|
题目  Diagnostic value of isolated plasma biomarkers and its combination in neurodegenerative dementias: A multicenter cohort study 期刊 Clinica chimica acta (IF: 3.2) 发表时间 2024年04月06日 发表单位 浙江大学医学院附属第一医院 研究背景  目前的技术进步允许对分子进行超灵敏度测量，从而显着识别与阿尔茨海默病（AD）和其他神经退行性痴呆症（例如额颞叶痴呆症（FTD）和进行性核上性麻痹（PSP））相关的多种血液生物标志物。然而，要准确地使临床诊断和临床试验受益，血浆生物标志物的诊断价值还需要以单独和组合的方式进行进一步的多组分和验证性评估。 AD是老年人痴呆的最常见原因。其病理特征是淀粉样蛋白-β（Aβ）肽的细胞外沉积和磷酸化tau蛋白的细胞内聚集。早期诊断是有效治疗的关键。需要一种非侵入性、随时可用且价格低廉的诊断方法，例如检测血液中的生物标志物，以筛查潜在的AD患者。为了实现这一目标，血液中较低的Aβ42和Aβ40比值（Aβ42/40）和较高水平的磷酸化tau，尤其是苏氨酸181（p-tau181），已被证明可以识别痴呆症患者，其诊断准确性甚至与在脑脊液（CSF）中测量这些标志物相似。血液中还检测到作为轴突损伤生物标志物的释放神经丝蛋白轻链（NfL）和作为反应性星形胶质细胞增多症生物标志物的游离胶质纤维酸性蛋白（GFAP），AD患者的这两种标志物水平升高。然而，在大多数研究中，每种生物标志物对诊断AD的临床意义都是单独研究的，这些生物标志物的相对诊断能力仍不明确。不同研究之间的结果有时存在差异，甚至存在争议。此外，与任何单一生物标志物相比，多种生物标志物的组合是否能提供更强大的诊断价值仍不确定。 此外，AD与FTD和PSP等其他痴呆症有着共同的病理变化，例如神经退行性变和神经炎症。初步研究表明，不同表型的FTD和PSP患者的CSF NfL均升高。最近，血浆生物标志物NfL在PSP中的升高是对照组的两倍，甚至在FTD中比在AD中显示出更高的值。同样，p-tau181和GFAP是包括FTD和PSP在内的tau蛋白病的有希望的候选标志物。这些表明，上述血浆生物标志物对某种痴呆症并不具有特异性。因此，在血液筛查中应注意AD和非AD痴呆症的鉴别诊断。 研究方法 在这项回顾性多中心研究中，最终从记忆门诊（浙江大学医学院附属第一医院、浙江大学医学院附属第二医院、浙江大学医学院附属邵逸夫医院和浙江大学医学院附属浙江医院）招募了92名患者[64名AD、16名FTD和12名PSP痴呆]。所有参与者的年龄在55-80岁之间，并接受过至少3年的教育。12名患者因其他明确原因被排除在外，例如严重神经系统疾病史、精神病史、酗酒史、药物滥用史或头部外伤史。此外，15名参与者因缺乏正电子发射计算机断层扫描（PET）或/和CSF Aβ病理检查而被排除在外。由经验丰富的神经科医生根据《精神疾病诊断与统计手册》第四版（DSM-IV）和美国国家老龄化研究所与阿尔茨海默氏症协会（NIA-AA）标准对疑似AD进行诊断。64名AD个体经18F-florbetapir PET 或/和CSF Aβ42/40确认为Aβ阳性。FTD和PSP参与者（非AD痴呆症）遵循专家协议制定的共识标准招募。所有招募的FTD患者均为行为变异型FTD，所有PSP患者均有认知障碍。FTD或PSP患者经18F-florbetapir PET或CSF Aβ42/40检测为Aβ阴性。 健康对照（HC）是患者家庭的非亲属成员或老年人护理人员的亲属，其纳入标准如下：(1)经专门研究认知障碍的神经科医生评估无认知症状；(2)不符合轻度认知障碍或任何痴呆症的标准。排除标准是：(1)严重的不稳定全身性疾病，导致难以参与研究；(2)目前有严重的酗酒或药物滥用；以及(3)患有严重的神经或精神疾病。 所有参与者都接受了一系列标准化神经心理学测试的一般认知能力评估，包括简易精神状态检查表（MMSE）、蒙特利尔认知评估量表（MoCA）的中文版和临床痴呆评定量表（CDR）。 淀粉样蛋白PET成像使用florbetapir（18F-AV45），在PET仪器（西门子和GE医疗）上采集。参与者（26名AD、2名FTD和1名PSP]）被注射了7.4至11.3（平均10.0）mCi，然后立即进行低剂量计算机断层扫描，注射后50至70分钟进行PET扫描。