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圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院(Washington University School of Medicine in St． Louis)的研究人員開發(fā)了一種算法,可以估計一個可能患上阿爾茨海默病但沒有認(rèn)知癥狀的人何時開始出現(xiàn)阿爾茨海默病的跡象。

圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院官網(wǎng)9月16日消息

該算法近日在線發(fā)表在《神經(jīng)病學(xué)》(Neurology)雜志上,它使用一種名為淀粉樣蛋白PET的大腦掃描數(shù)據(jù)來測量阿爾茨海默病的關(guān)鍵蛋白質(zhì)β-淀粉樣蛋白的大腦水平。

研究于2021年9月9日發(fā)表在《Neurology》(最新影響因子:9．910)雜志上

在那些最終發(fā)展為阿爾茨海默病失智(Alzheimer's dementia)的人身上,淀粉樣蛋白在大腦中默默地積累了長達(dá)20年的時間,然后才出現(xiàn)混亂和健忘的最初跡象。淀粉樣蛋白PET掃描已經(jīng)廣泛應(yīng)用于阿爾茨海默病的研究,而這種算法代表了一種新的方法來分析這種掃描,以估計癥狀何時會出現(xiàn)。根據(jù)一個人的年齡和一次淀粉樣蛋白PET掃描的數(shù)據(jù),該算法可以估算出一個人已經(jīng)向失智癥發(fā)展了多遠(yuǎn),以及在出現(xiàn)認(rèn)知障礙之前還剩下多少時間。

“在我進(jìn)行淀粉樣蛋白PET掃描的研究中,每當(dāng)我告訴認(rèn)知正常的人陽性結(jié)果時,他們的第一個問題總是:‘我還要多久才能得失智癥?′”資深作者、醫(yī)學(xué)博士、神經(jīng)病學(xué)助理教授Suzanne Schindler 說道,“到目前為止,我只能給出類似這樣的答案,‘你在未來五年內(nèi)患失智癥的風(fēng)險會增加。’” 但這意味著什么呢?人們想知道他們什么時候可能會出現(xiàn)癥狀,而不僅僅是他們是否面臨更高的風(fēng)險。”

該研究資深作者 Suzanne Schindler 博士

Schindler和她的同事分析了236人的淀粉樣蛋白PET掃描,這些人通過華盛頓大學(xué)的Charles F．和Joanne Knight阿爾茨海默病研究中心(Knight ADRC)參與了阿爾茨海默病研究。研究開始時,參與者的平均年齡為67歲。所有參與者都至少進(jìn)行了兩次腦部掃描,平均間隔四年半。研究人員將一種被廣泛使用的標(biāo)準(zhǔn)攝取值比率(standard uptake value ratio,SUVR)用于掃描,以估計每個參與者在每個時間點(diǎn)的大腦中淀粉樣蛋白的水平。

研究人員還訪問了180名參與者的1,300多項臨床評估。評估通常每一到三年進(jìn)行一次。在開始收集數(shù)據(jù)時,大多數(shù)參與者的認(rèn)知能力都是正常的,所以反復(fù)的評估讓研究人員能夠精確地指出每個參與者的認(rèn)知能力何時開始下滑。

Schindler花了數(shù)年時間試圖弄清楚如何利用淀粉樣蛋白PET掃描的數(shù)據(jù)來估計出現(xiàn)癥狀的年齡。當(dāng)她意識到淀粉樣蛋白積累有一個臨界點(diǎn),并且每個人在不同的年齡達(dá)到這個臨界點(diǎn)時,這才有了突破。在這個臨界點(diǎn)之后,淀粉樣蛋白的積累遵循一個可靠的軌跡。

“你可能在50歲時達(dá)到臨界點(diǎn);也可能發(fā)生在你80歲的時候;也可能永遠(yuǎn)都未達(dá)到臨界點(diǎn),”Schindler說,“但一旦你超過了臨界點(diǎn),你就會積累高水平的淀粉樣蛋白,這很可能導(dǎo)致失智癥。如果我們知道一個人現(xiàn)在有多少淀粉樣蛋白,我們就可以計算出他們達(dá)到臨界點(diǎn)的時間,并估計出他們可能出現(xiàn)癥狀之前還需要多久。”

