生物标志物临床验证图（再添新证多种血液生物标志物的组合有望成为AD早期识别的有效方法）

目前，全世界约5000万人患有痴呆症，平均每3秒钟就有1例新增痴呆患者。阿尔茨海默病（Alzheimer 's disease, AD）是老年人最常见的神经退行性痴呆，临床主要表现为进行性认知功能下降，伴有精神行为异常和日常生活能力受损。其病因复杂，病理具有高度异质性。

阿尔茨海默病起病隐匿，研究发现，在发病前20年甚至更早即可出现病理生理学改变。然而，在此期间，没有或仅出现轻微症状，这一特点极大地增加了AD早期诊断和预防的难度。目前，最成熟的AD生物标志物基于核心病理特征Aβ和tau，主要是通过CSF和PET扫描检测。2018年，美国国家老龄化研究所阿尔茨海默病协会（NIA-AA）制订的ATN生物学诊断框架：A指淀粉样蛋白（Aβ），包括脑脊液（CSF）Aβ42水平、Aβ42/40比值、淀粉样蛋白正电子发射断层扫描（PET）等；T指病理性tau，包括脑脊液p-tau、tau-PET等；N指神经变性，包括结构核磁共振（MRI）、氟脱氧葡萄糖（FDG）-PET、脑脊液t-tau等，ATN诊断框架将AD的诊断由临床诊断向生物标志物诊断过渡。然而，高侵入性及高成本阻碍了其临床应用。因此，我们迫切需要无创、经济、易于实现的生物标志物来早期识别AD。

去年，一篇题为“Performance of Plasma Amyloid β, Total Tau, and Neurofilament Light Chain in the Identification of Probable Alzheimer’s Disease in South China”的横断面研究¹检测了来自中国南方地区的277名AD患者和153名认知功能正常的健康对照者血液生物标志物水平，包括Aβ42，Aβ40，t-tau及神经丝轻链（NfL），旨在评估血浆生物标志物在中国南方人群中诊断AD的效能。那么，该研究结果如何？将带给我们何种启示？血液生物标志物能否成为早期识别AD的有效方法？让我们带着这些问题一起来看看吧~

研究概述

本研究共纳入了2017年3月至2019年12月期间招募的430名受试者，包括277名AD的患者（AD组）和153名认知功能正常的健康对照者（CN组）。采用超灵敏免疫检测技术检测血浆中Aβ42、Aβ40、t-tau和NfL水平。同时，对89例AD患者进行腰椎穿刺，检测CSF中的Aβ42、Aβ40、t-tau和p-tau水平。通过相关性分析评估血浆和CSF生物标志物之间的一致性。最后，通过构建ROC曲线，进一步评估血液生物标志物对AD的诊断价值。研究结果显示：

➤AD组患者与认知功能正常的对照组血浆生物标志物水平存在显著差异

在校正混杂因素之前，所有检测到的血浆生物标志物，包括Aβ42、Aβ40、Aβ42/Aβ40，t-tau和NfL，在AD组和CN组之间存在显著差异。其中，AD组血浆Aβ42和Aβ42/40水平显著低于CN组（分别为p=0.02和p<0.001）。

在调整年龄、性别和APOE（载脂蛋白E）等位基因后， AD组血浆t-tau和NfL水平均显著高于CN组（p<0.001），而Aβ42、Aβ40以及Aβ42/Aβ40差异不具有统计学意义（图1）。

图1：AD组和CN组血液生物标志物水平比较

➤AD患者血浆和脑脊液生物标志物中，血浆t-tau与脑脊液t-tau表现出正相关

为了了解血浆生物标志物是否能有效反应脑组织中病理的改变，该研究中分析了AD患者血浆和脑脊液生物标志物水平的相关性。结果提示在调整年龄、性别及APOE等位基因后，血浆中t-tau与CSF中的t-tau呈显著的正相关（r=319，p=0.003）（表1）。

表1：AD患者血液生物标志物和脑脊液生物标志物相关性分析

生物标志物之间的相关性差异具有统计学意义（p<0.05）

➤纳入年龄、性别和APOE等位基因的组合模型在AD识别方面表现出最佳诊断效能

最后，为了评估血浆标志物对AD的诊断效能，研究者对两组间具有统计学差异的血浆标志物的诊断准确度进行了通过ROC分析。作为单个血浆生物标志物，NfL表现出最佳诊断效能（AUC=0.85，灵敏度=73.28%，特异性=83.0%）。而将年龄、性别、APOE等位基因纳入模型，血浆中t-tau联合血浆中NfL水平诊断效能最佳（AUC=0.89，灵敏度=78.65%，特异性=88.88%）（图2，表2）。

