武汉微量pcr检测技术研究方案（杜怡峰教授专访）
武汉微量pcr检测技术研究方案（杜怡峰教授专访）CANDI研究简介本文主要针对CANDI研究内容进行整理，来自福建医科大学附属协和医院的陈晓春教授和山东省立医院的杜怡峰教授对这一重磅研究做了精彩解读，本文整理如下。2018年，在中国科学技术大学附属第一医院的申勇教授的牵头及国内外多名领域内专家的指导下，“中国衰老与神经退行性疾病的研究队列（CANDI）正式启动。2022年6月6日，申勇教授团队在国际AD协会官方杂志《Alzheimer's & Dementia》上在线发表了题为“A combination model of AD biomarkers revealed by machine learning precisely predicts Alzheimer’s dementia: China Aging and Neurodegenerative Initiative (CANDI) study”的研究论文1 。该论文基
阿尔茨海默病（AD）作为常见的神经系统退行性疾病，以其高发病率、高患病率、高死亡率和高疾病负担成为严重危害人类健康的重大疾病。
对于AD患者，尽早诊断尤为重要，考虑到技术和价格的原因，早期筛查检测手段免不了需要逐渐往成本低、无创化方向发展。
比起已经建立的脑脊液（CSF）和正电子发射断层扫描（PET）检测方法，血液生物标志物检测能够使医生更简便明确地筛查和监测患者，从而识别早期症状不明显的这部分患者，并积极地在疾病早期进行干预治疗。
国际上已有较多血液生物标志物预测AD的研究，但研究主要集中在欧美人群（白种人），系统性的中国人群血液生物标志物研究较少，因此对于血液生物标志物预测AD是否存在人种差异尚不清楚。
2018年，在中国科学技术大学附属第一医院的申勇教授的牵头及国内外多名领域内专家的指导下，“中国衰老与神经退行性疾病的研究队列（CANDI）正式启动。2022年6月6日，申勇教授团队在国际AD协会官方杂志《Alzheimer's & Dementia》上在线发表了题为“A combination model of AD biomarkers revealed by machine learning precisely predicts Alzheimer’s dementia: China Aging and Neurodegenerative Initiative (CANDI) study”的研究论文
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。该论文基于AD临床队列，首次系统性地在中国人群中研究了包括血液样本在内的AD核心生物标志物的变化。
本文主要针对CANDI研究内容进行整理，来自福建医科大学附属协和医院的陈晓春教授和山东省立医院的杜怡峰教授对这一重磅研究做了精彩解读，本文整理如下。
CANDI研究简介
研究背景
目前检测AD以神经功能量表认知评估、影像学检查（PET-CT、MRI等）、CSF、基因筛查为主，但基于神经功能量表的检查难以对AD病理学机制进行确诊及早期鉴别诊断，误诊及漏诊的高发生率也影响了患者的早期干预以及临床药物试验的开展。而影像学检查价格昂贵、普及性较低，CSF检查也因其有创的操作和相对昂贵的价格易对患者造成心理和经济上的负担。因此，在中国迫切需要一种无创的、简便易行且具有成本效益的方法用于AD的筛查与诊断。
相比其他检查方法，血液检测的创伤性更小、易于操作、容易采集。血液生物标志物可更容易地以低创伤性的方式检测，并且可以连续监测，因此血液生物标志物检测在AD的筛查与诊断中具有广泛的应用前景。
研究方法
该研究共纳入了411名患者，包括96名认知正常的人，94名轻度认知障碍（MCI）患者，173名临床诊断为AD的患者，以及48名临床诊断为非AD痴呆的患者。其中173名AD患者包括106名早发型AD（EOAD）患者和67名晚发型AD（LOAD）患者。研究使用单分子阵列技术（Simoa）检测CSF和血浆生物标志物。通过18F-Flobetapir正电子发射断层扫描（PET）确定β淀粉样蛋白（Aβ）的沉积，并使用磁共振成像（MRI）对脑萎缩进行量化。
研究结果
1.患者的基线特征
本研究是CANDI的一部分。纳入标准是患者必须年满45岁；拥有能够陪同访视的看护者；患者必须健康状况良好；有或无认知问题；能够参与包括神经影像在内的临床评估。排除标准包括罹患任何痴呆以外的神经系统疾病，如亨廷顿病、癫痫、脑部肿瘤、多发性硬化等；罹患任何系统性疾病或健康情况不稳定；罹患抑郁、双相情感障碍、精神分裂症等影响认知评估的疾病。
如表1所示，女性AD患者更多（63.6%的EOAD和74.2%的LOAD）。EOAD组和CN组患者的平均年龄低于LOAD组患者。携带APOE ε4等位基因的患者在AD组中的比例较高（表1）。这与AD疾病特征相符。
表1 患者人口统计学特征
2.血浆和CSF中核心AD生物标志物特点
如表2所示，血浆中各生物标志物浓度显著低于CSF。因此，需要更高灵敏度的检测技术来检测血液中生物标志物浓度。血浆p-tau181和p-tau181/t-tau在临床诊断的AD亚组中浓度（比值）较高（包括EOAD和LOAD）（表2）。
表2 生物标志物浓度和患者的比例
3.血浆生物标志物，可有效预测大脑中Aβ沉积
➤使用单一血浆生物标志物预测Aβ沉积状态时，p-tau181可以达到较高准确度。
• 为了了解血浆生物标志物是否能够有效区分Aβ沉积状态（参比CSF Aβ42/Aβ40和AV-45 PET），研究者对每个血浆生物标志物的诊断准确度进行了ROC分析。研究者发现血浆p-tau在区分CSF Aβ状态方面具有最高的准确度（AUC=0.856）（图1A），并且血浆p-tau和p-tau/t-tau对PET Aβ状态也有很高的预测准确度（AUC=0.849，0.878）（图1B）。
