空間記憶缺陷與血漿p-tau217/Aβ42/Aβ40比值:增強(qiáng)SCD人群中Aβ PET陽(yáng)性識(shí)別敏感性的新型生物標(biāo)志物組合
《The Journal of Prevention of Alzheimer's Disease》:Visuospatial memory deficit, plasma p-tau217, and Aβ42/Aβ40 ratio enhance sensitivity to identify Aβ PET positivity in individuals with SCD
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為了解決主觀認(rèn)知下降(SCD)早期階段難以識(shí)別阿爾茨海默。ˋD)病理的問(wèn)題,本研究通過(guò)整合多維度評(píng)估,發(fā)現(xiàn)視覺(jué)空間記憶(BVMT-LD)和血漿p-tau217/Aβ42/Aβ40組合能高精度(AUC高達(dá)0.94)預(yù)測(cè)Aβ病理,為AD早期篩查提供了低成本、高靈敏度的方案,對(duì)實(shí)現(xiàn)早期干預(yù)、延緩疾病進(jìn)展具有重要意義。
隨著全球人口老齡化的加劇,阿爾茨海默。ˋlzheimer's Disease, AD)作為最常見(jiàn)的癡呆癥病因,帶來(lái)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)和照護(hù)負(fù)擔(dān)日益沉重。在中國(guó),情況尤為嚴(yán)峻,據(jù)統(tǒng)計(jì),有超過(guò)980萬(wàn)60歲及以上的成年人患有癡呆,另有3880萬(wàn)人受到輕度認(rèn)知障礙(Mild Cognitive Impairment, MCI)的影響。然而,AD的診療窗口往往過(guò)晚,在患者出現(xiàn)顯著的認(rèn)知障礙(如MCI)時(shí)才被診斷出來(lái),此時(shí)神經(jīng)元損傷和認(rèn)知功能衰退已經(jīng)相當(dāng)嚴(yán)重,許多新興療法(如靶向淀粉樣蛋白β的免疫療法和疾病修飾療法DMTs)的最佳干預(yù)時(shí)機(jī)可能已經(jīng)錯(cuò)過(guò)。因此,如何在更早的階段,甚至在臨床癥狀出現(xiàn)之前就精準(zhǔn)識(shí)別出AD的病理進(jìn)程,成為了當(dāng)前研究和臨床實(shí)踐的關(guān)鍵挑戰(zhàn)。
主觀認(rèn)知下降(Subjective Cognitive Decline, SCD)正是這樣一個(gè)極早期的階段。這個(gè)階段的個(gè)體自我感覺(jué)認(rèn)知能力持續(xù)下降,但在標(biāo)準(zhǔn)的認(rèn)知測(cè)試中表現(xiàn)卻仍在正常范圍內(nèi),不足以被診斷為MCI。盡管表面上看起來(lái)“沒(méi)事”,但研究發(fā)現(xiàn),部分SCD個(gè)體的大腦中可能已經(jīng)開(kāi)始了AD的典型病理變化——淀粉樣蛋白β(Aβ)沉積和tau蛋白磷酸化。如果能在這個(gè)“靜默期”識(shí)別出這些高危個(gè)體,將為實(shí)現(xiàn)真正意義上的早期干預(yù)和疾病預(yù)防提供寶貴的機(jī)會(huì)。但現(xiàn)實(shí)是,當(dāng)前大多數(shù)篩查工具(如MoCA-B、ACE-III)是為檢測(cè)MCI等臨床認(rèn)知障礙設(shè)計(jì)的,對(duì)SCD這種前驅(qū)階段的細(xì)微變化不夠敏感。同時(shí),作為病理診斷“金標(biāo)準(zhǔn)”的Aβ正電子發(fā)射斷層掃描(PET)成像成本高昂、可及性有限,難以用于大規(guī)模人群篩查;谘旱纳飿(biāo)志物(如Aβ42/Aβ40、p-tau217)雖然前景廣闊,但單一指標(biāo)的診斷效能或在SCD階段的適用性仍需探索。
為了應(yīng)對(duì)這一難題,由Qinjie Li、Lin Huang、Ying Wang、Yihui Guan、Fang Xie和Qihao Guo組成的研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)針對(duì)性的研究,并發(fā)表在《The Journal of Prevention of Alzheimer's Disease》上。他們的核心問(wèn)題是:在SCD階段,哪些特定的認(rèn)知功能異常和血漿生物標(biāo)志物能夠最敏感地提示大腦中的Aβ病理沉積?如果將這些易于獲取的認(rèn)知評(píng)估指標(biāo)與血液指標(biāo)結(jié)合起來(lái),能否建立一個(gè)高效、低成本、且適用于臨床的早期篩查模型?
