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帕金森病(PD)的早期诊断至关重要,而嗅觉减退是其常见非运动症状。研究人员重新评估 Sniffin’-Sticks 识别测试(SST-ID)和宾夕法尼亚大学嗅觉识别测试(UPSIT),开发出简化嗅觉测试。结果显示,7 种气味组合能有效区分 PD/DLB 与健康对照,该测试有望用于临床筛查。
帕金森病,这个名字听起来或许有些陌生,但它却实实在在地影响着无数人的生活。帕金森病患者会出现运动迟缓、震颤等症状,严重影响生活质量。而在疾病的发展过程中,嗅觉减退这一非运动症状逐渐进入人们的视野。据研究,帕金森病患者中嗅觉减退的发生率在 45% - 90% 以上,而且慢性嗅觉减退甚至可能在帕金森病确诊前 4 - 20 年就已出现。因此,利用嗅觉测试来辅助帕金森病的诊断,成为了医学研究的一个重要方向。
目前,常用的嗅觉测试工具如宾夕法尼亚大学嗅觉识别测试(UPSIT)和 Sniffin’ Sticks 测试(SST),虽在评估嗅觉功能方面发挥了一定作用,但它们存在不少问题。不同研究对测试中气味的诊断性能排名不一致,缺乏外部验证,而且气味组合常因研究队列不同而不同,缺乏通用性。同时,测试中干扰项(与正确答案相比)对结果的影响也未得到充分研究。此外,以帕金森病为中心的研究中,很少评估其他非典型帕金森综合征患者的嗅觉分数。
为了解决这些问题,来自加拿大渥太华医院研究所、德国帕拉塞尔苏斯 - 埃琳娜诊所等多个研究机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《npj Parkinson's Disease》杂志上,为帕金森病的诊断带来了新的希望。
研究人员使用了三项观察性、回顾性病例对照研究的去识别化数据,包括 De Novo Parkinson 病研究(DeNoPa)、渥太华(PREDIGT)试验和帕金森病预后生物标志物研究(PROBE)。这些研究涵盖了 301 名帕金森病或路易体痴呆(DLB)患者、68 名多系统萎缩(MSA)或进行性核上性麻痹(PSP)患者以及 281 名健康对照者(HC)。研究过程中,他们运用了机器学习和项目反应理论(IRT)等技术方法 。
在研究中,研究人员首先比较了不同嗅觉测试对典型帕金森病的分类能力。不出所料,帕金森病和路易体痴呆患者的嗅觉测试分数普遍低于健康对照者,而多系统萎缩和进行性核上性麻痹患者的分数则处于中间水平。UPSIT 和 SST - ID 在区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与健康对照者方面表现相当,受试者工作特征曲线下面积(AUC)值在 0.89 - 0.93 之间。但在区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与多系统萎缩 / 进行性核上性麻痹患者时,性能有所下降,且 AUC 值变化较大。在 SST 的三个子测试中,SST - ID 在区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与健康对照者以及多系统萎缩 / 进行性核上性麻痹患者方面表现最佳。
接着,研究人员分析了单个气味在区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与健康对照者中的表现差异。通过对 DeNoPa 队列基线数据的分析,发现香蕉和薄荷是 SST - ID 中最具鉴别力的两种气味,UPSIT 中玫瑰、冬青等气味鉴别力较高。他们还构建了气味排名,发现 SST - ID 中茴芹、甘草等气味在区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与健康对照者方面具有较高一致性,而 UPSIT 的气味排名在不同研究中一致性较差。
研究人员利用 IRT 分析进一步揭示了气味细节和干扰项的影响。以薄荷和甘草为例,健康对照者通常能正确识别,而帕金森病 / 路易体痴呆患者识别困难。对于香蕉,在不同队列中表现不一致,并非由干扰项导致。此外,橙色和柠檬在两个测试中排名较低,原因各不相同。
在开发和验证简化嗅觉测试方面,研究人员通过机器学习方法,构建了不同气味子集并计算其 AUC 值。结果发现,增加高排名气味数量时,前四种气味对应的 AUC 值急剧增加,之后提升效果不明显。综合考虑,SST - ID 的 7 种气味版本和 UPSIT 的 10 种气味版本表现最佳。在此基础上,研究人员开发了一种综合嗅觉测试,从 SST - ID 和 UPSIT 共有的气味中选取 7 种(甘草、香蕉、丁香、玫瑰、薄荷、菠萝和肉桂),该测试能以 0.87 的 AUC 值区分帕金森病 / 路易体痴呆患者与健康对照者,以识别 4 种或更少气味作为临界值,具有较高的敏感性和特异性。
在区分帕金森病与多系统萎缩 / 进行性核上性麻痹患者方面,研究人员对 PROBE 队列进行分析,发现 7 种高排名共有气味区分两者的 AUC 值为 0.68,与完整的 40 种气味的 UPSIT 相当。进一步优化后,10 种气味(丁香、莳萝泡菜、肉桂等)组成的子集表现更优,AUC 值达到 0.77,以识别 6 种或更少气味作为临界值,能较好地区分两者。
研究人员还评估了年龄和性别对气味识别的影响。结果表明,年龄增长显著降低所有组的嗅觉,男性嗅觉普遍比女性差,但在三个队列中差异并不显著。在共享气味中,女性对大多数气味的正确识别率高于男性。
总的来说,这项研究是目前关于帕金森病嗅觉功能障碍最全面的研究之一。研究人员开发的简化嗅觉测试,仅用 7 种气味就能近似完整 SST - ID 或 UPSIT 的诊断性能,为帕金森病的早期诊断提供了一种简单、快速且有效的筛查工具。不过,该研究也存在一些局限性,如多系统萎缩和进行性核上性麻痹患者样本量较小,研究队列种族单一等。未来还需要更多研究来进一步验证和完善这一测试,使其能更好地应用于临床实践,帮助更多帕金森病患者实现早期诊断和治疗。
研究人员使用的主要技术方法包括:利用三项观察性、回顾性病例对照研究(DeNoPa、渥太华(PREDIGT)试验、PROBE)的去识别化数据;运用机器学习方法对数据进行处理,包括气味排名、构建气味子集并计算 AUC 值以开发简化测试;采用项目反应理论(IRT)分析参与者对气味选择的反应,揭示气味细节和干扰项的影响。