Simoa技術(shù)助力阿爾茨海默病認(rèn)知衰退的生物研究

在人口老齡化的洶涌浪潮之下，以阿爾茨海默�。ˋD）為代表的認(rèn)知障礙疾病如一片陰霾，無情地籠罩著無數(shù)家庭，帶來沉重負(fù)擔(dān)與無盡憂慮。隨著研究的不斷深入和技術(shù)的突破，這類疾病有望得到有效預(yù)防。近日，一項(xiàng)源自重慶的大規(guī)模社區(qū)研究，宛如劃破重重夜幕的璀璨曙光，為認(rèn)知障礙的防治開辟出全新方向，帶來了希望。

該研究由南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科張韻、溫州醫(yī)科大學(xué)副校長、加拿大健康科學(xué)院院士宋偉宏、重慶醫(yī)科大學(xué)李廷玉等團(tuán)隊(duì)合作在國際阿爾茨海默病權(quán)威期刊Alzheimer’s & Dementia雜志在線發(fā)表了題為“Identification of circulating risk biomarkers for cognitive decline in a large community-based population in Chongqing China”的研究論文。本研究中使用到的核心檢測技術(shù)平臺Simoa HDx以及相應(yīng)的檢測分析服務(wù)由上海生物芯片有限公司提供。

在研究推進(jìn)過程中，團(tuán)隊(duì)采用了一系列嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)的方法與前沿先進(jìn)的技術(shù)。在樣本選取環(huán)節(jié)，研究人員運(yùn)用多階段分層整群抽樣的策略，從重慶6個(gè)區(qū)縣，包括城鎮(zhèn)和農(nóng)村調(diào)查點(diǎn)，共納入了26,554名參與者，涵蓋了來自不同背景、年齡和民族的多樣化參與者。通過臨床評估診斷、生活方式調(diào)查發(fā)現(xiàn)，年齡、性別、教育程度、職業(yè)、體重指數(shù)、糖尿病、高血壓、中風(fēng)和腦外傷史等均為老年癡呆的風(fēng)險(xiǎn)因素。參與者首先要進(jìn)行空腹血檢，采集到的血液樣本會經(jīng)歷一系列嚴(yán)格處理流程獲得血清以便后續(xù)對多種關(guān)鍵血液生物標(biāo)志物進(jìn)行精準(zhǔn)檢測。

在血液標(biāo)志物檢測方面，借助Simoa HDx平臺使用N4PE、p-tau181、p-tau217共3個(gè)因子檢測試劑盒對Aβ42、Aβ40、GFAP、NfL、p-tau181和p-tau217等5個(gè)蛋白因子進(jìn)行檢測。幾個(gè)因子具體情況如下：

神經(jīng)絲輕鏈（NfL）主要存在于有髓軸突中，是反映軸突損傷和丟失的重要標(biāo)志物。當(dāng)大腦因神經(jīng)退行性疾病等病變導(dǎo)致軸突受損時(shí)，NfL 會釋放到血液中，使其濃度升高。研究發(fā)現(xiàn)，癡呆患者血清中的 NfL 濃度顯著高于正常人；

膠質(zhì)纖維酸性蛋白（GFAP）是星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志性蛋白，當(dāng)大腦發(fā)生炎癥、損傷等情況時(shí)，星形膠質(zhì)細(xì)胞被激活，導(dǎo)致血液中 GFAP 水平上升。在認(rèn)知障礙疾病，尤其是阿爾茨海默病中，GFAP 水平的變化與神經(jīng)炎癥和膠質(zhì)細(xì)胞的異常活動(dòng)密切相關(guān)；

淀粉樣 β 蛋白（Aβ42、Aβ40）是阿爾茨海默病發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵蛋白，Aβ42 更容易聚集形成淀粉樣斑塊，與阿爾茨海默病的病理進(jìn)程緊密相關(guān)，而 Aβ42 與 Aβ40 的比值在臨床檢測中對早期阿爾茨海默病的診斷具有重要價(jià)值；

磷酸化 tau 蛋白（p- tau181、p- tau217）在維持神經(jīng)元微管穩(wěn)定方面發(fā)揮重要作用。在阿爾茨海默病等神經(jīng)退行性疾病中，tau 蛋白會發(fā)生異常磷酸化，形成神經(jīng)元纖維纏結(jié)，導(dǎo)致神經(jīng)元功能受損。p- tau181 和 p- tau217 是tau 蛋白磷酸化的特定位點(diǎn)，其在血液中的水平升高與認(rèn)知障礙的發(fā)生發(fā)展相關(guān)。

