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摘要
目的多發性硬化症(MS)是一種免疫介導的中樞神經係統神經炎症疾病，在工業化國家是工齡人群進行性神經殘疾的最常見原因。雖然可以治療，但在疾病活動性和對治療的反應方麵存在大量的個體間異質性。目前，在診斷時預測誰將患有良性、中度或侵襲性疾病的能力非常有限。因此，需要綜合預測工具來為個性化治療決策提供信息。
參與者FutureMS旨在解決個性化預測工具的需求，是一項具有全國代表性的前瞻性觀察隊列研究，研究對象是2016年5月至2019年3月期間居住在蘇格蘭的440名新診斷為複發緩解型MS的成年人。
迄今為止的發現該研究旨在探索MS疾病異質性的病理生物學和決定因素，並將詳細的臨床表型與疾病活動性和進展的成像、遺傳和生物標誌物指標相結合。完成第一年的招募、基線評估和隨訪。在這裏，我們描述了隊列設計，並介紹了基線和1年隨訪時參與者的概況。
未來的計劃最近，在首次隨訪後5年開始對隊列進行第三次隨訪，並為第10年的下一波隨訪提供資金。此後預計將進行長期隨訪。
- 神經學
- 流行病學
- 神經遺傳學
- 多發性硬化症
- 神經放射學
- 內科醫學
數據可用性聲明
應合理要求提供數據。數據(和/或樣本)可在研究提案經設立的小組委員會批準後提供。研究小組歡迎查詢合作或使用隊列數據和/或樣本的外部研究建議。
這是一篇開放獲取的文章，根據創作共用屬性4.0 Unported (CC BY 4.0)許可證發布，該許可證允許其他人出於任何目的複製、重新分發、重新混合、轉換和構建此作品，前提是原始作品被正確引用，提供到許可證的鏈接，並表明是否進行了更改。看到的:https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/．
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本研究的優勢和局限性
據我們所知，這是前瞻性招募的複發緩解型多發性硬化症患者中最大的初始隊列(n=440)。
在診斷後和開始疾病修改療法之前，盡快招募參與者，並作出了大量努力，以最大限度地減少參與障礙，以招募具有全國代表性的隊列。
除了收集人口統計學、社會經濟、生活方式和社會心理數據外，還對所有參與者進行了最先進的臨床、放射學、生物標誌物、免疫和遺傳/轉錄組表型分析，並將樣本保存在生物庫中。
目前隨訪時間有限(每個參與者僅隨訪了1年)，隻有兩個時間點可用，因此疾病軌跡的趨勢尚不完全明顯。
該研究的一些發現可能無法推廣到符合招募條件的人群之外:居住在蘇格蘭的成年人，診斷為複發緩解型多發性硬化症，基線時未開始疾病修飾治療。
介紹
多發性硬化症(MS)是中等收入和高收入國家青年和工作年齡人群進行性神經功能障礙的主要原因，其病理生理上結合了免疫介導的神經炎性脫髓鞘和神經退行性變。1大多數(85%-90%)的發病病例在發病時具有複發-緩解病程(RRMS)，其特征是臨床症狀出現和緩解的時期。中位20年後，疾病進入一個逐漸積累的不可逆殘疾階段，稱為繼發性進行性MS。另外10%-15%的發病病例從發病開始就經曆這個進行性階段(原發性進行性MS)。在RRMS組中，炎症和神經元損傷都存在於整個疾病過程中，多灶性炎症性脫髓鞘在複發期占主導地位，神經退行性變是進展期的關鍵病理底物。1 - 3多發性硬化症仍然無法治愈，如果不治療，通常會導致嚴重殘疾的累積，並減少5-15年的預期壽命。近年來，針對疾病早期階段的有效疾病修飾療法(dmt)的出現改變了RRMS患者的前景。4 -
然而，RRMS具有明顯的異質性自然史:即使在未經治療的個體中，侵襲性和相對惰性疾病的病例也發生在一個譜係中。3.在實踐中，依靠回顧性放射學或疾病活動的臨床證據，對個體進行預測的能力是有限的和被動的。12 - 15新診斷為多發性硬化症患者的知情治療和生活方式決策需要在診斷點或接近診斷點時可用的預測工具。DMT選擇的增加，其中一些具有嚴重的潛在副作用，強調了對準確和個性化預後工具的迫切需求。
