《Nature Medicine》:Plasma phospho-tau217 for Alzheimer’s disease diagnosis in primary and secondary care using a fully automated platform
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为解决阿尔茨海默病(AD)血液检测在全球推广中面临的可扩展性、成本效益和准确性问题,研究人员评估了血浆磷酸化 tau217(p-tau217)。研究发现其检测 AD 病理准确性高,双截断值法可优化性能,这有助于推动 AD 血液检测在临床的应用。
在人口老龄化日益加剧的当下,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)已成为全球公共卫生领域的重大挑战。AD 是一种常见的神经退行性疾病,其主要病理特征包括大脑中淀粉样蛋白 β(amyloid-β,Aβ)的异常沉积和 tau 蛋白的过度磷酸化,进而导致神经元损伤和认知功能障碍。目前,AD 的诊断面临诸多难题,在专业诊所中,高达 35% 的患者可能被误诊,而在初级医疗保健中,这一比例更是达到 39%。多数 AD 诊断由非专科临床医生进行,他们往往无法获取目前可用的 AD 生物标志物检测,如脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)分析或淀粉样蛋白正电子发射断层扫描(amyloid positron emission tomography,PET) 。此外,尽管近年来在识别用于检测 AD 病理的血液生物标志物(blood-based biomarkers,BBMs)方面取得了显著进展,但这些检测在大多数临床中心仍未广泛应用,主要局限于研究队列。因此,开发一种易于扩展、成本效益高且准确的 AD 血液检测方法迫在眉睫。
为了解决这些问题,来自瑞典隆德大学(Lund University)、巴塞罗那 βeta 脑研究中心(Barcelonaβeta Brain Research Center)等多个研究机构的研究人员开展了一项重要研究。他们评估了使用预定义生物标志物截断值的血浆磷酸化 tau217(phospho-tau217,p-tau217)在 AD 诊断中的应用。该研究成果发表在《Nature Medicine》上,为 AD 的诊断带来了新的希望。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本获取方面,研究纳入了来自瑞典马尔默(Malm?)、哥德堡(Gothenburg)、西班牙巴塞罗那(Barcelona)、意大利布雷西亚(Brescia)的 4 个独立二级医疗队列以及瑞典的一个初级医疗队列,共 1767 名有认知症状的参与者。在检测技术上,主要使用全自动、商业化的 Lumipulse 免疫分析测定血浆 p-tau217,并使用质谱法对部分样本进行分析 。同时,通过建立生物标志物截断值,并应用于不同队列的患者样本,研究人员深入探讨了血浆 p-tau217 在 AD 诊断中的性能。
研究结果如下:
- 参与者和生物标志物特征:研究共纳入 1767 名患者,平均年龄 73 岁,53% 为女性,55% 患有 AD 病理。血浆 p-tau217 浓度在 AD 病理阳性参与者中显著高于阴性参与者,受试者工作特征曲线下面积(areas under the receiver operating characteristic curves,AUCs)在各队列中为 0.93 - 0.96。
- 血浆 p-tau217(Lumipulse)的准确性:在马尔默队列中建立的单一血浆截断值(>0.27pg/ml),在不同队列中展现出较高的准确性,二级医疗队列中准确率为 89 - 91%,初级医疗队列中为 85%。双截断值法(<0.22pg/ml 和> 0.34pg/ml)可提高准确率,二级和初级医疗队列中准确率分别提升至 92 - 94%,但会排除 12 - 17% 结果为中间值的参与者。
- 人口统计学因素和合并症的影响:年龄对血浆 p-tau217 检测 AD 病理的准确性有显著影响,73 - 80 岁和≥80 岁参与者的准确率明显低于 < 73 岁的参与者。然而,除年龄外,慢性肾病、糖尿病、性别、APOE 基因型等因素虽影响 p-tau217 浓度,但对检测准确性影响不显著。双截断值法可消除这些因素对准确性的影响,但在老年人和慢性肾病患者中,中间值结果的比例会增加。
- 疾病阶段的准确性:在主观认知下降(subjective cognitive decline,SCD)、轻度认知障碍(mild cognitive impairment,MCI)和痴呆组中,Lumipulse p-tau217 的准确率和 AUCs 无显著差异。使用单截断值时准确率在 86 - 89% 之间,使用双截断值时在 92 - 94% 之间。
- 血浆 p-tau217 与 p-tau217:Aβ42 比率的比较:血浆 p-tau217:Aβ42 比率与 p-tau217 在初级和二级医疗中的准确性和 AUC 相似,但双截断值法下,其在初级医疗中的准确性显著降低。不过,该比率可减少中间值结果的参与者数量,且具有较高的阴性预测值(negative predictive values,NPVs)。
- Lumipulse 与质谱法检测的比较:在二级医疗队列中,Lumipulse p-tau217 与基于质谱法的 p-tau217 或 % p-tau217 检测在 AUCs 和准确率上无显著差异。但在初级医疗队列中,质谱法的 % p-tau217 准确性和 AUC 更高。使用双截断值法时,Lumipulse p-tau217 在初级医疗中的准确性与质谱法无统计学差异,但中间值结果的参与者比例更高。
- 成本效益分析:成本效益分析表明,与 CSF 分析和淀粉样蛋白 PET 成像相比,使用 Lumipulse p-tau217 检测并采用双截断值法可节省大量成本,与单独使用 CSF 检测相比,最多可节省 60% 的成本,与淀粉样蛋白 PET 成像相比,最多可节省 81% 的成本。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次证实了全自动 Lumipulse 检测血浆 p-tau217 在区分 AD 病理患者和非患者方面具有较高的准确性。研究中建立的截断值经过多个队列的交叉验证,具有良好的通用性,这对于临床实践中使用预定义截断值的检测至关重要。该检测在不同国家的多个队列中表现一致,且分析在不同中心进行,增加了结果的可靠性。尽管年龄会影响检测准确性,但双截断值法可在不同年龄组、认知阶段和合并症情况下实现可比的准确性。此外,与质谱法相比,Lumipulse p-tau217 检测在二级医疗中性能相当,在初级医疗和老年人群中略低,但双截断值法可弥补这一不足。鉴于目前对 BBMs 诊断 AD 准确性要求≥90%,双截断值法对于 Lumipulse p-tau217 检测作为 AD 病理的独立检测方法至关重要,尤其是在初级医疗和不同年龄组及认知阶段中。该研究为 AD 的临床诊断提供了一种新的、可靠的血液检测方法,有望推动 AD 血液检测在临床实践中的广泛应用,使更多患者能够获得准确、及时的诊断,为 AD 的早期干预和治疗提供有力支持。然而,该研究也存在一定局限性,如仅纳入了欧洲队列,需要在全球其他地区的临床队列中进一步验证;在初级医疗和老年人群中与 % p-tau217 相比性能略低,需要进一步研究改进。但总体而言,这项研究成果为 AD 的诊断和治疗开辟了新的道路,具有重要的临床意义和应用前景。