阿尔茨海默病(AD)是全球范围内导致老年痴呆的最首要病因,也是当今老龄化社会面临的最严峻的公共卫生挑战之一。据阿尔茨海默病协会 2024 年发布的数据,美国已有近 700 万老年人罹患该病,全球患者总数更是超过 5500 万,预计到 2050 年这一数字将飙升至 1.5 亿,给患者家庭和全球医疗体系带来了难以估量的沉重负担。
近年来,随着仑卡奈单抗、多奈单抗等多款能延缓疾病进展的抗淀粉样蛋白(Aβ)疗法先后获 FDA 批准上市,阿尔茨海默病的诊疗迎来了里程碑式的突破,但这些疾病修正治疗的核心前提,是在大脑发生不可逆神经损伤前的超早期阶段,就能精准识别出疾病进展的高风险人群。
长期以来,Aβ 正电子发射断层扫描(PET)被视作检测阿尔茨海默病病理改变的 “金标准”,它能在认知症状出现前 10~20 年就捕捉到大脑内的 Aβ 异常沉积,但其高昂的检测费用、极低的设备普及率,加上需要向体内注射放射性示踪剂的有创性,让它完全无法应用于大规模人群的早筛。能否通过更便捷、低成本、无创的血液检测,提前预判阿尔茨海默病的病理进展,成为了全球神经科学领域最受关注的热点问题。近日,来自美国麻省总医院、布莱根妇女医院、哈佛医学院的研究团队,在国际顶级期刊Nature Communications上发表了一项重磅研究,为这一问题给出了确凿且振奋人心的答案。
该研究依托哈佛衰老脑研究(HABS)这一前瞻性队列,纳入了 317 名基线时认知功能完全正常的老年参与者,年龄跨度为 50~90 岁,对其进行了平均长达 8.0±3.9 年、最长 13.8 年的系统随访。
研究期间,所有参与者均完成了基于高精度质谱平台检测的血浆磷酸化 tau 217(pTau217)检测、多次重复的 Aβ 和 tau PET 脑扫描,以及年度标准化的认知功能评估。其中,研究核心检测的血浆%pTau217,是磷酸化 tau217 与同位点非磷酸化 tau217 的比值乘以 100,这一指标能消除个体间 tau 蛋白总水平的差异,更精准地反映阿尔茨海默病特征性的 tau 蛋白异常磷酸化病理改变,也是目前公认的阿尔茨海默病核心血液生物标志物。
血浆%pTau217与横断面及纵向皮质Aβ(PiB PET)的关系
研究首先证实,血浆 % pTau217 对大脑 Aβ 病理状态有着极高的诊断准确性。基线数据显示,参与者的血浆 % pTau217 水平与大脑 Aβ PET 检测的皮质淀粉样蛋白负荷呈极强的正相关,其区分 Aβ 阳性与阴性人群的受试者工作特征曲线(ROC)下面积(AUC)高达 0.94,采用临床常用的 4.2% 临界值时,识别 Aβ 阳性的敏感度达到 89%,特异度更是高达 90%,展现出与脑脊液检测、PET 扫描相当的诊断效能。
而这项研究最具突破性的发现,是血浆 % pTau217 能在 PET 扫描尚无法检测到异常的超早期阶段,提前数年精准预判阿尔茨海默病的病理进展。研究结果显示,基线血浆 % pTau217 水平越高的参与者,后续大脑 Aβ 和 tau 蛋白的积累速度就越快,即便在校正了APOE ε4 携带状态、年龄、性别等已知的阿尔茨海默病风险因素后,这一关联依然极其显著(p=8.9×10⁻¹⁶)。尤其关键的是,在基线时 Aβ PET 完全阴性的参与者中,较高的 % pTau217 水平依然能稳定预测未来 Aβ 和 tau PET 信号的升高,哪怕是基线 Aβ Centiloid 值低于 10、远低于病理阳性临界值的极低负荷人群,% pTau217 每升高 1%,后续 Aβ 的年积累速率也会显著增加。
研究团队通过生存分析进一步量化了这一预测价值:在基线 Aβ 阴性的人群中,按照 % pTau217 水平分为三组后,最低水平组的参与者在 6 年随访中保持 Aβ 阴性的概率高达 98%,而最高水平组的这一概率仅为 72%。Cox 回归模型更清晰地显示,基线 % pTau217 每升高 1%,参与者进展为 Aβ 阳性的风险就会升高 40%。在基线 Aβ Centiloid 值低于 10 的极低负荷人群中,这一风险更是会升高 167%。而通过对同一参与者的纵向配对数据分析,研究团队还明确了病理进展的时间顺序:在几乎所有最终进展为 Aβ 阳性的案例中,血浆 % pTau217 的升高都先于 Aβ PET 检测到的异常,彻底打破了 “Aβ 沉积是阿尔茨海默病最早可检测病理改变” 的传统认知。