在進(jìn)行血液檢測的同時(shí)，研究人員與參與者展開細(xì)致面談，全方位收集社會人口學(xué)、生活方式、病史等關(guān)鍵信息，并安排專業(yè)人員實(shí)施全面神經(jīng)心理測試。通過 Mini - Mental State Examination（MMSE）評估認(rèn)知功能，依據(jù) Clinical Dementia Rating Scale（CDR）等專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)確診斷癡呆。

不同認(rèn)知水平（正常認(rèn)知、MCI和癡呆）的風(fēng)險(xiǎn)因素

在認(rèn)知障礙風(fēng)險(xiǎn)因素方面，除年齡、教育水平、疾病史等顯著因素外，居住環(huán)境對認(rèn)知障礙的影響不容忽視。農(nóng)村居民患 MCI 和癡呆的風(fēng)險(xiǎn)較高，這可能與農(nóng)村地區(qū)醫(yī)療資源相對匱乏、健康意識不足、生活環(huán)境和社交活動(dòng)受限等因素有關(guān)。職業(yè)方面，從事精神勞動(dòng)的人群相較于重體力勞動(dòng)者，患 MCI 的風(fēng)險(xiǎn)更低，這或許得益于精神勞動(dòng)對大腦認(rèn)知功能的鍛煉。而在癡呆風(fēng)險(xiǎn)上，從事輕體力勞動(dòng)的人群高于重體力勞動(dòng)者，這背后的原因可能涉及勞動(dòng)強(qiáng)度、工作環(huán)境以及大腦活動(dòng)程度的差異等，值得進(jìn)一步深入研究。

按年齡組劃分的參與者中癡呆癥和MCI的患病率

在風(fēng)險(xiǎn)因素與生物標(biāo)志物的關(guān)聯(lián)方面，發(fā)現(xiàn)在癡呆患者中，BMI 與 NfL 濃度的正相關(guān)關(guān)系在不同年齡段存在差異。在 65 歲以上的癡呆患者中，BMI 每增加一個(gè)單位，NfL 濃度的上升幅度更為明顯。此外，雖然在整體分析中，部分生物標(biāo)志物與風(fēng)險(xiǎn)因素的關(guān)聯(lián)未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性，但在特定亞組中卻呈現(xiàn)出顯著關(guān)聯(lián)。例如，在有家族癡呆史的人群中，Aβ42/Aβ40 比值與年齡的相關(guān)性更為突出，這表明遺傳因素可能在風(fēng)險(xiǎn)因素與生物標(biāo)志物的關(guān)聯(lián)中起到調(diào)節(jié)作用。

癡呆患者和正常認(rèn)知個(gè)體的NfL、GFAP、磷酸t(yī)au181和磷酸t(yī)au217蛋白的血清水平

與對照組相比，癡呆患者血清中 NfL （55.16pg/mL vs. 26.13pg/mL） 和 GFAP （235.37pg/mL vs. 152.51pg/mL） 濃度顯著增加。癡呆患者血清磷酸化tau181 （1.81pg/ml vs. 1.64pg/mL） 和磷酸化tau217 （0.23pg/mL vs. 0.15pg/mL） 蛋白水平也有所增加，盡管未達(dá)到統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，線性混合效應(yīng)模型顯示，在癡呆組中，危險(xiǎn)因素與基于血液的生物標(biāo)志物之間存在顯著關(guān)聯(lián)。在癡呆患者中，NfL 濃度與年齡和 BMI呈正相關(guān)。此外，Aβ42/Aβ40 比率和GFAP顯示癡呆患者與年齡呈正相關(guān)。

基于血液的生物標(biāo)志物與癡呆癥和對照組風(fēng)險(xiǎn)因素的估計(jì)關(guān)聯(lián)

這項(xiàng)研究成果具有不可估量的重大意義。一方面，為醫(yī)療工作者提供了更為精準(zhǔn)的診斷和治療方向。醫(yī)生能夠依據(jù)這些風(fēng)險(xiǎn)因素和生物標(biāo)志物，為患者量身打造個(gè)性化的干預(yù)方案，真正實(shí)現(xiàn)認(rèn)知障礙的早發(fā)現(xiàn)、早治療。例如，對于具有多種風(fēng)險(xiǎn)因素的高風(fēng)險(xiǎn)人群，可以定期檢測血液生物標(biāo)志物，實(shí)現(xiàn)早期預(yù)警；對于已經(jīng)確診的患者，根據(jù)生物標(biāo)志物的變化調(diào)整治療策略。另一方面，也為普通大眾敲響了健康警鐘。我們可以根據(jù)這些研究成果，提前調(diào)整生活方式，比如努力提升教育水平、保持健康體重、積極治療基礎(chǔ)疾病、改善居住環(huán)境和增加社交活動(dòng)等，從而有效降低認(rèn)知障礙的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。