經許可的DMTs被認為在預防神經炎症方麵比在阻止神經退行性變方麵更有效。16然而，在短時間內測量神經退行性變具有挑戰性，使早期預測和對這方麵的MS病理幹預效果的測量複雜化。因此，個性化的預測工具能夠區分不同的生物學因素對殘疾進展的影響，並在縱向上做到這一點，這可能是至關重要的。神經炎症的早期預測因素和決定因素可能不同於那些預測神經退行性變的速度。在疾病病程中盡早開始，對具有足夠動力和代表性的臨床隊列進行長期縱向隨訪，用於“深度表型”參與者，對於解決這種複雜性非常重要。這些承諾將為實現這種個性化決策做出重大貢獻。
這裏所描述的FutureMS就是這樣一個群體。該研究現已完全招募，第一波隨訪1年已完成。FutureMS是一項大型(n=440)前瞻性初始隊列，研究對象是在診斷時居住在蘇格蘭的新診斷的複發緩解型MS (RRMS)患者。MS發病率高，人群穩定在5.4。蘇格蘭人口100萬，移民率低，在使用點免費的國家單一付款人全民醫療保健係統，為MS的長期縱向研究提供了理想的環境。17
FutureMS研究的假設是，RRMS疾病活動的個體間變異是確定的，並將通過臨床、實驗室、成像和遺傳參數的組合來預測。主要目的是基於臨床、實驗室、MRI和RRMS患者的基因組評估，開發局灶性神經炎症疾病活動的預測工具。次要結果包括:(1)神經退行性疾病活動的預測工具的開發，(2)疾病活動的臨床測量和(3)生活質量的臨床測量。該研究以橫斷麵波為結構。研究訪問分別在基線(診斷後6個月內)、第12個月(基線+12個月)進行，並在5年(基線+5年)進行進一步隨訪。此後計劃長期隨訪。
未來的多發性硬化旨在減少預測個體疾病軌跡的不確定性，並為多發性硬化患者(pwMS)提供更量身定製的個性化護理。本文提供了研究設計的概述，並介紹了研究參與者的簡介。
隊列描述
在2016年5月至2019年3月期間，440名成年患者(年齡≥18歲)在診斷後6個月內被招募為全國代表性發病率樣本(首次研究來訪診斷後的中位時間:60天，IQR: 61天)。為了確保研究隊列能夠代表蘇格蘭新診斷為MS的人群，該研究旨在支持納入任何新診斷為RRMS的成年人，無論他們居住在蘇格蘭何處，旨在建立蘇格蘭大陸和島嶼的地理和社會經濟代表性覆蓋。
參與者從五個三級蘇格蘭臨床神經學中心招募:185人來自愛丁堡(42.0%)，164人來自格拉斯哥(37.3%)，46人來自鄧迪(10.5%)，35人來自阿伯丁(8.0%)，8人來自因弗內斯(1.8%)。這大致反映了蘇格蘭人口的地理分布，以及MS的地理發病率負擔17（圖1)．對蘇格蘭多發性硬化症登記(SMSR)的分析顯示，在這段時間內，蘇格蘭所有被診斷為RRMS的患者中有45%被招募到FutureMS。SMSR是一項全國發病率登記，在新診斷患者轉診時強製報告。與SMSR的人口統計學特征比較表明，我們招募了具有廣泛代表性的樣本(表1)．17FutureMS參與者平均略年輕，在年齡分布的極端(在線補充圖S1)，更有可能是女性(這些都是非統計上顯著的傾向)。正如在SMSR數據中觀察到的，17生活在富裕的蘇格蘭多重貧困指數中的人數明顯過剩5相對於被剝奪的五分位數(SMSR: X2= 14.06, 4 d.f。(p < 0.01);期貨:X2=12.2, 4 df, p<0.05) (在線補充圖S2)．
FutureMS參與者診斷時的大致居住地地圖。參與者位置不精確，位於最近的SIMD中間帶的人口質心(平均人口~4000)。FutureMS案例(紫色)顯示在從SMSR(綠色)隨機選擇的440個人的中間居住區旁邊。所有地圖位置都添加了緯度和縱向隨機噪聲，以防止個人識別。多發性硬化症;蘇格蘭多重剝奪指數;SMSR，蘇格蘭多發性硬化症登記。
FutureMS隊列設計。9HPT，九孔樁測試;BMI，身體質量指數;BP，血壓;C反應蛋白;擴展殘疾狀況量表;FBC，全血計數;糖化血紅蛋白;LFT，肝功能檢測麵板;多發性硬化症; OCT, optical coherence tomography; PASAT, paced auditory serial addition test 3; PBMC, peripheral blood mononuclear cells; SDMT, symbol digit modality test; T25W, Timed 25foot walk test; U&E, urea and electrolytes and renal function tests.
