最新研究I简单的诊断工具就可准确预测未来谁会患上老年痴呆

瑞典隆德大学的研究人员开发出了一种新算法,通过结合简单的血液测试和简短记忆测试的数据,可以非常准确地预测未来谁会患上阿尔茨海默氏症。相关研究结果发表在《自然医学》上。
▲血浆磷蛋白结合其他可获得的措施预测未来的阿尔茨海默氏症痴呆

阿尔茨海默病(AD)的特征是大脑中细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块和细胞内磷酸化tau蛋白缠结。大约20-30%的患者在专科医疗保健中被误诊,而在初级保健中诊断检查则更加困难。通过脊髓液样本或PET扫描测量β-淀粉样蛋白和tau蛋白可以显著提高诊断的准确性,缺点是价格昂贵。因此,寻找一种更简单的诊断工具,使得AD的早期准确诊断变得更加重要。

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血浆磷-tau和其他生物标记物结合可能

提供准确的阿尔茨海默病(AD)痴呆症的风险预测

血浆P-tau181和P-tau217在鉴别AD痴呆和其他神经退行性疾病方面表现出特别高的诊断性能,但血浆P-tau或任何其他生物标志物本身不太能达到很高预测AD准确性的潜能。此时,很有必要将血浆P-tau和其他生物标记物结合以产生最准确的方法来预测未来患AD的风险,并建立一个最佳的、无创的、经济可行的诊断算法。
该研究在瑞典BioFINDER研究中连续招募了340名主观认知功能下降(SCD)和轻度认知功能障碍(MCI)患者(n=340)。以血浆P-tau、Aβ42/Aβ40、血浆神经丝光(NfL)、载脂蛋白E(ApoE)基因型、短暂认知测验和MRI(AD特异性区皮质厚度)作为AD痴呆进展的主要预测因子。
在两个独立的多中心队列中检验变量的选择和模型的准确性。主要队列是瑞典BioFINDER研究,验证队列是阿尔茨海默病神经影像计划(ADNI)。主要结局为4年内进展为AD痴呆,次要结局分别为2年和6年内进展为AD痴呆。

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瑞典BioFINDER研究队列

该队列包括164例主观认知功能下降(SCD)患者和176例轻度认知功能障碍(MCI)患者,其中91例在随访中发展为AD痴呆,49例发展为其他痴呆,200例没有发展为任何痴呆。平均年龄为70.7岁,平均随访时间4.5年。
首先,选择AIC最低的模型,即最适合预测AD痴呆的模型。然后,通过删除尽可能多的变量,同时保持一个相似的模型拟合。以预测4年内AD痴呆为主要结果,血浆P-tau217、APOEε4等位基因数、执行功能、记忆功能、皮质厚度和血浆NfL的模型拟合最佳,预测准确度AUC为0.92。
去除血浆NfL, 预测准确度AUC为0.91。去除皮质厚度(P-tau217、认知和ApoE), 预测准确度AUC为0.91。逐个删除变量后的模型与最佳拟合模型相比,AUC未见明显下降,而模型的拟合度(ΔAIC +6.9)略差,表明模型在个人水平AD痴呆上预测的信心略低。
下图显示了预测2-6年各时间点AD痴呆进展的单变量模型的AUC。与临床诊断相比(AUC 0.72),该模型(AUC 0.92)在2年和6年的预测AC痴呆风险的准确性也显著提高
在认知方面,执行功能的AUC在短期预测中最高,但随着时间的推移而下降,而记忆在预测过程中继续保持准确性。对于神经退行性变的生物标志物(血浆NfL和皮质厚度),短期到中期预测的AUC升高,4年后下降也有类似的趋势。相比之下,血浆P-tau217、血浆Aβ42/Aβ40和APOEε4等位基因(与Aβ积累相关)的AUC从2年增加到6年。

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验证队列ADNI

该队列包括106名SCD和437名MCI参与者,其中102名在随访中发展为AD痴呆,28名发展为其他痴呆。
对于主要结果(预测4年内AD痴呆),除ADNI中未选择血浆NfL外,在ADNI中选择与BioFINDER中相同的生物标记物作为最佳模型拟合。(尽管在BioFINDER中选择了血浆NfL,但其不是显著的预测因素)
在ADNI队列中测试BioFINDER的简约模型(血浆P-tau、MRI、APOE、记忆和执行功能)时,预测AD风险的准确度(AUC 0.91)与ADNI建立的最佳模型拟合没有什么不同(AUC 0.91,ΔAIC <2)。

通过以上两个队列的数据模型,我们可以得知,血浆p-tau217、记忆、执行功能和APOE模型具有较高的准确性(AUC为0.91,p<0.001)。而在2年和6年内,简约模型在两个队列中表现相似(auc 0.90-0.91)。血浆P-tau结合简单易行的方法预测两个独立队列的AD痴呆,具有较高的准确性,明显优于专家的临床诊断预测。

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血浆P-tau与脑脊液P-tau预测效果相同

为了检验使用脑脊液生物标志物代替血浆生物标志物的效果,该项研究检测了不同的脑脊液P-tau、Aβ42/Aβ40和NfL模型,用于预测4年内AD痴呆的主要结果。结果显示,使用CSFP-tau和CSF NfL代替血浆P-tau和血浆NfL产生无显著差异的预测准确性AUC(0.93,95% CI 0.90-0.96;P =0.44 vs使用相应的血浆生物标志物)。
在一种新的数据驱动模型选择中,使用CSF代替血浆生物标记物,CSF P-tau, CSF aβ42/aβ40,记忆,执行功能和皮质厚度被选择为最佳模型拟合。与使用血浆生物标志物的最佳模型拟合相比,该模型也产生了非显著差异的AUC (0.94, 95% CI 0.92-0.97;p = 0.085)。更基本的p-tau、APOE、记忆和执行功能模型具有非常相似的准确性(CSF或血浆p -tau的AUC为0.91,p=0.55)。
最后,在单因素分析中,CSF和血浆p-tau的AUC均为0.83 (p=0.95)。
这表明,在无法获得脑脊液P-tau或过于昂贵的情况下,血浆P-tau模型可以作为脑脊液分析的可比替代品。此外静脉穿刺(用于血浆分析)也比腰椎穿刺(用于脑脊液分析)更容易进行。

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一款可在线预测AD痴呆发展风险的工具

该研究还建立了一个交叉验证的模型,并将其作为预测AD痴呆个体发展风险的在线工具。
上图显示,一个75岁的认知疾病患者,有12年的教育经历,一个APOEε4等位基因,血浆P-tau状态异常,在10个单词的延迟回忆中有8个错误(即记住2个单词),170秒内完成连线测验B,一分钟内命名7种动物,他在4年内发展为AD痴呆的风险为95%
在线测试链接:https://brainapps.shinyapps.io/PredictionADdementia/
如果该方法被批准用于临床,研究人员希望最终将其视为初级卫生保健中的诊断工具。今年秋季,他们将在初级卫生保健中开始试验,以测试该技术。
参考文献:
SebastianPalmqvist et al, Prediction of future Alzheimer's disease dementia using plasmaphospho-tau combined with other accessible measures, Nature Medicine (2021).DOI: 10.1038/s41591-021-01348-z
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