Genetic roots of multiple sclerosis The genetics underlying who develops multiple sclerosis (MS) have been difficult to work out. Examining more than 47,000 cases and 68,000 controls with multiple genome-wide association studies, the International Multiple Sclerosis Genetics Consortium identified more than 200 risk loci in MS (see the Perspective by Briggs). Focusing on the best candidate genes, including a model of the major histocompatibility complex region, the authors identified statistically independent effects at the genome level. Gene expression studies detected that every major immune cell type is enriched for MS susceptibility genes and that MS risk variants are enriched in brain-resident immune cells, especially microglia. Up to 48% of the genetic contribution of MS can be explained through this analysis. Science , this issue p. eaav7188 ; see also p. 1383

Importance

 Neurofilament light protein (NfL) is elevated in cerebrospinal fluid (CSF) of a number of neurological conditions compared with healthy controls (HC) and is a candidate biomarker for neuroaxonal damage. The influence of age and sex is largely unknown, and levels across neurological disorders have not been compared systematically to date. 

Objectives

 To assess the associations of age, sex, and diagnosis with NfL in CSF (cNfL) and to evaluate its potential in discriminating clinically similar conditions. 

Data Sources

 PubMed was searched for studies published between January 1, 2006, and January 1, 2016, reporting cNfL levels (using the search termsneurofilament lightandcerebrospinal fluid) in neurological or psychiatric conditions and/or in HC. 

Study Selection

 Studies reporting NfL levels measured in lumbar CSF using a commercially available immunoassay, as well as age and sex. 

Data Extraction and Synthesis

 Individual-level data were requested from study authors. Generalized linear mixed-effects models were used to estimate the fixed effects of age, sex, and diagnosis on log-transformed NfL levels, with cohort of origin modeled as a random intercept. 

Main Outcome and Measure

 The cNfL levels adjusted for age and sex across diagnoses. 

Results

 Data were collected for 10 059 individuals (mean [SD] age, 59.7 [18.8] years; 54.1% female). Thirty-five diagnoses were identified, including inflammatory diseases of the central nervous system (n = 2795), dementias and predementia stages (n = 4284), parkinsonian disorders (n = 984), and HC (n = 1332). The cNfL was elevated compared with HC in a majority of neurological conditions studied. Highest levels were observed in cognitively impaired HIV-positive individuals (iHIV), amyotrophic lateral sclerosis, frontotemporal dementia (FTD), and Huntington disease. In 33.3% of diagnoses, including HC, multiple sclerosis, Alzheimer disease (AD), and Parkinson disease (PD), cNfL was higher in men than women. The cNfL increased with age in HC and a majority of neurological conditions, although the association was strongest in HC. The cNfL overlapped in most clinically similar diagnoses except for FTD and iHIV, which segregated from other dementias, and PD, which segregated from atypical parkinsonian syndromes. 

Conclusions and Relevance

 These data support the use of cNfL as a biomarker of neuroaxonal damage and indicate that age-specific and sex-specific (and in some cases disease-specific) reference values may be needed. The cNfL has potential to assist the differentiation of FTD from AD and PD from atypical parkinsonian syndromes.

Although highly effective disease-modifying therapies for multiple sclerosis (MS) have been associated with an increased risk of infections vs injectable therapies interferon beta and glatiramer acetate (GA), the magnitude of potential risk increase is not well established in real-world populations. Even less is known about infection risk associated with rituximab, which is extensively used off-label to treat MS in Sweden.To examine the risk of serious infections associated with disease-modifying treatments for MS.This nationwide register-based cohort study was conducted in Sweden from January 1, 2011, to December 31, 2017. National registers with prospective data collection from the public health care system were used. All Swedish patients with relapsing-remitting MS whose data were recorded in the Swedish MS register as initiating treatment with rituximab, natalizumab, fingolimod, or interferon beta and GA and an age-matched and sex-matched general population comparator cohort were included.Treatment with rituximab, natalizumab, fingolimod, and interferon beta and GA.Serious infections were defined as all infections resulting in hospitalization. Additional outcomes included outpatient treatment with antibiotic or herpes antiviral medications. Adjusted hazard ratios (HRs) were estimated in Cox regressions.A total of 6421 patients (3260 taking rituximab, 1588 taking natalizumab, 1535 taking fingolimod, and 2217 taking interferon beta/GA) were included, plus a comparator cohort of 42 645 individuals. Among 6421 patients with 8600 treatment episodes, the mean (SD) age at treatment start ranged from 35.0 (10.1) years to 40.4 (10.6) years; 6186 patients were female. The crude rate of infections was higher in patients with MS taking interferon beta and GA than the general population (incidence rate, 8.9 [95% CI, 6.4-12.1] vs 5.2 [95% CI, 4.8-5.5] per 1000 person-years), and higher still in patients taking fingolimod (incidence rate, 14.3 [95% CI, 10.8-18.5] per 1000 person-years), natalizumab (incidence rate, 11.4 [95% CI, 8.3-15.3] per 1000 person-years), and rituximab (incidence rate, 19.7 [95% CI, 16.4-23.5] per 1000 person-years). After confounder adjustment, the rate remained significantly higher for rituximab (HR, 1.70 [95% CI, 1.11-2.61]) but not fingolimod (HR, 1.30 [95% CI, 0.84-2.03]) or natalizumab (HR, 1.12 [95% CI, 0.71-1.77]) compared with interferon beta and GA. In contrast, use of herpes antiviral drugs during rituximab treatment was similar to that of interferon beta and GA and lower than that of natalizumab (HR, 1.82 [1.34-2.46]) and fingolimod (HR, 1.71 [95% CI, 1.27-2.32]).Patients with MS are at a generally increased risk of infections, and this differs by treatment. The rate of infections was lowest with interferon beta and GA; among newer treatments, off-label use of rituximab was associated with the highest rate of serious infections. The different risk profiles should inform the risk-benefit assessments of these treatments.