在列出種族的FutureMS參與者中，426/440(96.8%)記錄其主要種族為蘇格蘭白人/英國人。在SMSR的前8年(2010-2018年)有種族記錄的人中，蘇格蘭人、英國人或愛爾蘭人的比例相似，為862/919(93.8%)。17
診斷納入標準
所有病例的診斷均由治療神經科顧問醫生確認，符合最新的麥克唐納標準。18 19參與者由治療臨床團隊轉診，在基線評估之前不得開始DMT。他們必須具有知情同意的能力，並且在基線訪問時對MR腦成像沒有禁忌症。
隻有被診斷為RRMS的患者才有資格被納入futures ms。排除診斷時病情進展的患者。這一決定的基本原理是，診斷進展形式的MS需要一段時間的持續進展的觀察。此外，流行病學研究表明，MS的複發和進展形式並不是明確劃分的臨床實體，而是反映了同一疾病的不同階段，而MS的進展形式是同一疾病過程的後期表現。2 -
實驗室和生物標誌物研究的對照
研究人員從洛錫安地區招募了103名健康誌願者，為生物標誌物和遺傳分析捐獻血液和DNA。這些人的年齡和性別頻率與研究人群相匹配。他們都是在愛丁堡的安妮·羅琳再生神經病學診所招募的，所以主要來自愛丁堡和洛錫安地區。
研究訪問
研究訪問沒有取代標準的神經係統護理。因此，隻有第一次就診的時間可能與參與者疾病活動的時間波動有關，因為診斷可能與臨床複發有時間聯係。後續的固定時間間隔的訪問應盡可能獨立於臨床疾病活動。研究設計的橫斷麵方麵有望減少未來研究浪潮中臨床引發的隨訪偏倚。
所有臨床管理決策均由治療團隊做出。參與FutureMS並不是參與任何其他研究(包括介入試驗)的障礙，我們預計相當數量的參與者將選擇參與其他研究。
臨床和人口學數據收集
基線收集的人口學和臨床變量包括出生日期、性別、種族、職業、合並症、用藥史(包括“非處方”和補充劑)和家族史。在基線隨訪時記錄與RRMS診斷相關的數據(初始症狀描述、臨床複發次數、住院次數和類固醇使用)，並在12個月複查時更新所有數據(圖2和在線補充表S1)．
Substudies
除了主要研究之外，還有四個額外的“選擇參與”子研究可以對參與者進行更深入的表型分析。子研究包括同意參與者向他們提供未來研究/與其他研究交叉聯係的機會(子研究1);在基線訪視時，將額外的大容量血液樣本存入生物庫(亞研究2);在基線和12個月隨訪時進行光學相幹斷層掃描(OCT)視網膜成像(亞研究3);以及額外的高級MRI序列(亞研究4，基線n=78，隨訪n=74，完整對n=67)。MR方案和子研究的詳細描述現已發表。23
臨床觀察
在每次研究訪問中收集患者報告和評估者測量的臨床觀察結果。使用基於網絡的電子病例報告表(eCRF)獲取來自當地臨床評估的源數據。參與者和研究人員都直接輸入數據。臨床數據由參與者通過問卷填寫。這些問卷和評估的參與度很高。在基線和第一年的隨訪中，所有臨床測量和報告變量的數據完整性為>99%。
調查問卷包括多發性硬化症影響量表，24NICE域活動和損傷，CDC健康相關生活質量，25病人決定的疾病步驟，26疲勞程度量表，27廣泛性焦慮障礙評估-728抑鬱評估評分(PHQ-9);29習慣性的身體活動，30.認知、休閑、社交和生活方式問卷調查。臨床測試包括擴展殘疾嚴重程度評分(EDSS)，31多發性硬化症功能綜合評分的組成部分32平均血壓(BP)和體重指數。
患者和公眾參與
由受邀研究參與者組成的焦點小組定期與研究團隊會麵，並參與製定研究優先事項和所有波的設計。研究人員定期向研究參與者發送有關研究進展的書麵信息，並邀請參與者加入一個自願網絡，如果他們願意，可以在那裏了解最新的研究進展。研究參與者的研究透明度原則和研究議程的共享優先級設置已納入研究設計。研究參與者將被邀請親自參加研究更新報告，這些報告計劃在不久的將來重新開始，由於COVID-19的限製和對室內集會期間感染控製的擔憂而被推遲。
迄今為止的發現
在撰寫本文時，440名參與者中有392名(89.1%)完成了1年的複訪，前20名患者已在第五年返回隨訪，目前正在進行第三輪研究。在第1波研究結束時，6例患者撤回同意(1.4%)，23例患者(5.2%)失去隨訪，但將被邀請參加後續隨訪。19名(4.3%)參與者在因COVID-19大流行而中斷的1年內進行了複訪(將於2020年3月或4月進行複訪)。今後將邀請這些參加者進行後續行動。
我們提出了一些說明性的結果，目的是介紹隊列和數據可用的研究團體。
生活方式和社會因素
眾所周知，生活方式和社會因素會影響多發性硬化症的病程。33雖然其中一些因素已被確定，但仍有許多無法解釋的非遺傳變異性。34 35已知的最嚴重的環境因素是吸煙。36 37有強有力的證據表明，吸煙既會改變多發性硬化症的發病風險，也會影響殘疾進展的速度。吸煙在統計學上也與疾病風險位點相互作用。38在這個隊列中，14.7%的參與者在基線訪問時是目前的吸煙者，超過一半(50.7%)的參與者聲稱自己是“曾經的吸煙者”。到第一年，目前吸煙的參與者(13.0%)略有減少(1.7%)。圖3一表明在基線時，殘疾的分布因吸煙狀況而異。
