通过细胞计数微球阵列技术检测血浆生物标志物助力阿尔茨海默病诊断

《Scientific Reports》：A cytometric bead array for the measurement of plasma biomarker levels in patients with Alzheimer’s disease

为探寻阿尔茨海默病（AD）血浆生物标志物，研究人员用细胞计数微球阵列（CBA）技术，发现血浆 P-tau181诊断价值高。

　　# 阿尔茨海默病血浆生物标志物研究新突破：细胞计数微球阵列技术的价值探索
在人口老龄化加剧的当下，阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）已成为全球关注的重大健康难题。它就像一位 “记忆小偷”，悄无声息地偷走患者的认知能力和日常生活功能，给患者家庭和社会带来沉重负担。据预测，到 2050 年，几乎每 33 秒就会新增一名 AD 患者，这一数字令人触目惊心。

目前，AD 的诊断面临诸多挑战。从病理角度看，AD 的特征是细胞外淀粉样蛋白 -β（amyloid-β，Aβ）斑块积聚和神经原纤维缠结中过度磷酸化的 tau 蛋白（P-tau）积累 ，这些病变在临床症状出现前数十年就已开始发展。虽然正电子发射断层扫描（PET）和脑脊液（CSF）检测能发现 Aβ 和 tau 病理变化，但 PET 存在辐射风险且价格昂贵，脑脊液检测需要腰椎穿刺，这种有创操作让很多老年患者难以接受，阻碍了其在大规模人群筛查中的应用。因此，寻找一种便捷、高效、低成本的 AD 诊断方法迫在眉睫，开发基于血液的生物标志物成为研究热点。

在这样的背景下，天津医科大学总医院等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。研究旨在评估细胞计数微球阵列（cytometric bead array，CBA）这种新方法测量 AD 患者血浆生物标志物（包括 Aβ₄₀、Aβ₄₂和 P-tau₁₈₁）的诊断准确性，并分析血浆和脑脊液中各生物标志物水平的相关性。

研究人员为开展此项研究，采用了以下关键技术方法：招募了 50 例认知障碍（cognitive impairment，CI）患者和 22 例认知正常（cognitively unimpaired，CU）的对照者。CI 患者依据淀粉样蛋白 PET 扫描结果分为 Aβ⁺和 Aβ ^- 组。利用 CBA 方法测量所有参与者血浆以及部分 CI 患者脑脊液中的生物标志物水平。通过 PET 成像对 CI 患者的 Aβ 状态进行确认。使用多种统计分析方法，如方差分析、相关性分析、受试者工作特征曲线（ROC）分析等对数据进行处理。

研究结果

1. 参与者特征：CU 对照组、Aβ ^- CI 组和 Aβ⁺ CI 组在年龄、性别分布和受教育年限上无显著差异，但 Aβ⁺ CI 组的简易精神状态检查表（MMSE）得分明显低于 Aβ ^- CI 组和 CU 组。
2. 生物标志物水平比较：血浆 P-tau₁₈₁水平在 Aβ⁺ CI 组显著高于 CU 组和 Aβ ^- CI 组，而 Aβ₄₀、Aβ₄₂以及 Aβ₄₂/Aβ₄₀比值在三组间无差异。在脑脊液中，Aβ⁺ CI 组的 P-tau₁₈₁水平升高，Aβ₄₂水平降低，Aβ₄₂/Aβ₄₀比值增加，Aβ₄₀水平无显著差异。
3. 血浆和脑脊液生物标志物相关性：血浆和脑脊液中 P-tau₁₈₁水平存在中度但显著的正相关，而 Aβ₄₀、Aβ₄₂以及 Aβ₄₂/Aβ₄₀比值在血浆和脑脊液中的相关性不显著。
4. 生物标志物的判别准确性：ROC 曲线分析显示，血浆 P-tau₁₈₁在区分 Aβ⁺ CI 患者和 CU 对照组时表现出色，AUC 达到 0.9043 。在区分 Aβ⁺ CI 和 Aβ ^- CI 患者时，血浆和脑脊液中的 P-tau₁₈₁都有良好表现，而血浆 Aβ 生物标志物表现不佳，脑脊液 Aβ 生物标志物表现较好。
5. 血浆生物标志物与认知评分的关系：在 Aβ⁺ CI 患者中，血浆 P-tau₁₈₁水平与 MMSE 评分呈负相关，不过去除一个异常值后相关性减弱，而血浆 Aβ₄₀、Aβ₄₂以及 Aβ₄₂/Aβ₄₀比值与 MMSE 评分无显著关联。

研究结论与讨论

该研究表明，血浆 P-tau₁₈₁通过 CBA 方法检测，在区分 Aβ⁺ CI 患者和 CU 对照组以及 Aβ⁺ CI 患者和 Aβ ^- CI 患者方面表现优异，并且血浆 P-tau₁₈₁水平与 Aβ⁺ CI 患者的 MMSE 评分相关。这意味着血浆 P-tau₁₈₁有可能成为反映 AD 病理进展的重要指标，在 AD 的诊断、鉴别和病情监测方面具有潜在价值。而且，CBA 方法相较于其他新型免疫分析方法，更易获取且成本效益更高，为 AD 的临床诊断提供了新的方向。

然而，研究也存在一些局限性。样本量较小，尤其是 Aβ ^- CI 组，可能影响研究结果的准确性。此外，研究未检测除 Aβ₄₀、Aβ₄₂和 P-tau₁₈₁之外与 Aβ 沉积和病理性 tau 相关的生物标志物，未来需要进一步探索。尽管如此，这项研究依然为 AD 的诊断研究开辟了新道路，为后续更深入的研究奠定了坚实基础，有望推动 AD 诊断技术的发展，让我们在对抗阿尔茨海默病这场 “战斗” 中取得更多进展。