血浆Lumipulse G pTau217检测与颞叶皮层pTa u217水平的定量关系：一项尸检验证研究

《Neurology》：Quantitative Relationship Between Lumipulse G Measures of pTau217 in Plasma and the Temporal Cortex

　　

摘要专业翻译 背景与目的：磷酸化tau蛋白217（pTau217）血浆检测已显示出对阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）的高诊断准确性。然而，将血浆pTa u217作为脑内pTa u病理的直接标志物，需要理解其与皮层pTa u217的定量关系。本项尸检验证研究的主要目的是确定血浆pTa u217水平及pTa u217/β-淀粉样蛋白（Aβ）1–42比值与使用Lumipulse G免疫检测法测定的皮层pTa u217水平之间的定量关系。 方法：在这项回顾性研究中，研究人员从一所学术记忆门诊（鲁汶大学医院）招募痴呆患者，纳入标准为同时具备生前血浆样本和死后脑组织。研究人员使用N端pTa u217（pTa u217NT）免疫检测法测定血浆和颞下新皮层匀浆中的pTa u217。在血浆中，还测定了中段pTa u217（pTa u217Mid）及pTa u217Mid/Aβ1–42比值。研究人员采用广义加性模型和偏Spearman相关分析评估血液与皮层pTa u217之间的关系。置信区间通过自举法（5，000次迭代）估计。 结果：共纳入32例痴呆患者（平均年龄66 [SD 10]岁，38%为女性），其中19例经尸检确诊为AD，13例诊断为伴有TDP-43或tau包涵体的额颞叶变性。血浆pTa u217NT、pTa u217Mid及pTa u217Mid/Aβ1–42比值均与颞叶皮层pTa u217NT水平强相关（偏Spearman ρ = 0.73–0.78，均 p < 0.0001）。然而，以血浆pTa u217NT或pTa u217Mid/Aβ1–42比值作为自变量的模型对皮层pTa u217NT的拟合优于以血浆pTa u217Mid为自变量的模型（ΔAkaike信息准则 = 2.5和1.1，Δ贝叶斯信息准则 = 3.6和2.1）。所有标志物在区分AD患者与非AD疾病对照患者方面均表现出优异的诊断性能（曲线下面积 = 0.88–0.94）。血浆pTa u217NT、pTa u217Mid及pTa u217Mid/Aβ1–42比值与新皮层Aβ斑块（4G8）及pTa u（AT8）聚集体密度的相关性强度相当（偏Spearman ρ = 0.57–0.69，p < 0.0012）。对于所有研究的血浆标志物，在校正另一种病理后，仅与pTa u聚集体密度的相关性保持显著（偏Spearman ρ = 0.39–0.45，p < 0.05），而与Aβ斑块密度的相关性不再显著（偏Spearman ρ = 0.17–0.25，p > 0.19）。 讨论：血浆pTa u217NT水平以及pTa u217Mid/Aβ1–42比值与尸检颞叶皮层pTa u217NT水平密切相关。

论文解读文章

研究背景与目的

血液中β-淀粉样蛋白（β-amyloid，Aβ）和磷酸化tau（phosphorylated tau，pTa u）病理的检测在近几十年取得了快速进展，为阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）的两大核心病理特征提供了一种微创、经济高效且可规模化的生物标志物检测手段。针对在T217位点磷酸化的tau蛋白（pTa u217）的血浆检测方法已展现出显著的高诊断准确性，且pTa u217水平从AD的早期临床前阶段起即持续升高。此外，pTa u217与Aβ_1-42的比值在应用双生物标志物截断值时，相比单独使用pTa u217可减少诊断不确定区，从而降低诊断不确定性。这些快速进展已促使美国食品药品监督管理局（Food and Drug Administration，FDA）批准Lumipulse G pTa u217/Aβ_1-42血浆比值检测用于55岁及以上表现出AD症状且存在与AD相关Aβ斑块的患者。

尽管血浆pTa u217及pTa u217/Aβ_1-42比值已被证明与神经炎性斑块评分（依据阿尔茨海默病登记联盟[Consortium to Establish a Registry for Alzheimer's Disease，CERAD]建议）和Braak神经原纤维缠结（neurofibrillary tangle，NFT）分期具有良好的相关性，多项神经病理学研究提示血浆pTa u测量与总体Aβ负荷的相关性强于与tau负荷的相关性。然而，血浆pTa u217水平与其在大脑中的生化对应物——即使用相同免疫检测法测定的同一种pTa u物种——之间的关系此前尚未见报道。本研究旨在填补这一空白，通过使用相同的检测方法评估血浆与颞叶脑组织中pTa u217水平之间的定量关系。

