综述:优化阿尔茨海默病诊断与精准医学:多组学生物标志物潜力的叙事性综述

【字体: 时间:2025年06月26日 来源:NeuroMarkers

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  这篇综述深入探讨了阿尔茨海默病(AD)生物标志物的最新进展,强调多组学(multiomics)整合策略在提升早期诊断、患者分层和靶向治疗中的突破性作用。文章系统梳理了认知标志物、核心Aβ/Tau(A/T)病理标记、神经退行性(N)和炎症(I)标志物的局限性,并指出基因组学、蛋白质组学和代谢组学联合分析对揭示AD复杂机制的关键价值,为精准医学时代提供新范式。

  

引言

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病,占全球痴呆病例的60%-80%。其诊断长期依赖认知评估标准(如NINCDS-ADRDA、DSM-IV),但传统方法对早期病理变化的敏感性不足。近年来,生物标志物研究从单一病理标记转向多组学整合,通过解析淀粉样蛋白(Aβ)沉积、Tau缠结、神经炎症等交互网络,推动AD进入精准医学时代。

认知标志物:从传统评估到数字突破

认知测试如MMSE(简易精神状态检查)和CDR(临床痴呆评定量表)仍是AD诊断基石,但数字化技术正重塑评估范式。基于人工智能的认知组学(cognitomics)工具,如增强现实平板测试,可识别无症状Aβ阳性个体的细微功能异常,灵敏度媲美神经心理学全套评估。这种多模态数字标志物能捕捉记忆、执行功能等亚域变化,为超早期干预提供窗口。

核心生物标志物:A/T/N框架的机遇与挑战

淀粉样蛋白(A)标志物
PET示踪剂(Florbetapir、PIB)和脑脊液(CSF)Aβ42/Aβ40比率能检测脑内斑块,但特异性存疑:约33.5%非AD患者呈Aβ阳性,而18.5%AD患者呈阴性。血浆Aβ42/40虽与PET结果高度一致(AUC=87.2%),但预测MCI向AD转化的特异性仅69.7%。

Tau(T)标志物
CSF pTau181/217/231与Aβ-PET相关性高于Tau-PET,提示其更反映淀粉样病理。Flortaucipir PET对Braak V-VI期缠结敏感(特异性92%),但早期阶段(I-IV)检出率低。血浆pTau217虽可预测Aβ状态,但区分Braak 0与I-II期的能力有限。

神经退行性(N)与炎症(I)标志物
神经丝轻链(NfL)在CSF和血浆中均提示轴突损伤,但缺乏AD特异性(亦见于帕金森病、多发性硬化)。胶质纤维酸性蛋白(GFAP)反映星形胶质细胞活化,与Aβ和Tau病理相关,但在卒中、自身免疫病中同样升高。其他炎症标记如YKL-40、sTREM2虽与AD进展相关,但难以区分其他神经退行性疾病。

多组学革命:突破生物复杂性的钥匙

整合基因组学、蛋白质组学、代谢组学和认知组学的多层级分析,揭示了AD中失调的关键通路:

  • 脂质代谢:载脂蛋白E(APOE ε4)基因型使AD风险增加12倍,其与SORL1突变联合时外显率达100%
  • 线粒体功能:血浆中酰基肉碱(如C14:2)降低与认知衰退显著相关
  • 氧化应激:NADP+、谷胱甘肽耗竭与神经元损伤同步
  • 补体系统:α-2-巨球蛋白(A2M)上调促进淀粉样清除障碍

机器学习模型通过分析81种血浆标志物(涉及线粒体功能、炎症等8大通路),可将MCI向AD转化的预测特异性提升至93%,与Aβ状态联用后达100%。这种多组学策略成功规避了单一标志物的局限性。

临床转化挑战与未来方向

尽管前景广阔,多组学落地仍面临三大壁垒:

  1. 标准化缺失:实验室间检测差异影响模型稳定性
  2. 数据共享瓶颈:缺乏跨中心生物样本库平台
  3. 伦理监管困境:AI诊断工具的临床认证路径尚不明确

解决这些障碍需建立国际共识指南,开发可扩展的检测技术(如质谱多肽定量),并通过真实世界研究验证模型的普适性。随着抗Aβ抗体(如Lecanemab)等靶向药物问世,多组学生物标志物将不仅优化临床试验入组标准,更将指导个体化治疗决策,最终实现AD从"不可治"到"可管理"的范式转变。

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