生物標誌物臨床驗證圖（再添新證多種血液生物標誌物的組合有望成為AD早期識別的有效方法）

2023-09-22 06:02:40 1

目前，全世界約5000萬人患有痴呆症，平均每3秒鐘就有1例新增痴呆患者。阿爾茨海默病（Alzheimer 's disease, AD）是老年人最常見的神經退行性痴呆，臨床主要表現為進行性認知功能下降，伴有精神行為異常和日常生活能力受損。其病因複雜，病理具有高度異質性。

阿爾茨海默病起病隱匿，研究發現，在發病前20年甚至更早即可出現病理生理學改變。然而，在此期間，沒有或僅出現輕微症狀，這一特點極大地增加了AD早期診斷和預防的難度。目前，最成熟的AD生物標誌物基於核心病理特徵Aβ和tau，主要是通過CSF和PET掃描檢測。2018年，美國國家老齡化研究所阿爾茨海默病協會（NIA-AA）制訂的ATN生物學診斷框架：A指澱粉樣蛋白（Aβ），包括腦脊液（CSF）Aβ42水平、Aβ42/40比值、澱粉樣蛋白正電子發射斷層掃描（PET）等；T指病理性tau，包括腦脊液p-tau、tau-PET等；N指神經變性，包括結構核磁共振（MRI）、氟脫氧葡萄糖（FDG）-PET、腦脊液t-tau等，ATN診斷框架將AD的診斷由臨床診斷向生物標誌物診斷過渡。然而，高侵入性及高成本阻礙了其臨床應用。因此，我們迫切需要無創、經濟、易於實現的生物標誌物來早期識別AD。

去年，一篇題為「Performance of Plasma Amyloid β, Total Tau, and Neurofilament Light Chain in the Identification of Probable Alzheimer’s Disease in South China」的橫斷面研究1檢測了來自中國南方地區的277名AD患者和153名認知功能正常的健康對照者血液生物標誌物水平，包括Aβ42，Aβ40，t-tau及神經絲輕鏈（NfL），旨在評估血漿生物標誌物在中國南方人群中診斷AD的效能。那麼，該研究結果如何？將帶給我們何種啟示？血液生物標誌物能否成為早期識別AD的有效方法？讓我們帶著這些問題一起來看看吧~

研究概述

本研究共納入了2017年3月至2019年12月期間招募的430名受試者，包括277名AD的患者（AD組）和153名認知功能正常的健康對照者（CN組）。採用超靈敏免疫檢測技術檢測血漿中Aβ42、Aβ40、t-tau和NfL水平。同時，對89例AD患者進行腰椎穿刺，檢測CSF中的Aβ42、Aβ40、t-tau和p-tau水平。通過相關性分析評估血漿和CSF生物標誌物之間的一致性。最後，通過構建ROC曲線，進一步評估血液生物標誌物對AD的診斷價值。研究結果顯示：

➤AD組患者與認知功能正常的對照組血漿生物標誌物水平存在顯著差異

在校正混雜因素之前，所有檢測到的血漿生物標誌物，包括Aβ42、Aβ40、Aβ42/Aβ40，t-tau和NfL，在AD組和CN組之間存在顯著差異。其中，AD組血漿Aβ42和Aβ42/40水平顯著低於CN組（分別為p=0.02和p<0.001）。

在調整年齡、性別和APOE（載脂蛋白E）等位基因後， AD組血漿t-tau和NfL水平均顯著高於CN組（p<0.001），而Aβ42、Aβ40以及Aβ42/Aβ40差異不具有統計學意義（圖1）。

圖1：AD組和CN組血液生物標誌物水平比較

➤AD患者血漿和腦脊液生物標誌物中，血漿t-tau與腦脊液t-tau表現出正相關

為了了解血漿生物標誌物是否能有效反應腦組織中病理的改變，該研究中分析了AD患者血漿和腦脊液生物標誌物水平的相關性。結果提示在調整年齡、性別及APOE等位基因後，血漿中t-tau與CSF中的t-tau呈顯著的正相關（r=319，p=0.003）（表1）。

表1：AD患者血液生物標誌物和腦脊液生物標誌物相關性分析

生物標誌物之間的相關性差異具有統計學意義（p<0.05）

➤納入年齡、性別和APOE等位基因的組合模型在AD識別方面表現出最佳診斷效能

最後，為了評估血漿標誌物對AD的診斷效能，研究者對兩組間具有統計學差異的血漿標誌物的診斷準確度進行了通過ROC分析。作為單個血漿生物標誌物，NfL表現出最佳診斷效能（AUC=0.85，靈敏度=73.28%，特異性=83.0%）。而將年齡、性別、APOE等位基因納入模型，血漿中t-tau聯合血漿中NfL水平診斷效能最佳（AUC=0.89，靈敏度=78.65%，特異性=88.88%）（圖2，表2）。