数据经内部全自动图像处理管道处理后，转换为标准化摄取值比（SUVR），并以小脑皮层作为参考区域。Aβ PET阳性或阴性的诊断由PET中心的两名专业医生根据之前的研究一致做出。淀粉样蛋白沉积以小脑皮层、颞叶区域和全脑水平的平均值进行量化。 在进行神经心理评估时，血液样本被收集到乙二胺四乙酸试管中。然后样本在4 ℃下以2000g离心10分钟。收集血浆上清液并在-80 ℃下冷冻直至使用。由于可疑溶血，分析时排除了几个血液样本[1名AD、2名FTD和1名PSP]。这四份血液样本在采集和储存时均正常。使用单分子阵列（SIMOA）Human Neurology 4-Plex E assay kit (Quanterix, Billerica, MA, USA, lot#103670)同时测量血浆Aβ42、Aβ40、NfL和GFAP，同时在自动化SIMOA HD-X分析仪上使用SIMOA Human pTau-181 V2 assay kit (Quanterix, Billerica, MA, USA, lot#103714) 测量p-tau。 研究结果 共纳入了112名参与者：20名HC、64名AD、16名FTD和12名PSP痴呆症患者。四组的人口统计学和临床特征总结见Table 1。PSP患者的年龄明显高于AD患者。与其他两组相比，AD和PSP患者的受教育程度显著较低。性别无显著差异。各痴呆症组的神经心理测试表现无显著差异。然而，与HC组相比，AD、FTD和PSP痴呆组的神经心理测试表现较差，MMSE和MoCA评分较低，CDR评分较高。经性别和年龄校正后，APOE-ε4携带率无明显差异。APOE-ε4携带率与性别和年龄之间的关系无显著性差异。  Table 1. Demographic characteristics and group differences of plasma biomarker measurements 在排除低质量血液样本后，对108名参与者（20名HC、63名AD、14名FTD和11名PSP 患者）的血浆进行了分析。如 Fig. 1和 Table 1所示，分组比较显示，与FTD患者相比，AD患者的Aβ42（p < 0.05）和Aβ42/Aβ40（p < 0.05）水平较低；与HC相比，AD、FTD和PSP患者的Aβ42/Aβ40水平较低（p < 0.001）。与HC相比，AD（p < 0.001）和FTD（p < 0.05）患者的血浆GFAP显著更高。与HC相比，AD、FTD和PSP患者的NfL显著更高（p < 0.001）。各组患者的Aβ42/Aβ40、NfL和GFAP水平无显著差异。虽然HC与FTD或HC与PSP之间没有统计学意义上的显著差异，但分组比较表明，AD患者血浆p-tau181显著高于FTD（p＜0.05）患者或PSP（p＜0.01）患者，也高于HC（p＜0.001）。  Fig. 1. Group differences of plasma biomarker measurements 如 Fig. 2所示，二元逻辑回归分析表明，痴呆（与对照组相比）与血浆GFAP、NfL和p-tau181 的相关优势比较高（GFAP: OR = 1.023, 95 % CI = 1.011–1.026, P < 0.001; NfL: OR = 1.269, 95 % CI = 1.126–1.430, P < 0.001; p-tau181: OR = 2.023, 95 % CI = 1.379–2.968, P < 0.001），血浆Aβ42/Aβ40相关优势比较低（OR = 0.051, 95 % CI = 0.014–0.180, P < 0.001）。AD痴呆（与非AD痴呆相比）与血浆p-tau181相关优势比较高（OR = 1.484, 95 % CI = 1.165–1.891, P = 0.001），但与血浆Aβ42、Aβ42/Aβ40和NfL相关优势比较低（Aβ42: OR = 0.711, 95 % CI = 0.572–0.884, P = 0.002; NfL: OR = 0.970, 95 % CI = 0.950–0.990, P = 0.004; Aβ42/Aβ40: OR = 0.260, 95 % CI = 0.113–0.594, P = 0.001）。  