患者作为实验组、30例非炎症性神经系统疾病患者作为对照组,收集临床资料、血清及脑脊液标本;2.采用酶联免疫吸附法测定不同样本中NFL、p NFH浓度,并进行其与多种临床指标的相关性分析,绘制ROC曲线获得具有最佳诊断效能的诊断界值;3.采用人类炎症因子蛋白芯片对ALS组和对照组血清及脑脊液标本中蛋白表达情况进行检测,筛选差异蛋白并行层次聚类、功能富集、蛋白质网络构建及药物-基因相互作用预测等生物信息学分析。结果:1.与对照组相比,ALS患者血清及脑脊液中NFL、p NFH水平显著升高。2.NFL与p NFH在血清及脑脊液中的水平与发病部位无显著相关性,S-p NFH、CSF-p NFH、S-NFL均与ALSFRS-r评分、病程时间存在显著负相关,与DPR、UMN评分间存在显著正相关;CSF-NFL除了与病程时间无显著相关性之外,与其他指标相关性同前;NF在血清及脑脊液中的水平存在显著正相关。3.分别以S-NFL、S-p NFH、CSF-NFL、CSF-p NFH含量作为诊断ALS的指标绘制ROC曲线,均可获得最佳诊断效能的诊断界值。4.采用蛋白质芯片技术对ALS患者和对照组血清及脑脊液中10项炎症因子表达情况进行高通量检测,在脑脊液中筛选出8个上调的差异表达蛋白,分别为IL-6、IL-1α、IFNγ、IL-8、MCP-1、TNFα、IL-10、IL-4;在血清中筛选出1个上调的差异表达蛋白MCP-1。5.GO通路分析显示在生物过程方面,差异表达蛋白主要富集在细胞黏附的正向调控、细胞因子生物合成及代谢等过程;在分子功能方面,差异表达蛋白主要富集在细胞因子、生长因子及趋化因子活性、细胞因子受体结合、受体配体活性、生长因子受体结合等过程;在KEGG通路富集分析显示差异表达蛋白主要富集在细胞因子之间的相互作用。6.对筛选出的差异表达蛋白构建PPI网络,以8个节点共组成了28对PPI互作关系对,其中23个互作关系对结合系数都在0.9以上,以MCP-1形成的PPI关系对最多。7.根据DGIdb数据库中全部模块基因的预测结果,8个差异基因一共得到134个药物-基因互作关系对,包括与多种抗炎药物及免疫调节药物的相互作用。结论:CSF-NFL、CSF-p NFH、S-NFL、S-p NFH指标均可作为较为敏感而可靠的生物学标志物,在ALS疾病进展速度评估、判断预后等方面可发挥重要作用。利用蛋白芯片及生物信息学分析在ALS患者中筛选出8项差异表达的炎症因子,包括IL-6、IL-1α、IFNγ、IL-8、MCP-1、TNFα、IL-10、IL-4,其中MCP-1在血清和脑脊液中表达均有显著差异,具有重要性及功能多样性,可作为潜在的生物标志物为ALS的治疗提供候选的新型药物作用靶点。