由於多發性硬化症與勞動年齡人群的嚴重殘疾有關，它會影響就業和工作生活質量。圖3 b表明在基線時，有工作和失業的人的抑鬱得分(PHQ-9)分布不同。失業人數的雙峰分布表明，在基線時失業的pwMS中有很大一部分存在抑鬱症風險。
身體殘疾
身體殘疾測量的分布在兩波研究隊列中遵循類似的模式，在早期階段幾乎沒有變化(圖4)．這證明了這些措施在疾病病程早期和較短的研究周期內檢測病理疾病活動的相對不敏感性質，至少在人群水平上是如此。然而，FutureMS足夠強大，可以對子隊列和異常個體進行有意義的比較，這些個體的測量分數在第一年有所惡化或改善。圖5演示了這樣的分析的一個例子:在第一年惡化的組年齡較大，很少有低疲勞嚴重程度評分基線。對這些模式的進一步假設驅動分析可能定義臨床可識別的群體，解釋疾病病程中的一些異質性。
在基線和第12個月對整個隊列的身體殘疾進行測量。9-HPT是每隻手兩次嚐試9-HPT的平均值，是一種以秒為單位衡量上肢殘疾的指標(時間越長反映靈巧程度越低)。EDSS是一個有序量表，分數越高，殘疾程度越高。MSFC是一個連續量表(z分數)，值越低代表殘疾程度越高，根據公布的說明，無法行走的參與者在其測試的行走部分的z分數(−13.7)被任意歸因於非常低的z分數。這為分布提供了一個長負尾，因為選擇−13.7，以允許隊列隨著時間的推移在殘疾方麵取得進展，並仍然捕獲行走能力的方差。9HPT，九孔樁測試;EDSS，擴展殘疾嚴重程度評分;MSFC，多發性硬化症功能綜合評分。
個體水平的變化在身體殘疾之間波動。(A)在B&C中比較在第一波過程中惡化或改善的異常值參與者的疲勞嚴重程度評分(FSS)基線和診斷時的年齡。圓的大小反映了研究訪問之間MSFC測量值的差異大小(第1年MSFC最小二乘回歸線對第2年MSFC的平方殘差)。回歸殘差高於90百分位和低於10百分位的離群值組。MSFC，多發性硬化症功能綜合評分。
疲勞、情緒和認知
在一些研究中，多達60%的患者將疲勞描述為最致殘的MS症狀。39疲勞嚴重程度量表在MS疾病影響的研究評估中是重要的。MS疲勞的生物學基礎尚不清楚。40在我們的隊列中，患有疲勞的參與者的分布在基線和第12個月之間發生了變化。在隨訪中，該群體似乎不是單模態的，這可能反映了潛在的生物異質性或離散的亞群體(圖6)．以往的工作試圖將疲勞分為中樞疲勞和外周疲勞，疲勞可能是一種具有多種致病機製的複合症狀。39 40鑒於疲勞症狀對pwMS患者生活質量的重要性，對疲勞的自然史、負擔和生物學的調查將是FutureMS隊列研究的重點。
疲勞嚴重程度評分(FSS)， PHQ-9抑鬱症篩查工具，符號數字模態工具(SDMT)，節奏串行加法工具(PASAT-3)。疲勞嚴重程度量表得分越高表明疲勞程度越嚴重。PHQ-9得分越高，意味著有抑鬱的風險。PASAT和SDMT得分越高，表明認知測試表現越好，損傷越少。
通過PHQ-9測量，我們觀察到研究隊列中有顯著的抑鬱負擔，突出了疾病過程早期心理健康對MS負擔的重要貢獻(beplay体育相关新闻圖6 b)．抑鬱得分中位數在第一年從7到4的過程中有統計學上的顯著改善(p<10)−12，雙尾Wilcoxon符號秩檢驗)。
符號數字模態檢驗(SDMT)和PASAT-3試驗顯示，兩組研究波之間認知障礙的負擔和軌跡存在顯著異質性(圖6 c, D)．SDMT與PASAT-3評分顯著相關(基線時Spearman的rho為0.447，隨訪時為0.487,p均<10−15)，部分參與者在研究訪問時表示，PASAT-3儀器具有挑戰性或壓力。那些沒有通過測試的人被記錄為零，這導致了一個非高斯分布的分數。基線和隨訪的認知評分有統計學意義(p<10−15SDMT (r=0.8)和PASAT-3 (r=0.76)。
MS嚴重程度的調整措施
多發性硬化症嚴重程度評分(MSSS)和與年齡相關的多發性硬化症嚴重程度評分(ARMSS)已在大型獨立隊列中得到驗證，試圖將多發性硬化症相關的生理殘疾與疾病持續時間標準化。41 42MSSS通過將患者報告的疾病持續時間的EDSS標準化來做到這一點。然而，影響疾病持續時間回憶和與EDSS相關的因素可能會混淆這一測量方法。ARMSS將患者年齡的EDSS正常化，這與疾病持續時間不完全相關，但不容易受到回憶偏差的影響。這些測量，ARMSS和MSSS，具有很強的相關性和統計學意義(所有比較p<10)−15):基線時r=0.69，第一年時r=0.71 (圖7)．PDSS是一種患者報告的疾病嚴重程度的結果，經驗證可用於MS26和圖7論證了與客觀指標存在不完全一致的傾向。進一步研究的目的是探討報告的疾病嚴重程度和測量的殘疾嚴重程度不一致的參與者的特征。
