圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine in St． Louis)的研究人员开发了一种算法,可以估计一个可能患上阿尔茨海默病但没有认知症状的人何时开始出现阿尔茨海默病的迹象。

圣路易斯华盛顿大学医学院官网9月16日消息

该算法近日在线发表在《神经病学》(Neurology)杂志上,它使用一种名为淀粉样蛋白PET的大脑扫描数据来测量阿尔茨海默病的关键蛋白质β-淀粉样蛋白的大脑水平。

研究于2021年9月9日发表在《Neurology》(最新影响因子:9．910)杂志上

在那些最终发展为阿尔茨海默病失智(Alzheimer's dementia)的人身上,淀粉样蛋白在大脑中默默地积累了长达20年的时间,然后才出现混乱和健忘的最初迹象。淀粉样蛋白PET扫描已经广泛应用于阿尔茨海默病的研究,而这种算法代表了一种新的方法来分析这种扫描,以估计症状何时会出现。根据一个人的年龄和一次淀粉样蛋白PET扫描的数据,该算法可以估算出一个人已经向失智症发展了多远,以及在出现认知障碍之前还剩下多少时间。

“在我进行淀粉样蛋白PET扫描的研究中,每当我告诉认知正常的人阳性结果时,他们的第一个问题总是:‘我还要多久才能得失智症?′”资深作者、医学博士、神经病学助理教授Suzanne Schindler 说道,“到目前为止,我只能给出类似这样的答案,‘你在未来五年内患失智症的风险会增加。’” 但这意味着什么呢?人们想知道他们什么时候可能会出现症状,而不仅仅是他们是否面临更高的风险。”

该研究资深作者 Suzanne Schindler 博士

Schindler和她的同事分析了236人的淀粉样蛋白PET扫描,这些人通过华盛顿大学的Charles F．和Joanne Knight阿尔茨海默病研究中心(Knight ADRC)参与了阿尔茨海默病研究。研究开始时,参与者的平均年龄为67岁。所有参与者都至少进行了两次脑部扫描,平均间隔四年半。研究人员将一种被广泛使用的标准摄取值比率(standard uptake value ratio,SUVR)用于扫描,以估计每个参与者在每个时间点的大脑中淀粉样蛋白的水平。

研究人员还访问了180名参与者的1,300多项临床评估。评估通常每一到三年进行一次。在开始收集数据时,大多数参与者的认知能力都是正常的,所以反复的评估让研究人员能够精确地指出每个参与者的认知能力何时开始下滑。

Schindler花了数年时间试图弄清楚如何利用淀粉样蛋白PET扫描的数据来估计出现症状的年龄。当她意识到淀粉样蛋白积累有一个临界点,并且每个人在不同的年龄达到这个临界点时,这才有了突破。在这个临界点之后,淀粉样蛋白的积累遵循一个可靠的轨迹。

“你可能在50岁时达到临界点;也可能发生在你80岁的时候;也可能永远都未达到临界点,”Schindler说,“但一旦你超过了临界点,你就会积累高水平的淀粉样蛋白,这很可能导致失智症。如果我们知道一个人现在有多少淀粉样蛋白,我们就可以计算出他们达到临界点的时间,并估计出他们可能出现症状之前还需要多久。”

在研究中,年轻时达到临界点的人比晚年达到临界点的人需要更长的时间出现认知症状。50岁达到临界点的参与者通常需要近20年的时间才出现症状;而那些在80岁达到临界点的人用不到10年的时间就会出现症状。

“当我们观察死于阿尔茨海默病的相对年轻的人的大脑时,除了阿尔茨海默病,他们通常看起来相当健康。”Schindler说,“但老年人的大脑更经常受到其他原因的损伤,所以他们的认知储备较低,导致损伤所需的淀粉样蛋白也更少。”

这项新技术的强大之处在于,它只需要一次大脑扫描,加上人的年龄。有了这些数据,该模型可以估计出症状出现的时间,正负数年。在本研究中,在0(无相关)到1(完全相关)的量表中,预期症状发病年龄和诊断时的真实年龄之间的相关性优于0．9。

年老之后,基因变异APOE4是阿尔茨海默病的最强危险因素。携带一个基因变体副本的人患阿尔茨海默病的可能性是普通人的2到3倍,携带两个基因变体副本的人患阿尔茨海默病的可能性是普通人的10倍。在这项研究中,携带高风险变异基因的人更年轻就达到了临界点,但一旦超过了临界点,他们就会和其他人一样遵循同样的轨迹。

“APOE4 似乎具有播种效应,”Schindler说, “在非常低的水平下,低于临界点,你会看到 APOE4 患者的淀粉样蛋白增加,而没有 APOE4 的人则没有变化。这意味着 APOE4 携带者将更快达到临界点。拥有两个 APOE4 副本的人比没有副本的人早 10 年达到临界点。但在那之后,我们认为 APOE4 携带者和非携带者之间没有区别。”

淀粉样蛋白 PET 脑部扫描的自付费用约为 6,000 美元,对于常规临床使用来说过于昂贵。然而,该算法可以通过简化临床试验来帮助加快药物开发的步伐。

“旨在预防或减缓阿尔茨海默病症状的临床试验的大多数参与者在试验期间不会出现症状,”Schindler说, “对于参与者和研究人员来说,这需要大量的时间和精力,但不会产生有用的数据。如果我们只能对未来几年可能出现症状的人进行试验,那将使寻找治疗方法的过程更加有效。”

创立于1891年的圣路易斯华盛顿大学医学院

参考文献

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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