Fig. 2. Logistic regression and diagnostic performance of plasma biomarker in dementia Fig. 2和Fig. 3通过ROC曲线显示了血浆生物标志物作为单一或组合标志物的诊断准确性。血浆Aβ42/Aβ40、GFAP、NfL和p-tau181可区分痴呆与HC：AD与HC（Aβ42/Aβ40 AUC = 0.998, 95 %置信区间[CI] 0.99–1.00; GFAP AUC = 0.829, 95 % CI 0.74–0.95; NfL AUC = 0.836, 95 % CI 0.75–0.92; p-tau181 AUC = 0.882, 95 % CI 0.79–0.97）；FTD与HC（Aβ42/Aβ40 AUC = 0.897, 95 % CI 0.77–1.00; GFAP AUC = 0.831, 95 % CI 0.69–0.97; NfL AUC = 0.953, 95 % CI 0.87–1.00; p-tau181 AUC = 0.761, 95 % CI 0.60–0.92); PSP与HC (Aβ42/Aβ40 AUC = 0.986, 95 % CI 0.95–1.00; GFAP AUC = 0.723, 95 % CI 0.55–0.92; NfL AUC = 0.959, 95 % CI 0.90–1.00）；痴呆与HC（Aβ42/Aβ40 AUC = 0.978, 95 %置信区间[CI] 0.95–1.00; GFAP AUC = 0.828, 95 % CI 0.72–0.93; NfL AUC = 0.867, 95 % CI 0.80–0.94; p-tau181 AUC = 0.834, 95 % CI 0.74–0.93）。比较血浆Aβ42、Aβ42/Aβ40、p-tau181和NfL可显著区分AD和非AD痴呆（FTD + PSP）：（Aβ42 AUC = 0.740, 95 % CI 0.62–0.86; Aβ42/Aβ40 AUC = 0.768, 95 % CI 0.66–0.88; NfL AUC = 0.704, 95 % CI 0.59–0.82; p-tau181 AUC = 0.805, 95 % CI 0.70–0.91）。  Fig. 3. Classification of three patient groups using area under the curve 组合比单一血浆生物标志物的诊断准确性高，尤其是在AD和非AD痴呆组之间：（Aβ42/Aβ40 + p-tau181 AUC = 0.885, Aβ42/Aβ40 + NfL AUC = 0.845, Aβ42/Aβ40 + GFAP AUC = 0.776, p-tau181 + NfL AUC = 0.884, p-tau181 + GFAP AUC = 0.811, Aβ42/Aβ40 + p-tau181 + NfL AUC = 0.937, Aβ42/Aβ40 + p-tau181 + GFAP AUC = 0.887, Aβ42/Aβ40 + p-tau181 + NfL + GFAP AUC = 0.945）。组合血浆生物标志物Aβ42/Aβ40 + p-tau181 + NfL在FTD与HC以及PSP与HC之间显示的AUC最高（分别为AUC = 0.979和AUC = 1）。 血浆测量值与MMSE或MoCA评分之间的关系见Fig. 4。高p-tau181、GFAP和NfL水平与低MMSE评分相关，而低Aβ42/Aβ40水平与高MMSE评分相关。MoCA评分与MMSE评分呈现出相同的相关性。 Fig. 4. Correlations between plasma biomarker measurements and global cognitive tests 研究结论 总之，大量证据表明，AD核心生物标志物（Aβ42/40和p-tau）和非特异性生物标志物（NfL和GFAP）在诊断性能上表现出相当大的差异。这项具有代表性的研究中纳入了来自华东地区的痴呆症队列，以验证单一血浆生物标志物的诊断准确性，并测试了由这些标志物生成的组合模型的诊断性能。证实神经退行性痴呆症的血浆生物标志物具有诊断潜力，而且成本低、易获得、微创、方便。研究结果验证了单一血浆生物标志物在中国痴呆症队列中的诊断准确性，同时也探索了新的组合模型，结果表明组合模型能更准确地识别FTD或PSP与HC，以及识别AD与非AD痴呆症。 |
|
|