MS疾病嚴重程度調整測量(MSSS和ARMSS)之間的相關性。點的大小和顏色反映了患者確定的疾病步驟和患者報告的結果。在這些圖中，點是研究個體，點的大小和顏色使用PDDS進行縮放(範圍為0-7，其中7為最嚴重)。ARMSS，年齡相關多發性硬化症嚴重程度評分;多發性硬化症;多發性硬化症嚴重程度評分;PDDS，病人決定的疾病步驟。
核磁共振成像
MR大腦圖像協議和處理已經在其他地方詳細描述過，23但簡而言之，來自所有中心的參與者都被邀請接受3T結構MRI序列的標準方案，包括t1加權、t2加權和流體衰減反演恢複圖像。該研究旨在檢測第一年大腦成像結果的變化(不一定是臨床測量的變化)，因為與臨床測量相比，MR大腦成像測量在短時間內具有更高的靈敏度。主要終點是新的和/或擴大的T2高強度病變，由神經放射專家使用腦成像軟件(表2)．次要終點是全球腦容量變化的自動化測量。除了標準的結構序列外，愛丁堡的參與者還被邀請接受先進的MR成像方案，包括擴散MRI (dMRI)和磁化轉移成像(MTI)。這些測量方法允許對大腦微結構進行定量評估，因此提供了研究腦髓鞘和軸突損傷的機會，這是MS的突出特征。dMRI和MTI指標被用作MS微結構變化的探索性終點。
光學相幹層析成像
FutureMS的參與者有機會參加視網膜成像和OCT的一個亞研究。在MS中已經建立了概念證明，使用OCT測量視網膜神經纖維層、內核層、神經節細胞和內叢層的變薄，所有這些都已被證明與臨床活動和殘疾相關。43
實驗室調查
在基線訪視時進行血液采樣，進行常規實驗室檢測、基因檢測、細胞亞群和生物庫，以供未來研究。“常規”分析包括eGFR、糖化血紅蛋白A1C、C反應蛋白、維生素D、白蛋白、膽固醇、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白(LDL)、極低密度脂蛋白、血紅蛋白濃度、白細胞計數和血小板計數。所有臨床評估和程序(如抽血)均由評估神經學家或臨床研究護士按標準順序進行。所有樣本在靜脈穿刺後立即送往實驗室進行分析。在當地NHS實驗室使用標準的本地協議分析常規實驗室預測因素(在線補充圖S4)．
在基線時采集血液進行外周血單個核細胞(PBMC)分離和DNA提取。用Nucleon BACC3試劑盒從9ml EDTA全血中提取DNA。DNA樣品在pH為7.5的1ml TE緩衝液中重懸(10mM Tris-Cl pH為7.5,1mm EDTA pH為8.0)。在每個中心從鋰肝素血液中分離出pmcs，並將樣品運送到愛丁堡臨床研究機構(CRF)遺傳學核心實驗室進行存儲。
采用熒光激活細胞分選法(FACS)分離免疫細胞亞群。樣本和已分類的細胞群一直保存在冰中。在BD FACSAriaII SORP細胞分選儀上進行分選之前，使用內部的細胞儀設置和跟蹤(CS&T)係統對儀器進行設置，使用accdrop珠將掉落延遲設置為>99.9%，以確保分選質量。Aria的噴嘴為85 um，壓力為45 psi。在每次運行前對單個染色對照進行分析，並在必要時調整補償。樣品室和收集管架冷卻至4°C。收集管預塗500 μL冷介質。在分選前5分鍾向細胞樣品中加入5 μL 7-AAD，用35 um尼龍網細胞過濾器過濾，以避免樣品結塊。在FSC-H和FSC-A上設置Gates以確定單細胞，SSC-A和FSCA排除碎片，7-AAD陰性群體排除死亡細胞。分類為CD3 +CD4+T細胞、CD3 +CD8+T細胞、CD14 +單核細胞和CD19 +B細胞。 The cells were run with a flowrate of 6.000–8.000 events per second. The maximum number of cells sorted per population was set to 1.5×106對於較大的種群，對於較小的種群，盡可能多。在分類完成後，在儀器上重新分析來自每個樣品的不同分類總體，以評估整個樣品的分類後純度。記錄分選的細胞數量，分選的群體進行RNA提取(在線補充圖S5)．
所使用的熒光通道為:7-AAD激發激光488 nm、685/35 nm BP濾波器、CD3-APC激發激光640 nm、670/14 nm BP濾波器、CD14-FITC激發激光488 nm、525/50 nm BP濾波器、CD19-BV激發激光405 nm、450/50 nm BP濾波器、CD4-PE激發激光561 nm、582/15 nm BP濾波器和CD8-BUV激發激光355 nm、450/50 nm BP濾波器。
大量rna測序已經在這些細胞亞群和等分的細胞上進行，這些細胞也被冷凍以供將來分析。RNA用Qiagen miRNeasy從分類的細胞片段中提取。通過Qubit RNA HS和Agilent Fragment Analyser測量產量和RIN，每個總RNA樣本中提取1 ng片段，使用smart strand total RNA- seq Kit - Pico Input Mammalian kitillumina兼容適配器生成第一鏈cDNA，並通過5次PCR循環添加指標。使用AMPure XP珠(Beckman Coulter)純化cDNA文庫，然後使用ZapR和R-Probes去除核糖體RNA。未裂解的片段經過15次PCR富集，最後使用AMPure XP珠進行文庫純化，並在Illumina NovaSeq上測序。
