AD:科学家发现,或能提前10年确定常染色体显性阿尔茨海默病症状出现时间!

2023年02月07日20:15:14 科学 6055

*仅供医学专业人士阅读参考

阿尔茨海默病(ad)的诊断是非常不容易的。

目前临床上常使用的脑脊液(csf)生物标志物和pet成像检查,要么因为有创而让患者心生畏惧,要么因为价格过于昂贵而让患者望而却步。

近年来,血浆β淀粉样蛋白(aβ)和磷酸化tau蛋白(p-tau)等生物标志物是ad领域的研究热点。除了aβ和p-tau之外,血浆中的胶质纤维酸性蛋白(gfap)也具有极大的临床应用价值[1]。有研究表明,在ad临床前期和痴呆期,活化的星形胶质细胞可释放gfap进入血液,使得血浆和血清gfap水平升高[2-3]。

不过当前关于ad,尤其是常染色体显性ad(adad),与血浆gfap的研究比较少。因此,这需要展开更多的研究来探讨血浆gfap在整个疾病轨迹中升高的时间、与疾病进展的关系,从而更好地发挥血浆gfap的临床效用。

近日,由澳大利亚麦考瑞大学ralph n. martins团队联合荷兰阿姆斯特丹自由大学charlotte e. teunissen团队,在顶级期刊alzheimer's & dementia发表重要研究[4]。

该研究团队发现,在预期症状出现的10年前,adad突变携带者的血浆gfap显著高于非携带者。此外,血浆gfap可鉴别突变携带者的aβ状态,血浆gfap水平也随着aβ病理的出现和疾病的进展而升高。值得注意的是,较高的血浆gfap与更快的神经变性和认知功能障碍速率相关。

这一发现证明血浆gfap或可作为早期诊断adad,并预测其进展的理想生物标志物。

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论文首页截图

接下来,我们就一起来看看这个研究是如何展开的。

本研究从显性遗传性阿尔茨海默病网络(dian)队列纳入参与者。参与者接受了全面的临床评估、神经影像学检查以及血液和脑脊液采集。

其中,血浆样本来自86例突变非携带者和98例突变携带者,配对的血清和脑脊液样本来自30例突变非携带者和30例突变携带者(表1)。此外,研究人员根据参与者的年龄与该家族中出现adad症状的平均年龄,来确定预计症状出现时间(eyo)。

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表1.参与者的基本特征

研究人员首先比较了adad突变携带者和非携带者的血浆gfap浓度,发现突变携带者的血浆gfap水平均高于非携带者,而且有症状突变携带者的血浆gfap水平高于无症状者。

他们进一步根据aβ状态对无症状突变携带者进行分类,发现有症状突变携带者的血浆gfap水平高于无症状的aβ阳性和aβ阴性突变携带者,aβ阳性无症状突变携带者的血浆gfap水平高于aβ阴性无症状突变携带者和非携带者,而aβ阴性无症状突变携带者和非携带者之间的血浆gfap水平无显著差异(图1a)。

研究人员还发现,在预期症状出现的10年前(eyo-10),突变携带者的血浆gfap显著高于非携带者(图1b)。另外,突变携带者和非携带者的这一血浆gfap浓度差异出现在aβ异常积累之后(eyo-18.4,图1c),认知下降和结构性神经变性之前(eyo-7.9~-4.2,图1c)。

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图1.血浆gfap的浓度差异

接着,研究人员发现,突变携带者的血浆gfap与脑aβ负荷呈正相关(β=0.66,p<0.0001),在无症状突变携带者中上述两者的关系仍然存在(β=0.57,p<0.0001),而在有症状突变携带者没有这样的相关性。

他们根据皮质pib-pet的四分位数进行分组,发现在突变携带者中四分位数3和4的血浆gfap水平明显高于1和2(图2a),同时四分位数3和4的pib-pet测量值已经达到了aβ阳性水平,这说明了aβ阳性与aβ阴性突变携带者的血浆gfap浓度差异比较大。

研究人员在突变携带者(图2b)和无症状突变携带者(图2c)中观察到,血浆gfap可以鉴别aβ负荷。他们还发现,突变携带者的血浆gfap水平可随着aβ病理的出现和疾病的进展而升高(图2d)。

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图2.血浆gfap水平与脑aβ负荷、aβ状态和临床进展的关系

研究人员也观察到,在整个人群中血浆gfap与脑aβ水平、脑结构、fdg-pet测量值(葡萄糖代谢)和认知功能存在相关性(图3)。

他们校正年龄后的敏感性分析发现,除葡萄糖代谢指标以外的其他标志物,与血浆gfap水平的相关性仍有统计学意义。在突变携带者中也可以发现类似的关系,而在非携带者中却不存在上述相关性。

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图3.血浆gfap水平与标志物的横断面分析

随后,研究人员进一步在突变携带者中开展前瞻性分析,校正年龄和性别后,发现基线高水平的血浆gfap可以预测未来的海马萎缩(p=0.013),皮质变薄(p=0.001)和认知水平下降(mmse,p=0.041;cdr-sob,p=0.013),而与随后葡萄糖低代谢(fdg-pet测量值下降)不相关(图4)。

由于有限的样本量,他们没有探讨基线血浆gfap浓度与脑aβ负荷随时间变化的关系。

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图4.血浆gfap水平与标志物的前瞻性分析

最后,研究人员分析了血浆、血清和csf gfap之间的相关性,并发现两两之间呈正相关(p<0.005,图5a-c)。

与血浆检测结果一致,与非携带者相比,突变携带者的血清gfap水平均较高(图5d),有症状突变携带者的csf gfap水平也较高(图5e)。

图5.血清和csf的gfap水平

研究人员还观察到,在预期症状出现的10.2年前(eyo-10.2),突变携带者的血清gfap水平显著高于非携带者,这与血浆检测结果类似。

另外,他们还发现,在整个人群中血清gfap与脑内aβ负荷呈正相关,但是在突变携带者中并没有这样的相关性。血清gfap水平与海马体积、楔前叶厚度、脑葡萄糖代谢和认知功能的负相关性比csf gfap更强,类似的关系在突变携带者中也存在。

在校正年龄后,突变携带者的血清gfap与海马体积和认知功能仍呈负相关,而csf gfap的检测结果却没有统计学意义。

总的来说,本研究表明在adad患者的症状出现10年前血浆gfap就显著升高,也支持将血浆gfap作为与认知功能、神经变性和脑aβ负荷相关的星形胶质细胞反应性的临床生物标志物。

未来,随着更深入研究的开展,血浆gfap有望成为ad筛查、诊断和进展预测的生物标志物。

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参考文献:

[1]. teunissen ce, verberk imw, thijssen eh, et al. blood-based biomarkers for alzheimer’s disease: towards clinical implementation. lancet neurology. 2022;21:66-77.

[2]. benedet al, milà-alomà m, vrillon a, et al. differences between plasma and cerebrospinal fluid glial fibrillary acidic protein levels across the alzheimer disease continuum. jama neurol. 2021;78:1471- 1483.

[3]. oeckl p, halbgebauer s, anderl-straub s, et al. glial fibrillary acidic protein in serum is increased in alzheimer’s disease and correlates with cognitive impairment. j alzheimers dis. 2019;67:481-488.

[4]. chatterjee p, vermunt l, gordon ba, et al. plasma glial fibrillary acidic protein in autosomal dominant alzheimer's disease: associations with aβ-pet, neurodegeneration, and cognition. alzheimers dement. 2022;10.1002/alz.12879. doi:10.1002/alz.12879.

责任编辑丨biotalker

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