通过脑部扫描可以估计痴呆症状出现的时间

圣路易斯华盛顿大学医学院(Washington University School of Medicine)的研究人员开发了一种方法，可以估计一个可能患上阿尔茨海默氏症(Alzheimer’s disease)但没有认知症状的人何时会开始出现阿尔茨海默氏症的迹象。

该算法可以在杂志上在线获得神经学他使用一种被称为淀粉样正电子发射断层扫描(PET)的脑部扫描数据来测量大脑中关键的阿尔茨海默病蛋白淀粉样β的水平。

在那些最终患上阿尔茨海默氏症的人的大脑中，淀粉样蛋白在最初的混乱和健忘症状出现之前，会在大脑中默默地积累长达20年。淀粉样PET扫描已经广泛应用于阿尔茨海默症的研究中，而这种算法代表了一种分析这种扫描的新方法，以近似症状出现的时间。利用一个人的年龄和单次淀粉样蛋白PET扫描的数据，该算法可以估计出这个人已经发展到痴呆的程度，以及在认知障碍出现之前还有多长时间。

“我为研究研究进行淀粉样蛋白PET扫描，当我告诉认知正常的人阳性结果时，第一个问题总是，‘我多长时间会得痴呆?’，”神经学助理教授、资深作者苏珊娜·辛德勒(Suzanne Schindler)说。“到目前为止，我不得不给出的答案是，‘你在未来五年内患痴呆症的风险会增加。’”但这是什么意思呢?人们想知道自己什么时候可能会出现症状，而不仅仅是他们的风险是否更高。”

Schindler和他的同事分析了参与华盛顿大学Charles F.和Joanne Knight阿尔茨海默病研究中心阿尔茨海默病研究的236人的淀粉样蛋白PET扫描。研究开始时，参与者的平均年龄为67岁。所有参与者都接受了至少两次大脑扫描，平均间隔四年半。研究人员采用了一种广泛使用的测量方法，即标准摄取值比(SUVR)，通过扫描来估计每个参与者在每个时间点大脑中淀粉样蛋白的含量。

研究人员还查阅了180名参与者的1300多份临床评估。评估通常每一到三年进行一次。在数据收集开始时，大多数参与者的认知能力都是正常的，因此反复的评估让研究人员能够确定每个参与者的认知能力何时开始下降。

辛德勒花了数年时间试图弄清楚如何利用淀粉样蛋白PET扫描的数据来估计症状出现的年龄。当她意识到淀粉样蛋白积累有一个临界点，而每个人在不同的年龄达到这个临界点时，她的研究取得了突破。在这个临界点之后，淀粉样蛋白的积累遵循一个可靠的轨迹。

“你可能会在50岁时达到转折点;它可能发生在你80岁的时候;它可能永远不会发生，”辛德勒说。“但一旦过了临界点，你就会积累高水平的淀粉样蛋白，很可能导致痴呆。如果我们知道一个人现在有多少淀粉样蛋白，我们就可以计算出他们在多长时间前达到临界点，并估计在多长时间后他们可能出现症状。”

在研究中，较年轻时达到临界点的人比较晚达到临界点的人要花更长的时间出现认知症状。在50岁达到临界点的参与者通常需要近20年的时间才出现症状;那些在80岁时达到这一目标的人花了不到10年的时间。

辛德勒说:“当我们观察死于阿尔茨海默氏症的相对年轻的人的大脑时，他们通常看起来很健康，而不是阿尔茨海默氏症。”“但老年人的大脑更经常受到其他原因的损伤，所以他们的认知储备更低，导致损伤所需的淀粉样蛋白更少。”

这项新技术的强大之处在于，它只需要一次脑部扫描，加上被测者的年龄。有了这些数据，模型就可以估计到症状发病，正负几年。在本研究中，在0(不相关)到1(完全相关)的范围内，症状出现的预期年龄与诊断时的真实年龄之间的相关性优于0.9。

随着年龄的增长，APOE4基因变异是阿尔茨海默氏症的最大风险因素。携带该变异基因副本的人患阿尔茨海默氏症的可能性是一般人的两到三倍，携带两个变异基因副本的人则是10倍。在这项研究中，携带高危变异基因的人更早到达临界点，但一旦过了临界点，他们就会遵循和其他人一样的轨迹。

“APOE4似乎具有种子效应，”辛德勒说。“在非常低的水平下，在临界点以下，你会看到有APOE4的人的淀粉样蛋白增加，而没有APOE4的人的淀粉样蛋白没有变化。这意味着APOE4载流子将更快地达到临界点。携带两个APOE4拷贝的人比没有APOE4拷贝的人早10年达到临界点。但在那之后，我们就看不到APOE4携带者和非携带者之间的区别了。”

淀粉样蛋白PET脑扫描的自付费用约为6000美元，对于常规临床应用来说太贵了。然而，这种算法可以通过简化临床试验来帮助加快药物开发的步伐。

辛德勒说:“在旨在预防或减缓阿尔茨海默症症状的临床试验中，大多数参与者在试验期间没有出现症状。”“对于参与者和研究人员来说，这需要花费大量的时间和精力，但并不能得到有用的数据。如果我们能只在未来几年可能出现症状的人身上进行试验，那将使寻找疗法的过程更加有效。”