細胞比例的總結結果表明，B細胞、單核細胞或T細胞的活細胞比例在個體間存在顯著差異(在線補充表S2)，盡管該隊列中缺乏dmt。未來的工作旨在探索這些是否是預測當前或未來神經炎症活動或治療反應的有意義的參數。
神經炎症的其他(流體)生物標誌物已在基線進行分析，並將在其他地方詳細描述。這些包括神經絲輕鏈，GFAP, Tau，用數字ELISA/單分子陣列(SIMOA)測量的UCH-L1。還對一部分研究參與者的腦脊液生物標誌物進行了分析。
SNP基因分型
雖然已知環境因素(特別是EBV感染、吸煙、青少年時期的肥胖)對多發性硬化症的風險有重要影響，36親屬之間的相關性證明了一個重要的遺傳成分。44已知對這種遺傳力貢獻最大的是6號染色體的HLA區域。35盡管在該區域觀察到顯著的等位基因異質性，HLA DRB1*15:01(標記為rs3135388和與該等位基因高度連鎖不平衡的snp)已知是導致這種風險的主要因素。45此外，超過200個非hla位點與疾病風險相關。46遺傳因素對病程差異的影響尚不清楚。在線補充圖S6證明了在FutureMS和中稱與HLADRB1*15:01相關的SNP基因型具有較高的可信度表3證明了預期的HLA DRB1*15:01風險位點顯著過度表達的發現。
然而，如圖所示圖8盡管HLA-DRB1*15:01基因型對MS風險的貢獻占主導地位，但在FutureMS隊列中，HLA-DRB1*15:01基因型並不能解釋診斷年齡、測量殘疾嚴重程度或參與者報告的疾病影響的基線異質性。這強調了風險基因(如HLA-DRB1*15:01)可能不一定與影響病程的基因集相交。經過質量控製，FutureMS隊列中有713 026個snp可用於全基因組分析，這些snp來自427/428例成功基因分型的病例和100/100例可用於提取pbmc的對照組在線補充表S3)．隊列內的遺傳分層分析表明，研究地點的人群分層證據很少，病例和對照組之間有廣泛的重疊，相對於隊列人群，對照組人群中有少量異常值(在線補充圖S7)．這些異常值可能反映了對照人群中最近有非蘇格蘭血統的人的代表性，這些人相對不太可能出現病例，這與蘇格蘭MS的高發病率和移民研究的結果一致。47 48對解釋異質性和個人疾病軌跡的遺傳和基因-環境相互作用的調查是正在進行的分析的重點。
根據HLA-DRB1*15:01基因型分層進行基線隨訪的臨床和放射學測量。FSS，疲勞程度量表;EDSS，擴展殘疾嚴重程度評分;PDDS，患者確定的疾病步驟;SDMT，符號數字模態測試;WMH，白質高強度。
基因分型方法
用Qubit定量後，將提取的DNA歸一化至50 ng/μl。使用Infinium HTS化學和Infinium Global Screening Array-24試劑盒對樣品進行基因分型。陣列在Illumina iScan係統上掃描，基因型使用GenomeStudio V.2.0.3進行命名。使用GenCall (V.6.3.0)的基因型調用，並指定截斷值為0.15，然後在Genome Studio中手動審查，使用基於聚類分離評分、調用頻率、雜合子過量、雜合子平均歸一化強度和theta以及小等位基因頻率(RAF)的嚴格多步聚類擬合評估。這與製造商公布的說明是一致的。利用PLINK V.1.9、V.2.0和R V.3.5.2對遺傳分層進行進一步的QC和分析。
不同的用法
在第一次隨訪中，參與者被要求詳細說明自上一波研究以來他們的DMT使用情況。預計這些數據將在隨後的浪潮中變得越來越複雜，在獲得同意的情況下，DMT用藥曆史將使用每個參與者的多個數據源進行確認，包括電子處方記錄，並通過聯係患者的神經病學治療團隊和全科醫生。表4總結了參與者報告的隊列第一年的DMT使用情況。這些數據顯示，65.6%的參與者在第一年被開過任何DMT。在蘇格蘭使用的最常見的早期治療是富馬酸二甲酯，131名參與者(32.9%)將這種治療作為一線治療。第一年隊列中DMTs的最大數量為2次，23名參與者(5.5%)在隨訪的12個月內服用了2次DMTs。阿侖單抗是最常用的高效DMT。
數據管理
參與者被識別為唯一的不可識別的研究編號，該編號用於標記在整個研究期間獲得的所有文書工作、生物樣本和成像。問卷和臨床數據通過在線平台實時輸入FutureMS電子CRF。數據根據數據保護法(DPA 1998)、蘇格蘭國民醫療服務體係和愛丁堡大學的政策進行管理。
缺失數據處理