图2：血液生物标志物对AD诊断的ROC曲线分析

表2：血液生物标志物对AD诊断的效能分析

研究结论

尽管使用血液生物标志物对AD进行准确诊断仍具有挑战性，但多种血液生物标志物的组合可能是AD早期识别的一种无创和有效的方法。

专家简介

沈璐教授

• 教授、一级主任医师、博士生/博士后导师

• 教育部长江学者、国家重点研发计划项目首席科学家

• 中南大学湘雅医院神经内科主任

• 国家老年疾病临床研究中心（湘雅医院）副主任

• 认知障碍湖南省工程中心主任

• 湖南省神经变性病与遗传病精准诊疗国际科技合作创新基地主任

• 《国际神经病学神经外科学杂志》执行主编

• 中华医学会神经病学分会神经心理与行为神经病学组副组长

• 中华医学会老年医学分会老年神经病学组委员

• 中国微循环学会神经变性病专业委员会副主任委员

• 中国老年医学学会认知障碍分会常委

• 中国卒中学会血管性认知障碍分会常委

• 牵头国家重点研发计划1项（2219万）、课题1项、国家自然科学基金8项

• 以通讯作者在国际权威杂志Alzheimer & dementia, Advanced Science、Brain、AJHG等发表SCI论文80余篇，总被引频次600余次

• 获国家发明专利3项、省部级科技成果奖6项

• 获评”中国研究型医院杰出青年人才奖”、“中国杰出神经内科医师青年医师奖”、“五洲女子科技奖”、“人民名医-优秀风范”等荣誉

专家点评

随着老龄化社会的到来， AD给全球公共卫生系统带来了沉重的社会和经济负担，AD的早期识别成为亟待解决的难题，无创性、低成本、基于血液学的生物学标志物检测成为近年来的热门研究方向²。国外的t-tau、NfL、Aβ42、Aβ40、tau181等检测指标，无法全面覆盖AD标志物，展望AD的未来，我们应该去探讨更多有意义的血液检测指标以及检测技术。

• 研究显示，Aβ是AD病理过程中的特征性标志物，外周血浆中Aβ42/Aβ40比值相较于Aβ42或Aβ40，在预测正常人向MCI（轻度认知障碍）或者AD转化时更有价值（AUC=0.77）²。

• tau蛋白的过度磷酸化是AD的另一典型病理表现。据最近阿尔茨海默病神经成像计划（ADNI）中大型前瞻性老年人队列的纵向数据估计，P⁃tau181分别在脑脊液和PET发现 Aβ异常前6.5年和5.7年达到异常水平，提示P⁃tau181可作为AD痴呆前阶段的新型诊断和筛查工具。P⁃tau181 还是一种可用于监测神经变性和认知功能减退的标志物，且对于AD具有特异性²。

• NfL是神经轴突损伤的标志，在认知功能减退等临床症状出现前10年，NfL就已经发生改变。MCI患者的NfL水平快速增加，与海马萎缩更快、葡萄糖代谢率更低以及整体认知恶化更快有关²。

• P⁃tau217研究结果表明其可区分AD与其他神经变性疾病，准确率明显高于基于MRI的影像生物学标志物。P⁃tau217的升高与认知功能的恶化和脑萎缩相关。因此，血浆P⁃tau217水平有望作为早期AD病理学的生物学标志物2 。

• 未来需要多中心研究明确诊断AD血液标志物的cut-off值，才能更好地服务于临床医师诊断。

• 此外，由于血液中的AD生物标志物由于主要来自脑脊液，这些生物标志物在穿过血脑屏障进入血液后，通常浓度大幅度下降，显著增加检测难度，因此单分子免疫检测技术在国内外均应运而生，目前已广泛应用于临床研究领域。通过创新的单分子检测技术的突破，显著降低了检测技术路径的复杂程度、检测成本，提高了检测通量、检测效率和检测的稳定性。

综上，多种血液生物标志物的组合有望成为AD早期识别的一种无创和有效的方法。相信随着P⁃tau181、P-tau217等血液检测指标以及单分子免疫检测技术的迅猛发展，AD早期识别这一难题很快便会被攻破，未来可期。

参考文献：

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

2.中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组.中华神经科杂志,2022,55(5):421-440.DOI:10.3760/cma.j.cn113694-20211004-00679.