在研究中,年輕時達(dá)到臨界點(diǎn)的人比晚年達(dá)到臨界點(diǎn)的人需要更長的時間出現(xiàn)認(rèn)知癥狀。50歲達(dá)到臨界點(diǎn)的參與者通常需要近20年的時間才出現(xiàn)癥狀;而那些在80歲達(dá)到臨界點(diǎn)的人用不到10年的時間就會出現(xiàn)癥狀。

“當(dāng)我們觀察死于阿爾茨海默病的相對年輕的人的大腦時,除了阿爾茨海默病,他們通常看起來相當(dāng)健康。”Schindler說,“但老年人的大腦更經(jīng)常受到其他原因的損傷,所以他們的認(rèn)知儲備較低,導(dǎo)致?lián)p傷所需的淀粉樣蛋白也更少。”

這項新技術(shù)的強(qiáng)大之處在于,它只需要一次大腦掃描,加上人的年齡。有了這些數(shù)據(jù),該模型可以估計出癥狀出現(xiàn)的時間,正負(fù)數(shù)年。在本研究中,在0(無相關(guān))到1(完全相關(guān))的量表中,預(yù)期癥狀發(fā)病年齡和診斷時的真實(shí)年齡之間的相關(guān)性優(yōu)于0．9。

年老之后,基因變異APOE4是阿爾茨海默病的最強(qiáng)危險因素。攜帶一個基因變體副本的人患阿爾茨海默病的可能性是普通人的2到3倍,攜帶兩個基因變體副本的人患阿爾茨海默病的可能性是普通人的10倍。在這項研究中,攜帶高風(fēng)險變異基因的人更年輕就達(dá)到了臨界點(diǎn),但一旦超過了臨界點(diǎn),他們就會和其他人一樣遵循同樣的軌跡。

“APOE4 似乎具有播種效應(yīng),”Schindler說, “在非常低的水平下,低于臨界點(diǎn),你會看到 APOE4 患者的淀粉樣蛋白增加,而沒有 APOE4 的人則沒有變化。這意味著 APOE4 攜帶者將更快達(dá)到臨界點(diǎn)。擁有兩個 APOE4 副本的人比沒有副本的人早 10 年達(dá)到臨界點(diǎn)。但在那之后,我們認(rèn)為 APOE4 攜帶者和非攜帶者之間沒有區(qū)別。”

淀粉樣蛋白 PET 腦部掃描的自付費(fèi)用約為 6,000 美元,對于常規(guī)臨床使用來說過于昂貴。然而,該算法可以通過簡化臨床試驗來幫助加快藥物開發(fā)的步伐。

“旨在預(yù)防或減緩阿爾茨海默病癥狀的臨床試驗的大多數(shù)參與者在試驗期間不會出現(xiàn)癥狀,”Schindler說, “對于參與者和研究人員來說,這需要大量的時間和精力,但不會產(chǎn)生有用的數(shù)據(jù)。如果我們只能對未來幾年可能出現(xiàn)癥狀的人進(jìn)行試驗,那將使尋找治療方法的過程更加有效。”

創(chuàng)立于1891年的圣路易斯華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院

參考文獻(xiàn)

Source:Washington University School of Medicine

Time Until Dementia Symptoms Appear Can Be Estimated via Brain Scan

Reference:

Suzanne Schindler, Yan Li, Virginia D． Buckles, Brian Andrew Gordon, Tammie L．S． Benzinger, Guoqiao Wang, Dean Coble, William E． Klunk, Anne M． Fagan, David Holtzman, Randall J． Bateman, John C Morris, Chengjie Xiong． Predicting Symptom Onset in Sporadic Alzheimer Disease With Amyloid PET． Neurology, 2021; 10．1212/WNL．0000000000012775 DOI: 10．1212/WNL．0000000000012775

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