研究方法概述

本研究为横断面研究，纳入32例来自鲁汶大学医院学术记忆门诊的痴呆患者，这些患者同时具备生前血浆样本和死后脑组织样本，血浆采样与尸检平均间隔5年。研究人员使用概念型N端pTa u217（pTa u217_NT）Lumipulse G检测法（包含靶向tau蛋白N端表位的ADx218检测抗体和pTa u217特异性捕获抗体ADx258）同时测定血浆和颞下新皮层（Brodmann 20区）sarkosyl不溶性脑匀浆中的pTa u217水平。血浆中还使用商业化的中段pTa u217（pTa u217_Mid）Lumipulse G检测法（含相同磷酸化特异性捕获抗体但配对不同检测抗体HT7/BT2）及Aβ_1-42检测法进行测定。神经病理学检查包括Aβ斑块分期（Thal分期）、Braak NFT分期、CERAD评分、LATE-NC分期、α-突触核蛋白分期（Braak路易小体病分期）、脑淀粉样血管病（cerebral amyloid angiopathy，CAA）和颗粒空泡变性（granulovacuolar degeneration，GVD）分期，以及通过Fiji/ImageJ软件定量分析颞叶皮层Aβ斑块（4G8）和pTa u聚集体（AT8）的密度。统计分析采用广义加性模型和偏Spearman相关分析，以性别、死后间隔（postmortem interval，PMI）和采血至死亡时间间隔（time interval，TI）为协变量，置信区间通过自举法（5，000次迭代）估计。

研究结果

队列人口学特征：32例痴呆患者中，19例经尸检确诊为AD（ADNC为中或高等级），13例为非AD疾病对照（10例FTLD-TDP，3例FTLD-tau）。AD患者与非AD疾病对照在采血年龄、性别分布、CDR评分和PMI方面无显著差异，但AD患者的采血至死亡时间间隔平均长2年，且AD患者中APOE-ε4携带者比例更高，Aβ斑块扩散（更高Aβ分期）和tau NFT（更高Braak NFT分期）更广泛，并伴有更高的LATE-NC、GVD和CAA分期。

血浆pTa u217_NT、pTa u217_Mid及pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值与颞叶pTa u217_NT的关系：血浆pTa u217_NT水平与皮层pTa u217_NT水平强相关（偏Spearman ρ = 0.74，p < 0.0001）。广义加性模型显示血浆pTa u217_NT与皮层pTa u217_NT之间存在非线性双曲关系：当皮层水平已达平台期时，血浆pTa u217_NT水平仍持续升高。血浆pTa u217_Mid（偏Spearman ρ = 0.73，p < 0.0001）和pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值（偏Spearman ρ = 0.78，p < 0.0001）与尸检颞叶皮层pTa u217_NT同样表现出强相关。模型比较显示，以血浆pTa u217_NT（AIC = 141.3，BIC = 151.8）或pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值（AIC = 142.7，BIC = 153.3）为自变量的模型对皮层pTa u217_NT的拟合优于以血浆pTa u217_Mid为自变量的模型（AIC = 143.8，BIC = 155.4）。在所有模型中，较长的PMI与较低的皮层pTa u217_NT水平一致相关。按诊断分层后，3种血浆检测在AD痴呆患者中与皮层pTa u217_NT的相关性均强于非AD病因痴呆患者。血浆pTa u217_NT与pTa u217_Mid水平呈强线性相关（Spearman ρ = 0.92，p < 0.0001）。