圖2：血液生物標誌物對AD診斷的ROC曲線分析

表2：血液生物標誌物對AD診斷的效能分析

研究結論

儘管使用血液生物標誌物對AD進行準確診斷仍具有挑戰性，但多種血液生物標誌物的組合可能是AD早期識別的一種無創和有效的方法。

專家簡介

沈璐教授

教授、一級主任醫師、博士生/博士後導師

教育部長江學者、國家重點研發計劃項目首席科學家

中南大學湘雅醫院神經內科主任

國家老年疾病臨床研究中心（湘雅醫院）副主任

認知障礙湖南省工程中心主任

湖南省神經變性病與遺傳病精準診療國際科技合作創新基地主任

《國際神經病學神經外科學雜誌》執行主編

中華醫學會神經病學分會神經心理與行為神經病學組副組長

中華醫學會老年醫學分會老年神經病學組委員

中國微循環學會神經變性病專業委員會副主任委員

中國老年醫學學會認知障礙分會常委

中國卒中學會血管性認知障礙分會常委

牽頭國家重點研發計劃1項（2219萬）、課題1項、國家自然科學基金8項

以通訊作者在國際權威雜誌Alzheimer & dementia, Advanced Science、Brain、AJHG等發表SCI論文80餘篇，總被引頻次600餘次

獲國家發明專利3項、省部級科技成果獎6項

獲評」中國研究型醫院傑出青年人才獎」、「中國傑出神經內科醫師青年醫師獎」、「五洲女子科技獎」、「人民名醫-優秀風範」等榮譽

專家點評

隨著老齡化社會的到來， AD給全球公共衛生系統帶來了沉重的社會和經濟負擔，AD的早期識別成為亟待解決的難題，無創性、低成本、基於血液學的生物學標誌物檢測成為近年來的熱門研究方向2。國外的t-tau、NfL、Aβ42、Aβ40、tau181等檢測指標，無法全面覆蓋AD標誌物，展望AD的未來，我們應該去探討更多有意義的血液檢測指標以及檢測技術。

• 研究顯示，Aβ是AD病理過程中的特徵性標誌物，外周血漿中Aβ42/Aβ40比值相較於Aβ42或Aβ40，在預測正常人向MCI（輕度認知障礙）或者AD轉化時更有價值（AUC=0.77）2。

• tau蛋白的過度磷酸化是AD的另一典型病理表現。據最近阿爾茨海默病神經成像計劃（ADNI）中大型前瞻性老年人隊列的縱向數據估計，P⁃tau181分別在腦脊液和PET發現 Aβ異常前6.5年和5.7年達到異常水平，提示P⁃tau181可作為AD痴呆前階段的新型診斷和篩查工具。P⁃tau181 還是一種可用於監測神經變性和認知功能減退的標誌物，且對於AD具有特異性2。

• NfL是神經軸突損傷的標誌，在認知功能減退等臨床症狀出現前10年，NfL就已經發生改變。MCI患者的NfL水平快速增加，與海馬萎縮更快、葡萄糖代謝率更低以及整體認知惡化更快有關2。

• P⁃tau217研究結果表明其可區分AD與其他神經變性疾病，準確率明顯高於基於MRI的影像生物學標誌物。P⁃tau217的升高與認知功能的惡化和腦萎縮相關。因此，血漿P⁃tau217水平有望作為早期AD病理學的生物學標誌物2 。

• 未來需要多中心研究明確診斷AD血液標誌物的cut-off值，才能更好地服務於臨床醫師診斷。

• 此外，由於血液中的AD生物標誌物由於主要來自腦脊液，這些生物標誌物在穿過血腦屏障進入血液後，通常濃度大幅度下降，顯著增加檢測難度，因此單分子免疫檢測技術在國內外均應運而生，目前已廣泛應用於臨床研究領域。通過創新的單分子檢測技術的突破，顯著降低了檢測技術路徑的複雜程度、檢測成本，提高了檢測通量、檢測效率和檢測的穩定性。

綜上，多種血液生物標誌物的組合有望成為AD早期識別的一種無創和有效的方法。相信隨著P⁃tau181、P-tau217等血液檢測指標以及單分子免疫檢測技術的迅猛發展，AD早期識別這一難題很快便會被攻破，未來可期。

參考文獻：

1.Bin Jiao,et al.Front Aging Neurosci.2021 Oct 27;13:749649.

2.中華醫學會神經病學分會痴呆與認知障礙學組.中華神經科雜誌,2022,55(5):421-440.DOI:10.3760/cma.j.cn113694-20211004-00679.