Multiple sclerosis is an autoimmune disease that is caused by the interplay of genetic, particularly the HLA-DR15 haplotype, and environmental risk factors. How these etiologic factors contribute to generating an autoreactive CD4+ T cell repertoire is not clear. Here, we demonstrate that self-reactivity, defined as “autoproliferation” of peripheral Th1 cells, is elevated in patients carrying the HLA-DR15 haplotype. Autoproliferation is mediated by memory B cells in a HLA-DR-dependent manner. Depletion of B cells in vitro and therapeutically in vivo by anti-CD20 effectively reduces T cell autoproliferation. T cell receptor deep sequencing showed that in vitro autoproliferating T cells are enriched for brain-homing T cells. Using an unbiased epitope discovery approach, we identified RASGRP2 as target autoantigen that is expressed in the brain and B cells. These findings will be instrumental to address important questions regarding pathogenic B-T cell interactions in multiple sclerosis and possibly also to develop novel therapies.

Objective:

 To examine the effects of disease activity, disability, and disease-modifying therapies (DMTs) on serum neurofilament light (NFL) and the correlation between NFL concentrations in serum and CSF in multiple sclerosis (MS). 

Methods:

 NFL concentrations were measured in paired serum and CSF samples (n = 521) from 373 participants: 286 had MS, 45 had other neurologic conditions, and 42 were healthy controls (HCs). In 138 patients with MS, the serum and CSF samples were obtained before and after DMT treatment with a median interval of 12 months. The CSF NFL concentration was measured with the UmanDiagnostics NF-light enzyme-linked immunosorbent assay. The serum NFL concentration was measured with an in-house ultrasensitive single-molecule array assay. 

Results:

 In MS, the correlation between serum and CSF NFL was r = 0.62 (p < 0.001). Serum concentrations were significantly higher in patients with relapsing-remitting MS (16.9 ng/L) and in patients with progressive MS (23 ng/L) than in HCs (10.5 ng/L, p < 0.001 and p < 0.001, respectively). Treatment with DMT reduced median serum NFL levels from 18.6 (interquartile range [IQR] 12.6–32.7) ng/L to 15.7 (IQR 9.6–22.7) ng/L (p < 0.001). Patients with relapse or with radiologic activity had significantly higher serum NFL levels than those in remission (p < 0.001) or those without new lesions on MRI (p < 0.001). 

Conclusions:

 Serum and CSF NFL levels were highly correlated, indicating that blood sampling can replace CSF taps for this particular marker. Disease activity and DMT had similar effects on serum and CSF NFL concentrations. Repeated NFL determinations in peripheral blood for detecting axonal damage may represent new possibilities in MS monitoring.

Abstract Objective: The impact of present disease‐modifying treatments (DMTs) in multiple sclerosis (MS) on nerve injury and reactive astrogliosis is still unclear. Therefore, we studied the effect of natalizumab treatment on the release of 2 brain‐specific tissue damage markers into cerebrospinal fluid (CSF) in MS patients. Methods: CSF samples from 92 patients with relapsing forms of MS were collected in a prospective manner prior to natalizumab treatment and after 6 or 12 months. In 86 cases, natalizumab was used as second‐line DMT due to breakthrough of disease activity. The levels of neurofilament light (NFL) and glial fibrillary acidic protein (GFAP) were determined using highly sensitive in‐house developed enzyme‐linked immunosorbent assays. Results: Natalizumab treatment led to a 3‐fold reduction of NFL levels, from a mean value of 1,300 (standard deviation [SD], 2,200) to 400 (SD, 270) ng/l ( p < 0.001). The later value was not significantly different from that found in healthy control subjects (350ng/l; SD, 170; n = 28). Subgroup analysis revealed a consistent effect on NFL release, regardless of previous DMT or whether patients had relapses or were in remission within 3 months prior to natalizumab treatment. No differences between pre‐ and post‐treatment levels of GFAP were detected. Interpretation: Our data demonstrate that natalizumab treatment reduces the accumulation of nerve injury in relapsing forms of MS. It is anticipated that highly effective anti‐inflammatory treatment can reduce axonal loss, thereby preventing development of permanent neurological disability. Ann Neurol 2010