為了回答這個(gè)問(wèn)題,研究人員利用了來(lái)自中國(guó)阿爾茨海默病臨床前期研究(C-PAS)的231名參與者(74名正常對(duì)照和157名SCD個(gè)體)的隊(duì)列數(shù)據(jù)。這些參與者接受了包括聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)學(xué)習(xí)測(cè)驗(yàn)(AVLT-H)和簡(jiǎn)易視覺(jué)空間記憶測(cè)驗(yàn)(BVMT)在內(nèi)的全面的神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估、Aβ和tau蛋白PET掃描,以及血液中Aβ40、Aβ42、p-tau181、p-tau217、神經(jīng)絲輕鏈(NfL)和膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)水平的檢測(cè)。研究人員將SCD人群根據(jù)Aβ PET結(jié)果分為Aβ陽(yáng)性(Aβ+)和Aβ陰性(Aβ-)兩組,比較了兩組在認(rèn)知表現(xiàn)、血漿生物標(biāo)志物和tau PET結(jié)果上的差異。隨后,他們運(yùn)用最小絕對(duì)收縮和選擇算子(LASSO)回歸和邏輯回歸分析,構(gòu)建并比較了三種不同的預(yù)測(cè)模型:基于神經(jīng)心理學(xué)的模型、基于血漿生物標(biāo)志物的模型以及融合了人口學(xué)、認(rèn)知和血液指標(biāo)的多模態(tài)模型。最后,他們還分析了不同認(rèn)知測(cè)試結(jié)果與生物標(biāo)志物之間的相關(guān)性。
本研究采用的關(guān)鍵技術(shù)方法主要包括:1. 來(lái)自中國(guó)阿爾茨海默病臨床前期研究(C-PAS)的多中心、標(biāo)準(zhǔn)化隊(duì)列數(shù)據(jù)收集。2. 全面的神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估,覆蓋記憶、執(zhí)行、語(yǔ)言、視空間、注意、元認(rèn)知和情緒等多個(gè)認(rèn)知域。3. 18F-florbetapir PET用于體內(nèi)檢測(cè)Aβ沉積,并通過(guò)視覺(jué)評(píng)級(jí)和標(biāo)準(zhǔn)攝取值比(SUVR)進(jìn)行量化。4. 18F-MK-6240 PET結(jié)合MRI用于評(píng)估tau蛋白沉積的分布和負(fù)荷,基于Braak分期模板計(jì)算SUVR。5. 基于Chemclin LiCA?自動(dòng)化免疫分析平臺(tái)的多重血漿生物標(biāo)志物檢測(cè)。6. 使用LASSO回歸進(jìn)行高維數(shù)據(jù)特征選擇,并結(jié)合邏輯回歸構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,通過(guò)受試者工作特征(ROC)曲線評(píng)估模型效能。
研究得出了一系列關(guān)鍵結(jié)果:
3.1. 人口學(xué)和臨床特征
研究發(fā)現(xiàn),在SCD人群中,與Aβ-組相比,Aβ+組表現(xiàn)出更差的整體認(rèn)知(MoCA-B, ACE-III)、視覺(jué)空間記憶(BVMT的長(zhǎng)期延遲回憶BVMT-LD、再認(rèn)BVMT-R、學(xué)習(xí)能力BVMT-L和總分BVMT-T)、執(zhí)行功能(STT-A, STT-B)和元認(rèn)知(DOC-SD, SMQ)。同時(shí),Aβ+組的tau PET SUVr(Braak I-II、III-IV、V-VI)、血漿p-tau217、p-tau181和GFAP水平顯著更高,而Aβ42/Aβ40比值顯著更低。
3.2. 建立三種類(lèi)型的預(yù)測(cè)模型
研究人員構(gòu)建了三種模型來(lái)預(yù)測(cè)SCD個(gè)體的Aβ?tīng)顟B(tài):
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模型1(神經(jīng)心理學(xué)模型):經(jīng)過(guò)特征篩選,最終包含BVMT-LD和MoCA-B,其預(yù)測(cè)AUC為0.82。
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模型2(血漿模型):經(jīng)過(guò)邏輯回歸篩選,最終包含p-tau217和Aβ42/Aβ40,其預(yù)測(cè)AUC高達(dá)0.93。
