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,以及在出現(xiàn)認知障礙之前還剩下多少時間。

“在我進行淀粉樣蛋白PET掃描的研究中,每當(dāng)我告訴認知正常的人陽性結(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行一次。在開始收集數(shù)據(jù)時,大多數(shù)參與者的認知能力都是正常的,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,并且每個人在不同的年齡達到這個臨界點時,這才有了突破。在這個臨界點之后,淀粉樣蛋白的積累遵循一個可靠的軌跡。

“你可能在50歲時達到臨界點;也可能發(fā)生在你80歲的時候;也可能永遠都未達到臨界點,”Schindler說,“但一旦你超過了臨界點,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到臨界點的時間,并估計出他們可能出現(xiàn)癥狀之前還需要多久。”

在研究中,年輕時達到臨界點的人比晚年達到臨界點的人需要更長的時間出現(xiàn)認知癥狀。50歲達到臨界點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歲達到臨界點的人用不到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�？雌饋硐喈�(dāng)健康�！盨chindler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到了臨界點,但一旦超過了臨界點,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,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 攜帶者將更快達到臨界點。擁有兩個 APOE4 副本的人比沒有副本的人早 10 年達到臨界點。但在那之后,我們認為 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

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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