大多數(395/440)參與者在核心臨床數據集中有完整(100%)的基線記錄，包括189個變量。第12個月觀察到相似的數據完整性:基線和第12個月隨訪時，所有臨床測量和報告變量的>99%。在缺失的地方，仔細檢查源數據，並由多學科研究小組(研究護士和受過統計學培訓的臨床醫生)評估缺失的可能原因。在隨機數據缺失的情況下，采用預測平均匹配(PMM)鏈式方程的多重歸因來歸因整個隊列的基線測量。在適當的情況下，非隨機缺失的數據被保留(例如，吸煙狀況)或在適當的情況下被替換(例如，由於殘疾而缺失時，低z分數被替換為缺失的定時25英尺步行測試，以反映這種殘疾)。
對於第12個月時缺失的數據，采用了類似的方法，在PMM方法中，參與者在基線波的數據也作為額外的多變量預測因子，與第一年的隊列表現一起納入。這種方法結合了基於先前個人表現的預測，以及針對相關特征進行的隊列表現調整，將最大限度地減少偏差，並將用於未來的隨機數據缺失波。這種方法也將用於處理那些無法隨訪的個人的缺失數據。然而，在未來的浪潮中，從丟失到隨訪的丟失數據的確切處理方法將由分析問題決定，如果隊列中有很大一部分最終丟失到隨訪，預計將使用其他方法(例如，完整案例和逆概率權重)進行敏感性分析，並報告以確定結果對分析方法的敏感性。
數據保留
在FutureMS中獲得的數據可能具有潛在的長期科學價值。所有收集的數據將在研究結束後保留至少30年。在參與者因任何原因(包括喪失能力)退出後，收集的數據也將被保留。我們不會與第三方共享任何可識別的數據，但歡迎使用這些數據進行倫理上批準的合作研究項目的建議。
統計分析
多變量混合效應回歸模型、潛在類別/轉換模型和基於網絡的分析計劃用於變量之間關係的後續調查，並將在其他地方詳細解釋。在獲得研究數據之前，所有提出分析的研究人員將被要求正式預先指定統計分析計劃，並在適當的情況下通過適當的臨床有意義的效應量和功率計算來證明假設檢驗。研究提案將由一個具有適合所提議項目的多學科專業知識的委員會進行評估:這可能包括臨床、統計學、生物信息學、遺傳學、免疫學和其他主題的專業知識。所有研究建議都將根據其優點進行審議，確保存在適當的假設事先證明，以減少因不分青紅皂白的多次試驗而產生虛假研究結果的風險。
FutureMS研究人員可用的大量記錄變量將允許對重要的混雜因素進行多變量調整。然而，擬議的研究項目將被期望在其擬議的分析中明確證明統計方法的混淆，並記錄證據和基於主題先驗知識和已發表的文獻的合理方法。在分析中，對其他相關變量(如介質和對撞器)的混淆和非調整的統計調整預計將被預先指定和合理，以避免產生誤導性的結果，或引入偏差或過擬合。
討論
我們在蘇格蘭設計並招募了一大批患有RRMS的人。FutureMS的前瞻性特性可以在疾病修改治療之前和期間對所有參與者的臨床、成像、基因組和流體生物標誌物進行縱向評估。隨著可用治療方案數量的增加，我們也必須了解RRMS患者病程的異質性。為確保該研究招募了地理上、社會經濟上和臨床上具有代表性的國家隊列，已做出了大量努力。這裏提出的結果給了我們信心，這已經實現，這樣的研究結果可以推廣到臨床實踐。
蘇格蘭長期以來一直被認為是多發性硬化症的高發地區。49盡管長期以來人們一直在猜測，但原因仍然未知。17個50 - 62幾十年來，人們一直認為蘇格蘭北部島嶼的負擔尤其沉重。63我們對遺傳結果的早期探索證實了在蘇格蘭MS人群中HLA-DRB1*15:01過量(OR 3.90, 95% CI: 2.50至6.34)的預期發現。這提供了一個有用的流行基準，通過這個(和其他)遺傳位點可以評估並與其他MS人群進行比較。FutureMS案例中的RAF為0.34，按照之前公布的標準，64 - 67但並非如此，大量已發表的病例對照研究報告了該基因的較高頻率。68對照組的頻率(0.12)也同樣高，但並不過分。綜上所述，病例的過度頻率強調了該基因在蘇格蘭(和其他地方一樣)對多發性硬化症風險的貢獻的高度可能的重要性，但為其他遺傳或環境因素留下了空間，以解釋為什麼蘇格蘭有特別高的多發性硬化症發病率，還需要進一步的深入探索，並旨在解決這一問題。
最近的和曆史上的研究已經注意到，在整個蘇格蘭，多發性硬化症負擔的分布存在地區差異，17 50 61 69與在許多其他國家進行區域分析的結果一致。70 - 74這項研究的一個優勢是，在地理上具有全國人口的代表性，它可能處於有利地位，以調查疾病負擔空間異質性的遺傳和環境假設。
與其他具有強烈環境風險因素的疾病相比，MS與社會經濟剝奪指數的關聯似乎比預期的要小。蘇格蘭的多項流行病學研究已經證實了這一點49 75 76到目前為止還沒有解釋。事實上，考慮到已經確定的MS環境風險因素(如維生素D缺乏，青少年肥胖和吸煙)與蘇格蘭的貧困密切相關，這是有趣的矛盾。77 - 80
這裏提出的探索性分析表明，我們的隊列可以被認為是全國代表性的。然而，我們建議謹慎地將這一人群的任何發現推廣到我們研究範圍之外的個體。例如，對於那些在發病時經曆了如此侵襲性疾病的pwMS, DMT是緊急啟動的(因為這些人不符合招募資格)，或那些被診斷為年齡分布極端的人(特別是<18歲)。同樣，如果試圖推廣到具有更多異種近期血統的人群和最初表現為進行性疾病的人群，可能需要謹慎。