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模型3(多模態(tài)模型):從15個(gè)候選特征中通過(guò)LASSO回歸篩選出兩個(gè)最強(qiáng)預(yù)測(cè)因子:BVMT-LD和p-tau217,其預(yù)測(cè)AUC為0.94。
3.3. 不同模型的診斷效能
ROC曲線分析顯示,模型3(AUC=0.94)和模型2(AUC=0.93)的診斷效能無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,且均顯著優(yōu)于模型1(AUC=0.82)。這表明,僅憑血液指標(biāo)(p-tau217 + Aβ42/Aβ40)就足以高精度地識(shí)別SCD人群中的Aβ病理;而結(jié)合視覺(jué)空間記憶測(cè)試(BVMT-LD)和血漿p-tau217,同樣可以達(dá)到頂尖的預(yù)測(cè)水平。
3.4. 視覺(jué)空間和聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)記憶測(cè)試與生物標(biāo)志物的偏相關(guān)分析
在Aβ+的SCD個(gè)體中,聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)記憶(AVLT-LD)與tau PET視覺(jué)分期和血漿p-tau217水平呈顯著負(fù)相關(guān),表明其與tau病理嚴(yán)重程度聯(lián)系更緊密。而視覺(jué)空間記憶(BVMT-LD)則與血漿p-tau217和GFAP水平呈顯著負(fù)相關(guān),后者提示神經(jīng)炎癥過(guò)程,表明BVMT-LD不僅與tau病理相關(guān),也可能反映了由Aβ沉積觸發(fā)的更廣泛的神經(jīng)退行性過(guò)程。
研究的結(jié)論和討論部分清晰地歸納了這些發(fā)現(xiàn)的意義。本研究證實(shí),在主觀認(rèn)知下降階段,視覺(jué)空間記憶缺陷和血漿p-tau217是識(shí)別Aβ病理的強(qiáng)有力生物標(biāo)志物。通過(guò)構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,研究人員發(fā)現(xiàn),結(jié)合BVMT-LD和p-tau217(模型3)能達(dá)到與最佳血漿組合(p-tau217 + Aβ42/Aβ40,模型2)相當(dāng)?shù)母哳A(yù)測(cè)精度(AUC分別為0.94和0.93)。這不僅驗(yàn)證了血漿p-tau217作為AD早期病理標(biāo)志物的強(qiáng)大能力,還首次在SCD人群中系統(tǒng)性地揭示了視覺(jué)空間記憶測(cè)試(BVMT)相比傳統(tǒng)聽(tīng)覺(jué)詞語(yǔ)記憶測(cè)試(AVLT)對(duì)Aβ病理可能具有更高的敏感性。深入的相關(guān)性分析進(jìn)一步揭示了不同認(rèn)知維度與病理進(jìn)程的關(guān)聯(lián):聽(tīng)覺(jué)記憶更緊密地關(guān)聯(lián)于tau病理的嚴(yán)重程度,而視覺(jué)空間記憶則對(duì)Aβ沉積本身更為敏感,并可能與下游的神經(jīng)炎癥(GFAP升高)有關(guān)。
這項(xiàng)研究的意義重大。首先,它為阿爾茨海默病的超早期篩查提供了一套極具臨床應(yīng)用潛力的“組合拳”:一個(gè)簡(jiǎn)單易行的認(rèn)知測(cè)試(BVMT)加上一項(xiàng)血液檢測(cè)(p-tau217),即可高效識(shí)別出處于AD病理早期、但臨床癥狀尚不明顯的SCD高危個(gè)體。其次,研究提示,在資源有限、無(wú)法標(biāo)準(zhǔn)化檢測(cè)不穩(wěn)定的Aβ42/Aβ40比值的基層醫(yī)療機(jī)構(gòu),采用“BVMT-LD + p-tau217”方案是一個(gè)靈活且高效的替代選擇。最后,該研究強(qiáng)調(diào)了視覺(jué)空間記憶評(píng)估在AD早期診斷中的獨(dú)特價(jià)值,推動(dòng)了認(rèn)知評(píng)估工具的精細(xì)化發(fā)展?傊,這項(xiàng)工作為實(shí)現(xiàn)阿爾茨海默病的“早發(fā)現(xiàn)、早干預(yù)”目標(biāo)提供了重要的科學(xué)依據(jù)和實(shí)踐路徑,有助于在疾病造成不可逆損傷之前開(kāi)啟治療窗口,從而有望延緩甚至阻止疾病向癡呆階段的進(jìn)展。