AD与非AD痴呆患者血浆及颞叶皮层pTa u217的比较：AD患者在sarkosyl不溶性颞叶皮层组分和血浆中的pTa u217_NT、pTa u217_Mid及pTa u217_Mid/Aβ_1-42水平均高于疾病对照患者。血浆pTa u217_NT区分AD患者与疾病对照患者的诊断性能（AUC = 0.94 [95% CI 0.86–1.00]，截断值 = 0.46 pg/mL）几乎与皮层pTa u217_NT（AUC = 0.93 [95% CI 0.84–1.00]，p_DeLong = 0.86，截断值 = 106，789 pg/mL）相同。血浆pTa u217_Mid/Aβ_1-42的诊断性能（AUC = 0.93 [95% CI 0.85–1.00]，p_DeLong = 0.80，截断值 = 0.018）与皮层pTa u217_NT相当。血浆pTa u217_NT和pTa u217_Mid/Aβ_1-42的诊断性能在数值上高于血浆pTa u217_Mid（AUC = 0.88 [95% CI 0.75–1.00]，截断值 = 0.84 pg/mL）。

pTa u217标志物与神经病理学测量的关系：Aβ斑块（4G8）密度和pTa u聚集体（AT8）密度与血浆pTa u217_NT的相关性强度相当（偏ρ = 0.64和0.68，均 p ≤ 0.00020）。研究队列中脑Aβ斑块密度与pTa u聚集体密度强相关（偏ρ = 0.75，p < 0.0001）。当以pTa u聚集体密度为协变量时，血浆pTa u217_NT与Aβ斑块密度不再显著相关（偏ρ = 0.25，p = 0.19）；而当以Aβ斑块密度为协变量时，血浆pTa u217_NT与pTa u聚集体密度仍保持显著相关（偏ρ = 0.40，p = 0.033）。血浆pTa u217_Mid和pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值得到类似结果。皮层和血浆pTa u217_NT均与核心ADNC参数（Aβ分期、Braak NFT分期、CERAD评分）显著相关（ρ = 0.62–0.81，均 p ≤ 0.00013）。皮层pTa u217_NT还与Braak路易小体病分期相关（ρ = 0.38，p = 0.034），而血浆pTa u217标志物则不然。皮层pTa u217_NT和所有血浆pTa u217标志物均与GVD、LATE-NC和CAA分期相关（ρ = 0.55–0.69，均 p ≤ 0.0015）。所有血浆生物标志物与Aβ分期、Braak NFT分期、LATE-NC分期、CAA分期和GVD分期的关联在校正TI、性别和PMI后仍显著，但进一步校正AD诊断后不再显著。

讨论与结论

本研究表明血浆pTa u217是脑内pTa u217含量的直接生化标志物，这为其作为AD诊断生物标志物的生物学验证做出了贡献。血浆pTa u217与皮层pTa u217的关系呈非线性，皮层pTa u217水平在高血浆浓度时出现平台期，这可能反映了颞叶新皮层局部tau负荷已达饱和，而血浆pTa u217在一定程度上反映全脑总pTa u217负荷；此外，外周清除功能下降或血脑屏障完整性降低等外部因素也可能导致血浆pTa u217持续升高。pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值因将pTa u217_Mid含量归一化至Aβ_1-42水平，受上述外部因素影响相似，故与皮层pTa u217_NT的关联略显线性。较长的PMI与较低的颞叶pTa u217_NT含量一致相关，提示死后数小时内tau蛋白可能发生去磷酸化或降解。pTa u217_NT检测法仅检测含N端结构域的tau片段，而pTa u217_Mid检测法还可检测N端截短的tau形式，这种表位特异性差异可能部分解释了为何血浆pTa u217_NT比pTa u217_Mid更贴近皮层pTa u217_NT水平。本研究还发现，在校正另一种病理后，仅pTa u聚集体密度对血浆pTa u217水平的独立贡献保持显著，这可能与本研究患者处于中重度至重度疾病阶段有关，在此阶段tau病理已广泛分布，其独立贡献更为明显。血浆标志物与CAA、LATE-NC和GVD等合并病理的关联在校正AD诊断后不再显著，表明这些关联由并存的AD病理驱动而非独立关联。研究局限性包括采血与尸检时间间隔较长（平均5年）、样本量较小、患者疾病阶段较晚等。

研究结论：这项纳入同时具备血浆和颞叶皮层样本的痴呆患者的研究表明，血浆pTa u217与颞叶皮层pTa u217水平密切相关，并与皮层pTa uS202/T205聚集体密度相关。这些发现共同支持血浆N端pTa u217及中段pTa u217_Mid/Aβ_1-42比值可作为AD中颞叶pTa u病理的直接且具有生物学意义的标志物。