多發性硬化症是一種臨床異質性疾病，表現為影響中樞神經係統不同部位的不同症狀，可能間雜有長時間無明顯疾病。1這種異質性使診斷具有挑戰性，延遲診斷是常見的。患者之間求醫行為的差異和臨床醫生之間的差異會加劇這種異質性。雖然我們使用6個月作為“新診斷”的代表，但從病理生理學角度來看，這並不一定等同於“早期”疾病，這是我們研究的一個重要局限性。在FutureMS隊列中，從首次症狀到診斷所花費的時間從一天到33.5年不等。因此，這可能是不可避免的，在像FutureMS這樣的初始隊列中，基線的生物標誌物將不同程度地反映疾病發作時的真實水平。然而，這項研究的一個優點是，參與者在診斷後盡早入組。雖然疾病診斷的日期並不等同於疾病發病的日期，但對於這種規模的研究來說，這是可能的最佳實際妥協。
我們早期對殘疾嚴重程度與人口統計學和生活方式因素之間的關係的探索強調了當前吸煙者和非吸煙者在身體殘疾測量方麵的明顯差異，在基線時可以觀察到。重要的是，在研究的第一年，當前吸煙者的比例發生了很小的變化，盡管有強有力的證據表明吸煙會惡化疾病活動。81這就突出了對所有新診斷為多發性硬化症的吸煙者盡早提供谘詢的必要性，並提供關於戒煙的好處和吸煙(包括被動吸煙)對多發性硬化症的具體危害的信息。對於一些pwMS，特別是那些吸煙與遺傳易感性相結合的人來說，戒煙的好處可能非常大。
幸運的是，PHQ-9測量的抑鬱症是診斷後第一年改善最多的臨床測量方法之一。然而，我們注意到在基線時，抑鬱症的負擔很高，特別是在被診斷為MS且失業的患者中。抑鬱症和就業之間的關係有許多可能的解釋是合理的，進一步的工作將是必要的，旨在描繪這種關係的因果結構，以指導有效的幹預措施。這些發現強調了多發性硬化症早期考慮心理健康負擔的重要性。令人欣慰的是，這些分數在病情早期平均有所改善，這可能會讓一些患者放心，並可能鼓勵在情beplay体育相关新闻緒沒有改善的情況下進行心理健康治療。
總之，我們預計FutureMS隊列的長期隨訪將導致預測MS患者未來殘疾的臨床有用工具的發展。
數據可用性聲明
應合理要求提供數據。數據(和/或樣本)可在研究提案經設立的小組委員會批準後提供。研究小組歡迎查詢合作或使用隊列數據和/或樣本的外部研究建議。
倫理語句
患者發表同意書
倫理批準
本研究涉及人類參與者，並由NHS東南蘇格蘭研究倫理委員會(02)批準:(REC 15//SS/0233)對照樣本在蘇格蘭東部NHS批準下收集。研究倫理委員會(REC01)作為蘇格蘭再生神經組織庫項目(參考文獻:15/ES/0094)的一部分。15/ ss /0233 & 15/ es /0094。參與者在參與研究前均知情同意參與研究。
致謝
本研究感謝FutureMS的參與者。我們要感謝FutureMS聯盟的非作者貢獻者和蘇格蘭NHS神經內科的臨床合作者。感謝FutureMS，由蘇格蘭精確醫學創新中心(PMSIC)主辦，並由蘇格蘭基金委員會向蘇格蘭精確醫學創新中心(PMSIC)和Biogen Idec保險公司提供贈款。PK由ECAT/Wellcome獎學金支持。我們非常感謝奧利維亞弗萊明對草稿的審查和校對。
參考文獻
補充材料
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補充數據
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腳注
推特@kearnsneuro， @LeeMurphyCRF， @dr_niall
貢獻者PKAK進行數據清理(CW協助)，分析數據並撰寫初稿。PKAK, SJM, JC, RM, ENY為本文提供了數據和/或分析。PKAK、SJM、YC、CW、AS、PC、SC進行患者訪視，收集第一手資料。KH, ST, EF, LM分析實驗室數據並進行遺傳學實驗。RM, ENY, YC, ADW分析了放射/成像數據。PKAK, SJM, RM, ENY, CW, AS, AH, PF, DH, ADW, PC, SC計劃分析和管理數據收集。PC, MM, JO, FJC-A, NJJM, SC負責研究地點。SEB, AH, LM策劃並進行了遺傳學和轉錄組學實驗。PC, ADW, SC構思了隊列，設計，獲得資金，批準研究。SC是本研究的擔保人。 All authors contributed to revising drafts of the initial manuscript and satisfy ICMJE 2018 criteria for authorship.
資金FutureMS由蘇格蘭精準醫學創新中心(PMS_IC: R44346 & R44800)、羅琳診所和Biogen Idec資助。保險由聯合讚助商:洛錫安NHS和愛丁堡大學提供。
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