Background Serum neurofilament light chain (sNfL) is a biomarker of neuronal damage that is used not only to monitor disease activity and response to drugs and to prognosticate disease course in people with multiple sclerosis on the group level. The absence of representative reference values to correct for physiological age-dependent increases in sNfL has limited the diagnostic use of this biomarker at an individual level. We aimed to assess the applicability of sNfL for identification of people at risk for future disease activity by establishing a reference database to derive reference values corrected for age and body-mass index (BMI). Furthermore, we used the reference database to test the suitability of sNfL as an endpoint for group-level comparison of effectiveness across disease-modifying therapies. Methods For derivation of a reference database of sNfL values, a control group was created, comprising participants with no evidence of CNS disease taking part in four cohort studies in Europe and North America. We modelled the distribution of sNfL concentrations in function of physiological age-related increase and BMI-dependent modulation, to derive percentile and Z score values from this reference database, via a generalised additive model for location, scale, and shape. We tested the reference database in participants with multiple sclerosis in the Swiss Multiple Sclerosis Cohort (SMSC). We compared the association of sNfL Z scores with clinical and MRI characteristics recorded longitudinally to ascertain their respective disease prognostic capacity. We validated these findings in an independent sample of individuals with multiple sclerosis who were followed up in the Swedish Multiple Sclerosis registry. Findings We obtained 10 133 blood samples from 5390 people (median samples per patient 1 [IQR 1–2] in the control group). In the control group, sNfL concentrations rose exponentially with age and at a steeper increased rate after approximately 50 years of age. We obtained 7769 samples from 1313 people (median samples per person 6·0 [IQR 3·0–8·0]). In people with multiple sclerosis from the SMSC, sNfL percentiles and Z scores indicated a gradually increased risk for future acute (eg, relapse and lesion formation) and chronic (disability worsening) disease activity. A sNfL Z score above 1·5 was associated with an increased risk of future clinical or MRI disease activity in all people with multiple sclerosis (odds ratio 3·15, 95% CI 2·35–4·23; p<0·0001) and in people considered stable with no evidence of disease activity (2·66, 1·08–6·55; p=0·034). Increased Z scores outperformed absolute raw sNfL cutoff values for diagnostic accuracy. At the group level, the longitudinal course of sNfL Z score values in people with multiple sclerosis from the SMSC decreased to those seen in the control group with use of monoclonal antibodies (ie, alemtuzumab, natalizumab, ocrelizumab, and rituximab) and, to a lesser extent, oral therapies (ie, dimethyl fumarate, fingolimod, siponimod, and teriflunomide). However, longitudinal sNfL Z scores remained elevated with platform compounds (interferons and glatiramer acetate; p<0·0001 for the interaction term between treatment category and treatment duration). Results were fully supported in the validation cohort (n=4341) from the Swedish Multiple Sclerosis registry. Interpretation The use of sNfL percentiles and Z scores allows for identification of individual people with multiple sclerosis at risk for a detrimental disease course and suboptimal therapy response beyond clinical and MRI measures, specifically in people with disease activity-free status. Additionally, sNfL might be used as an endpoint for comparing effectiveness across drug classes in pragmatic trials. Funding Swiss National Science Foundation, Progressive Multiple Sclerosis Alliance, Biogen, Celgene, Novartis, Roche.

To investigate the safety and efficacy of rituximab in multiple sclerosis (MS).In this retrospective uncontrolled observational multicenter study, off-label rituximab-treated patients with MS were identified through the Swedish MS register. Outcome data were collected from the MS register and medical charts. Adverse events (AEs) grades 2-5 according to the Common Terminology Criteria for Adverse Events were recorded.A total of 822 rituximab-treated patients with MS were identified: 557 relapsing-remitting MS (RRMS), 198 secondary progressive MS (SPMS), and 67 primary progressive MS (PPMS). At baseline, 26.2% had contrast-enhancing lesions (CELs). Patients were treated with 500 or 1,000 mg rituximab IV every 6-12 months, during a mean 21.8 (SD 14.3) months. During treatment, the annualized relapse rates were 0.044 (RRMS), 0.038 (SPMS), and 0.015 (PPMS), and 4.6% of patients displayed CELs. Median Expanded Disability Status Scale remained unchanged in RRMS (p = 0.42) and increased by 0.5 and 1.0 in SPMS and PPMS, respectively (p = 0.10 and 0.25). Infusion-related AEs occurred during 7.8% of infusions and most were mild. A total of 89 AEs grades ≥2 (of which 76 infections) were recorded in 72 patients. No case of progressive multifocal leukoencephalopathy was detected.This is the largest cohort of patients with MS treated with rituximab reported so far. The safety, clinical, and MRI findings in this heterogeneous real-world cohort treated with different doses of rituximab were similar to those reported in previous randomized controlled trials on B-cell depletion therapy in MS.This study provides Class IV evidence that for patients with MS, rituximab is safe and effective.