日本人群阿尔茨海默病淀粉样蛋白-β PET成像的多基因风险评分模型开发及其临床意义

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Alzheimer's Research & Therapy 8

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  本研究针对日本人群阿尔茨海默病(AD)风险预测的空白,开发了基于淀粉样蛋白-β(Aβ)PET成像的多基因风险评分(PRS)模型。研究人员通过PRS-CS算法整合日本人群GWAS数据,发现APOE等位基因分型与PRS联合可显著提升预测效能(AUC=0.759),为AD早期非侵入性筛查提供了重要工具。该成果发表于《Alzheimer's Research》,为亚洲人群AD精准防控奠定基础。

  

阿尔茨海默病(AD)作为全球痴呆症的首要病因,其典型病理特征是脑内淀粉样蛋白-β(Aβ)斑块的异常沉积。尽管APOE ε4等位基因已被确认为重要风险因素,但针对非高加索人群(特别是日本群体)的多基因风险预测研究仍存在显著空白。更令人担忧的是,APOE4纯合子早在65岁即出现近乎完全的AD病理表现,这种严峻现实凸显了开发精准预测工具的紧迫性。

日本庆应义塾大学联合 Eisai 公司的研究团队在《Alzheimer's Research》发表突破性成果,首次建立了适用于日本人群的Aβ PET阳性多基因风险评分(PRS)模型。通过整合日本国家长寿医疗研究中心GWAS数据和庆应痴呆队列的基因组与影像数据,研究人员采用PRS-CS算法开发出预测效能优异的模型(AUC=0.759),为亚洲人群AD早期干预提供了重要工具。

研究关键技术包括:1)基于日本AD GWAS(3,962病例/4,074对照)的PRS-CS算法建模;2)庆应大学医院218例日本受试者的全基因组测序(WGS)与[18F]florbetaben PET检测;3)APOE区域(chr19:44.4-46.5 Mb)特异性分析;4)五折交叉验证与独立队列验证。

方法学创新
研究团队创造性地区分了APOE2/APOE4等位基因计数与PRS计算(Aβ.PRS.2模型),这种"双轨制"策略使模型在pT<0.1阈值下取得最高AUC(0.759)。值得注意的是,即使采用更严格阈值(pT<1.0×10-5),模型仍保持0.735的优异性能,证实了36个核心SNP(含SORL1、RYR2等AD相关基因)的预测价值。

关键技术发现

  1. 最优p值阈值:比较6种pT阈值发现,pT<0.1时Aβ.PRS.2模型表现最佳,而pT<1.0×10-5时仍保持93%的预测效能,提示宽阈值可捕获更多有贡献的SNP。
  2. APOE建模突破:将APOE4/APOE2作为独立协变量(而非纳入PRS计算)使AUC提升21%,解决了该区域高连锁不平衡(LD)导致的权重失真问题。
  3. 跨队列验证:在81例独立验证队列中,模型维持0.703的稳定AUC,证实其临床适用性。

临床转化价值

  1. 精准预防:年龄协变量使AUC进一步提升至0.796,支持"基因组+年龄"的复合风险评估模式。
  2. 成本效益:仅需检测36个SNP即可实现0.735的AUC,为大规模筛查提供经济方案。
  3. 种族特异性:相比直接应用欧洲PRS,本土化模型使日本人群预测准确性提高17%。

讨论与展望
该研究揭示了多基因背景对Aβ沉积的累积效应:即使非APOE4携带者,高PRS人群仍有3.2倍的Aβ PET阳性风险。值得注意的是,FAM47E/SCARB2等新位点的发现,为理解东亚人群AD独特遗传架构提供了线索。

局限性在于样本量较小(尤其APOE2携带者仅1.23%),可能低估保护性等位基因效应。未来方向包括:1)整合血浆p-tau等生物标志物构建多模态模型;2)探索PRS-high但未发病者的抵抗机制;3)扩大东亚跨族群验证。

这项研究标志着AD预测从"单一APOE检测"迈向"多基因+影像"的新纪元,为日本乃至亚洲人群提供了首个经PET验证的遗传风险评估框架,对临床试验入组筛选和精准预防策略制定具有里程碑意义。

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