8月7日,Nature 发表了一篇 News Feature,讨论了阿尔茨海默症血液检测的最新进展以及其对疾病早期检测和治疗的潜在影响。
图1 文章截图
神经学家兰德尔·贝特曼(Randall Bateman)预计,未来几年内将会有一种简单的血液测试来检测患阿尔茨海默症的风险,且这种测试 “任何家庭医生都可以做”。他在密苏里州圣路易斯的华盛顿大学从事阿尔茨海默症相关研究已有近20年。
图2 在阿尔茨海默症中,异常数量的淀粉样β蛋白聚集在一起,在大脑中形成斑块|图源:NOBEASTSOFIERCE/Science Photo Library
阿尔茨海默症影响着全球5500多万人,被称为「不死癌症」。科学家对疾病前景的乐观源于两大突破:能够在早期减缓疾病进展的药物问世,以及相对便宜且高精度的血液生物标志物的开发——而十年前,很多人认为这两件事几乎是不可能的。
这些生物标志物虽然不是治疗手段,但它们可以在症状和脑损伤出现之前检测出疾病,这革命性地提高了延缓甚至预防阿尔茨海默症的治疗前景。
虽然进一步的药物开发是关键,但生物标志物已经在改善临床试验,使研究人员能够在比以前更早的阶段测试干预措施,且它们改变了研究人员追踪疾病进程和了解其基本病理的方式。
阿尔茨海默症患者的大脑具有三个主要特征:组织退化、淀粉样斑块和tau蛋白缠结。研究表明,淀粉样斑块首先出现,然后是tau蛋白缠结,最后是症状。
图3 阿尔茨海默病患者神经元中的tau蛋白缠结(绿色)|图源: Thomas Deerinck, NCMIR/Science Photo Library
阿尔茨海默病的生物标记物可以在多个地方找到:大脑、脑脊液以及血液。几年前,用PET扫描大脑一直是黄金标准,它可以直接看到和量化斑块,与尸检时显微镜下看到的病理非常吻合。但PET扫描非常昂贵且耗时,而且只能在专科诊所进行。
长期以来,科学家们一直在寻求开发针对与脑脊液检测相同的蛋白质生物标志物的血液检测方法。这种生物标志物将提供一种简单而廉价的方法,在脑损伤和症状出现之前就能识别出阿尔茨海默症病理患者。
不过,开发这些测试非常具有挑战性,贝特曼表示 “这几乎是一个神话般的目标”。
2010年代中期,基于质谱技术的首个准确且可靠的两种淀粉样蛋白的血浆生物标志物测试面世。几年前后,基于tau蛋白的血浆生物标志物也问世。
在这之后,研究人员继续寻找更准确的生物标志物,特别是不同形式的tau蛋白。目前,p-tau217 是一个非常准确的血液标志物,但研究人员希望开发更多种类的生物标志物,以跟踪疾病进展和评估不同治疗的效果。
p-tau217 并不是生物标志物研究的终点。
近年来,研究人员越来越多地转向流行的「组学」(omics)技术。组学技术能全面分析生物体内从基本到蛋白质的不同类型分子,以寻找更多与阿尔茨海默症相关的分子。
今年2月,Nature Aging 发表了一篇来自中国学者的蛋白质组学研究,研究确定了至少三种与阿尔茨海默病新相关的蛋白质(GFAP、NEFL 和 GDF15)。
美国阿尔茨海默症临床试验联盟的负责人、南加州大学圣地亚哥分校神经学家保罗·艾森(Paul Aisen)表示:“越来越多有价值的血浆生物标志物使我们能够评估阿尔茨海默症整个病程的神经生物学。”
图3 Nature Aging 论文截图。作者为复旦大学附属华山医院神经内科的郁金泰教授团队,以及复旦大学类脑智能科学与技术研究院冯建峰教授/程炜研究员团队。
目前,廉价而快速的血液生物标志物在阿尔茨海默症临床试验中发挥了巨大作用,使得临床试验招募变得更为快捷和准确。在三种获批的阿尔茨海默症治疗药物中,有两种药物的试验都在使用血液生物标志物来选择参与者和监测病情(lecanemab已在美国、日本和中国获批,donanemab在美国获批)。即使在这些获批和正在研发的药物被广泛使用之前,血液检测也将为临床医生提供重要支持。
15 年前,大多数制药公司都缩减了大脑研究的规模,甚至完全退出——因为它们看不到希望。但是,由于最近取得的一系列突破,业界对阿尔茨海默症的投资又重新全面回归。
对此,伦敦大学学院的神经学家乔纳森·肖特(Jonathan Schott)表示:“我们已经达到了一个临界点——阿尔茨海默症是一种可以检测和治疗的生物过程,这势不可挡。”