图1 ROC分析显示血浆生物标志物识别脑Aβ状态的准确度
➤使用多个血浆生物标志物预测Aβ沉积状态时，p-tau181 载脂蛋白E（APOE） MRI可以达到较高准确度。
研究者进一步地评估将神经影像学与血浆生物标志物相结合，是否能进一步提高预测 Aβ状态（AV-45 PET）的准确度。通过Aβ沉积预测机器学习建模以筛选AIC值（赤池信息量准则）最低的模型。所有血浆生物标志物和MRI测量经过逐步筛选和去除，以评估它们对预测模型的贡献。
• 在不使用APOE分型的预测模型中，单一血浆p-tau181即可达到较高预测准确度（AUC=0.843）（图2A）。
• 在纳入APOE分型的预测模型中，血浆p-tau181 APOE MRI数据（扣带回峡部厚度 中部颞叶厚度）可达到较高预测准确度（AUC=0.909）（图2B）。
图2 CANDI中用于预测脑Aβ状态的模型选择过程和性能
研究结论
该研究结果表明，使用单一血浆生物标志物预测Aβ沉积状态时，p-tau181可以达到较高准确度；使用多个血浆生物标志物预测Aβ沉积状态时，p-tau181 APOE MRI可以达到较高准确度。该结果揭示了AD血液生物标志物检测在中国人群中的普遍适用性，并且为中国未来AD早期诊断提供了有效且兼具成本效益的诊断模型。
专家解读
陈晓春教授
• 福建医科大学附属协和医院神经内科教授、主任医师、博士生导师
• 福建省科学技术协会副主席、福建省医师协会会长
• 中国医师协会常务理事、神经内科医师分会候任会长
• 中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组组长
• 长期从事神经退行性疾病的临床诊疗与研究工作，重点聚焦阿尔茨海默病、帕金森病的发病机制及防治策略，先后主持承担国家级研究课题10多项，在Mol Neurodegener等SCI源学术期刊上发表高质量的研究论文80多篇。
AD分子影像学PET检查和CSF生物学标志物检测是AD精准诊断的必要手段，特别是在AD早期阶段临床症状尚不明显时，生物学标志物检测的意义则更加重要。今年5月发表的中国AD源性MCI诊疗专家共识——《阿尔茨海默病源性轻度认知障碍诊疗中国专家共识2021》2以A级证据I级推荐的方式强调了要重视AD相关生物学标志物在诊断AD源性MCI的应用。但受限于分子影像学PET检查的低可及性和高价格，以及CSF检测的创伤性，AD生物学标志物检测在我国的普及应用确有一些难度和阻力。
相对而言，血液生物学标志物检测的优势就显而易见——患者创伤小、样本易获取、费用相对低廉。如果AD血液生物学标志物检测能够建立起标准化的检测流程以及适用于中国人群可靠的参考区间，并且其诊断效能获得充分验证，血液生物学标志物检测无疑具有更广的适用范围和应用前景，将显著提升AD 诊断的精准度。CANDI队列血液生物学标志物检测为实现这一目标打下了坚实的基础。
杜怡峰教授
• 山东第一医科大学神经病学系主任
• 山东省立医院神经内科主任
• 山东省神经系统疾病临床医学研究中心主任
• 国家重点研发计划首席专家
• 泰山学者特聘专家
• 中国医师协会神经内科分会副会长
• 中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组副组长
• 《中华行为医学与脑科学杂志》副总编
目前，AD的特异性生物标志物检测主要通过CSF检测、Aβ PET或tau PET检查进行，这些方法虽可以用于AD的准确诊断，但是鉴于其方法创伤性，价格昂贵，不易普及等问题无法在临床上普遍开展。而AD的早期诊断对于AD的早诊早治又特别重要，血液生物标志物用于AD的早期诊断近些年来越来越热，特别是单分子免疫检测技术的出现，极大的推动了整个行业对血液生物标志物在AD精准诊断中应用的期待。
在上述申勇教授团队所做的研究中，他们将血浆中磷酸化的tau蛋白水平、APOE基因型、MRI组合起来，构建了一个简单、高效的算法，可实现无创、准确地预测Aβ-PET检测的淀粉样蛋白沉积状态，其准确性与CSF检测不相上下。因此该模型可用于预测淀粉样蛋白沉积状态，从而推动基于生物标志物状态的AD精准诊断。
CANDI队列研究是第一个系统性报道中国人群血液生物标志物数据的研究，这一研究的结果表明，中国人群中用于预测淀粉样蛋白沉积状态的生物标志物种类与国际上基于欧美人的研究结果基本一致，但在具体生物标志物浓度数值上则存在一些差异，如中国人群p-tau181的浓度明显低于欧美人，因此建立中国人群AD血液生物标志物的参考区间或判断阈值对其临床应用至关重要。
此外，Oskar Hansson等人2021年发表的“Prediction of future Alzheimer's disease dementia using plasma phospho-tau combined with other accessible measures”文章3中，研究人员以类似的方法构建了一个SCD/MCI人群4年内转化为AD源性痴呆的预测模型，APOE分型、血浆磷酸化tau水平结合认知测评即可达到较高预测准确性。因此，血液生物标志物联合APOE分型及必要的结构影像或认知测评数据能够实现AD病理学改变的预测和疾病的预后判断，为AD的精准诊疗提供有效工具。
参考文献：
1.Gao F et al. Alzheimers Dement. 2022 Jun 6. doi: 10.1002/alz.12700.
2.中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组.中华神经科杂志 2022 55(5):421-440.
3.Palmqvist S et al.Nat Med. 2021 Jun;27(6):1034-1042.
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