除了预测 Aβ 沉积,血浆 % pTau217 还能精准预判阿尔茨海默病另一核心病理——tau 蛋白的异常聚集。研究发现,基线 % pTau217 水平越高,参与者内嗅皮层(阿尔茨海默病 tau 病理最早出现的脑区)和颞下皮层(早期新皮层 tau 受累区域)的 tau 蛋白积累速度就越快。更值得关注的是,在校正了基线 Aβ 水平后,% pTau217 对纵向 tau 蛋白积累的预测作用依然显著,而基线 Aβ 水平的预测作用反而不再显著;即便是在基线 Aβ 完全阴性的人群中,高 % pTau217 也能有效预测内嗅皮层的 tau 蛋白异常聚集,这意味着 % pTau217 不仅能反映 Aβ 相关的病理进程,还能捕捉到不依赖 Aβ 的早期 tau 病理改变,为阿尔茨海默病的超早期预警提供了更全面的信息。
在认知结局方面,研究团队通过路径分析,完整揭示了 % pTau217 与认知衰退之间的关联机制:基线血浆 % pTau217 的升高,会通过加速大脑 Aβ 的沉积,进一步推动新皮层的 tau 蛋白异常聚集,最终导致认知功能的加速衰退,而 % pTau217 本身对认知功能并没有直接的影响。这一结果也客观说明,在基线 Aβ 完全阴性的认知正常人群中,单纯的 % pTau217 升高并不会直接带来短期内的认知下降,其对认知的影响,是通过推动阿尔茨海默病的核心病理进展实现的,这也为临床解读血液检测结果提供了重要的参考。
基于这些发现,研究团队提出了基于血浆 % pTau217 的阿尔茨海默病风险分层管理策略,为这一标志物的临床转化提供了清晰的方向:对于血浆 % pTau217 水平极低的人群,其未来数年内发生阿尔茨海默病病理改变的风险微乎其微,无需进行频繁的有创检查或 PET 扫描。对于 % pTau217 处于中等水平、仍低于临床临界值的人群,需要通过定期复查血液标志物进行动态监测,其中连续检测中 % pTau217 持续升高的个体,是疾病进展的高风险人群。而对于 % pTau217 超过 4.2% 临床临界值的人群,其存在临床前阿尔茨海默病的可能性极高,建议通过 PET 扫描进一步确认病理状态,评估是否适合进入疾病修正治疗或预防性临床试验。
2024 年,FDA 批准了首个阿尔茨海默病血液检测产品,为临床提供了比 PET 更便宜、更易普及的替代方案,而这项长达十余年的前瞻性研究,为这类血液检测的临床应用提供了迄今为止最扎实的长期证据。研究团队也客观指出,目前这项研究仍存在一定的局限性:研究队列主要由高教育水平的白人老年人群组成,结果在不同种族、不同社会经济背景人群中的普适性,还需要更大规模的多中心研究验证;研究中使用的 % pTau217 临界值仅适用于特定的质谱检测平台,不能直接套用到其他检测方法中。同时,目前尚不建议对普通老年人群开展常规的 pTau217 筛查,其在真实世界临床场景中的应用价值,还需要更多的观察性研究和临床试验来明确。
但不可否认的是,这项研究彻底改写了我们对阿尔茨海默病早期病理进程的认知,将疾病的预警窗口向前推进到了 PET 扫描可检测到病理改变之前。随着阿尔茨海默病疾病修正治疗的不断发展,这种无创、低成本、高准确性的血液检测,有望彻底改变阿尔茨海默病的诊疗模式——从过去出现痴呆症状后才开始干预,转变为基于超早期风险预警的预防性治疗,让我们在与阿尔茨海默病这场漫长的对抗中,真正掌握了先发制人的主动权。(生物谷Bioon.com)
参考文献:
Yang, HS., Anzai, J.A.U., Yau, WY.W. et al. Plasma phosphorylated tau 217 and longitudinal trajectories of Aβ, tau, and cognition in cognitively unimpaired older adults. Nat Commun 17, 3188 (2026). doi:10.1038/s41467-026-71269-3