自動(dòng)成像技術(shù)檢測(cè)并追蹤與阿爾茨海默病有關(guān)的大腦蛋白質(zhì)

2021-02-04 08:42

β-淀粉樣蛋白和tau蛋白是阿爾茨海默病發(fā)展過(guò)程中在大腦中積累的兩種關(guān)鍵的異常蛋白質(zhì)沉積物,在早期發(fā)現(xiàn)它們的積累可以讓臨床醫(yī)生在疾病癥狀發(fā)生之前有機(jī)會(huì)進(jìn)行干預(yù)。

美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)(AAAS)新聞發(fā)布平臺(tái)《EurekAlert》2月2日消息

由麻省總醫(yī)院(Massachusetts General Hospital ,MGH)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的研究小組現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種自動(dòng)方法,可以識(shí)別和跟蹤患者大腦中有害tau蛋白沉積的發(fā)展。這項(xiàng)發(fā)表在《科學(xué)轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)》(Science Translational Medicine)雜志上的研究可能會(huì)導(dǎo)致阿爾茨海默病的早期診斷。

研究于1月20日發(fā)表在《Science Translational Medicine》(最新影響因子:16．304)雜志上

“近年來(lái),雖然我們對(duì)阿爾茨海默病的理解大大增加了,但迄今為止,許多治療該病的嘗試都以失敗告終,這可能是因?yàn)樵谶M(jìn)行醫(yī)療干預(yù)的階段,腦損傷已經(jīng)變得不可逆轉(zhuǎn),”第一作者、MGH戈登醫(yī)學(xué)影像中心的數(shù)據(jù)分析師Justin Sanchez說(shuō)。

為了開(kāi)發(fā)一種用于早期診斷的方法,Sanchez和他的同事們?cè)贛GH放射與神經(jīng)病學(xué)系的醫(yī)學(xué)博士Keith A． Johnson的領(lǐng)導(dǎo)下,對(duì)通過(guò)PET成像獲得的β-淀粉樣蛋白和tau蛋白的腦圖像進(jìn)行了評(píng)估。參與者為 443名參與一些衰老和阿爾茨海默病的觀察研究的成年人。參與者的年齡范圍很廣,有不同程度的β-淀粉樣蛋白和認(rèn)知障礙,從20歲的健康人到臨床診斷為阿爾茨海默病癡呆的老年患者。研究人員使用一種自動(dòng)方法來(lái)識(shí)別每個(gè)PET掃描中最容易出現(xiàn)最初的皮質(zhì)tau積聚的大腦區(qū)域。

“我們假設(shè),將我們的方法應(yīng)用于PET圖像將使我們能夠檢測(cè)到認(rèn)知正常人群中皮質(zhì)tau蛋白的初始積累,并跟蹤tau蛋白從原始位置向大腦其他區(qū)域的擴(kuò)散,這與β-淀粉樣蛋白沉積和阿爾茨海默病的認(rèn)知障礙有關(guān),”Sanchez解釋道。他注意到,皮質(zhì)tau蛋白在β-淀粉樣蛋白的影響下從起源位置擴(kuò)散到新皮質(zhì)(neocortical)腦區(qū)時(shí),似乎就形成了在阿爾茨海默病中傷害大腦的“子彈”。

這項(xiàng)技術(shù)揭示了tau蛋白沉積首先出現(xiàn)在大腦的嗅皮質(zhì)(rhinal cortex)區(qū)域,獨(dú)立于β-淀粉樣蛋白沉積,然后擴(kuò)散到附近的顳葉新皮質(zhì)。Sanchez說(shuō):“我們觀察到,早在58歲時(shí),認(rèn)知正常的個(gè)體在這個(gè)起始部位就有皮質(zhì)tau蛋白的初始積累,但沒(méi)有β-淀粉樣蛋白升高的證據(jù)。”

重要的是,當(dāng)科學(xué)家對(duì)104名參與者進(jìn)行為期兩年的跟蹤研究時(shí),他們發(fā)現(xiàn),在起始點(diǎn)tau蛋白初始水平最高的人,隨著時(shí)間的推移,在整個(gè)大腦中tau蛋白的擴(kuò)散程度也最高。

研究結(jié)果表明,PET對(duì)tau蛋白的測(cè)量集中在精確的個(gè)性化的特定大腦區(qū)域,可以預(yù)測(cè)個(gè)體未來(lái)tau蛋白積累和隨之而來(lái)的阿爾茨海默病的風(fēng)險(xiǎn)。在早期發(fā)現(xiàn)靶向tau蛋白可能會(huì)阻止這種情況或減緩其進(jìn)展。

Sanchez說(shuō):“評(píng)估抗tau蛋白療法療效的臨床試驗(yàn)將受益于自動(dòng)化、個(gè)體化成像方法,以選擇易受tau蛋白擴(kuò)散影響的認(rèn)知正常個(gè)體,從而推動(dòng)我們的努力,為阿爾茨海默病風(fēng)險(xiǎn)患者提供有效的干預(yù)。”

參考文獻(xiàn)

Source:Massachusetts General Hospital

Automated imaging detects and tracks brain protein involved in Alzheimer's disease

Reference:

Sanchez JS, Becker JA, Jacobs HIL, Hanseeuw BJ, Jiang S, Schultz AP, Properzi MJ, Katz SR, Beiser A, Satizabal CL, O'Donnell A, DeCarli C, Killiany R, El Fakhri G, Normandin MD, Gómez-Isla T, Quiroz YT, Rentz DM, Sperling RA, Seshadri S, Augustinack J, Price JC, Johnson KA． The cortical origin and initial spread of medial temporal tauopathy in Alzheimer's disease assessed with positron emission tomography． Sci Transl Med． 2021 Jan 20;13(577):eabc0655． doi: 10．1126/scitranslmed．a(chǎn)bc0655． PMID: 33472953．

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