研究目的：
- 研究血漿中的β-amyloid-1–42/1–40 (Aβ42/40), phosphorylated-tau (P-tau), glial fibrillary acidic protein (GFAP), and neurofilament light (NfL)在路易體失智症（Dementia with Lewy bodies, DLB) 患者中的表現
主要提問：
- 在DLB患者中，血漿 Aβ42/40 比值和 P-tau 有何變化？
- GFAP和 NfL 在 DLB 和阿茲海默症患者中的濃度有何差異？
- GFAP和 NfL 濃度對 DLB 患者的認知功能有何影響？
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血漿生物標記與臨床特徵核心症狀的關聯：
- 帕金森病徵與哪些血漿生物標誌物相關？
- 認知波動的出現與哪些生物標誌物相關？
- 這些生物標誌物如何有助於 DLB 患者的病程監測和臨床試驗？
Association of Plasma Amyloid, P-Tau, GFAP, and NfL With CSF, Clinical, and Cognitive Features in Patients With Dementia With Lewy Bodies
血漿中的 β-類澱粉蛋白 、磷酸化 Tau 蛋白 、膠質纖維酸性蛋白和神經絲蛋白 與腦脊髓液 、臨床及認知特徵在患有路易氏體失智症患者中的關係
文獻出處
背景
- DLB的概述：路易氏體失智症 (DLB) 被認為是老年失智症中，繼阿茲海默症 (AD) 之後第二常見的失智症類型。
- 臨床特徵：DLB 的臨床特徵包括認知衰退、視覺幻覺、認知波動、睡眠障礙、巴金森症症狀和自律神經功能障礙。
- 存活時間：與阿茲海默症相比，DLB 患者的診斷後存活時間較短。在 DLB 中，診斷後的存活時間約為 4 年，但臨床表現和疾病進展的高度異質性以及共病情況可能會妨礙疾病進程的預測。
- 變異性：DLB 的臨床表現和進展具有高度異質性，並且共病情況的存在可能會影響疾病過程的預測。
- 路易體和路易神經突：DLB 的特徵性病變包括路易體Lewy bodies 和路易神經突 Lewy neurites，這些都是由磷酸化的 α-突觸核蛋白聚集而成的細胞質內包涵體。
- AD 相關病理的存在：許多 DLB 患者同時存在阿茲海默症的病理變化，這增加了診斷和治療的複雜性。
- 臨床和病理特徵的重疊：DLB 與阿茲海默症和巴金森病在臨床表現和病理特徵上有大量重疊，使得區分這些疾病變得困難。
- 蛋白質聚集以外的病理過程：DLB 不僅涉及蛋白質聚集，還有其他病理過程，如神經炎症，這些過程可能在神經退行性變和疾病進展中起重要作用。
- 神經炎症的角色：證據表明，α-突觸核蛋白和阿茲海默症病理會在 DLB 中引發神經炎症，進一步促進神經退行性變。
- 綜合生物標記的評估需求：為了更好地診斷 DLB，理解其異質性，並預測疾病進展，有必要進行綜合生物標記評估，這些生物標記反映了不同的疾病過程。
- DLB 和 AD 的生物標記異同：DLB 和 AD 患者在某些生物標記如 NfL 和 GFAP 濃度上的相似性，揭示了這兩種疾病在病理特徵上的重疊和異同。
- DLB 血液生物標記研究：多數研究主要集中在阿茲海默症 (AD) 的血液生物標記上，儘管有些研究包括 DLB 群體，以評估血液生物標記在區分 AD 與 DLB 診斷中的表現，但樣本量相對較小，專門針對 DLB 的血液生物標記研究仍然很少。
- 早期診斷和預後標記：現有研究表明，血液生物標記可能用於 DLB 的早期診斷和預後，但需要更多具體針對 DLB 的研究來驗證其有效性。
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生物標記的區分能力：血液生物標記區分阿茲海默症 (AD) 與路易氏體失智症 (DLB) 的能力目前尚未有結論。
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P-tau181 和 GFAP 的研究：
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在一項研究中，磷酸化 Tau 蛋白 (P-tau181) 和膠質纖維酸性蛋白 (GFAP) 被發現與腦脊髓液 (CSF) 類澱粉蛋白狀態相關；
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但另一項研究報告指出，這些生物標記與類澱粉 PET 無關。
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樣本量限制：上述兩項研究的樣本量均較小：
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P-tau 濃度研究：
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近期在一個大型歐洲世代研究中證明，特定的磷酸化 Tau 蛋白 (P-tau) （P-tau181 和 P-tau231）在路易氏體失智症 (DLB) 患者中的血漿濃度顯著高於健康對照組 (HC)，但低於阿茲海默症 (AD) 患者。
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P-tau 和類澱粉共同病理：我們發現，DLB 參與者中，血漿 P-tau 生物標記在具有一致性類澱粉共同病理的情況下升高，且與整個 DLB 群體中的認知衰退有關。
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研究目的
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研究目標：此研究旨在進一步探討先前在磷酸化 Tau 蛋白 (P-tau) 在DLB的相關性的發現。
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評估對象：評估血漿生物標記 Aβ42/40 比人十月一一、神經纖維絲輕鏈 (NfL) 和膠質纖維酸性蛋白 (GFAP) 與阿茲海默症 (AD) 共同病理、臨床特徵和路易氏體失智症 (DLB) 中認知進展的關聯性。
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不同疾病過程：這些生物標記反映了不同的疾病過程，包括類澱粉病、神經軸索損傷和反應性星形膠質細胞增生。
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數據來源：利用來自歐洲-路易氏體失智症聯盟 (E-DLB) 的大型多中心世代研究數據進行分析。
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研究意圖：通過這項研究，旨在加深對 DLB 患者中不同生物標記與疾病過程之間關聯的理解，以進一步了解其在診斷和疾病進展監測中的作用。
研究方法
研究族群
- 研究參與者：此回顧性研究納入來自 E-DLB 聯盟世代研究的參與者，這些參與者來自 9 個不同的研究中心。
- 參與者來源：於 2002 至 2020 年間，從記憶、運動障礙、老年醫學、精神科或神經科的門診轉介。
- 血漿樣本數量：E-DLB 聯盟總共有 623 份血漿樣本可用。
- 排除標準：排除了患有其他神經疾病的患者、處於前期疾病階段的患者、樣本量不足以及測量過程中出錯的樣本。
- 最終納入樣本：最終納入 562 例，包括 342 例 DLB 患者、131 例 AD 患者和 89 例健康對照組 (HC)。
- 診斷標準：AD 和 DLB 的診斷在各中心之間進行了統一，並根據共識指南，由多學科團隊、至少 2 位臨床專家組成的團隊或主治醫師根據所有可用的臨床和檢查結果進行診斷。
- 123I-FP-CIT SPECT 掃描：在 105 例有 123I-FP-CIT SPECT 掃描的患者中，83 例 (79.0%) 的 DLB 臨床診斷得到了多巴胺轉運蛋白活性異常的支持。
- 血漿生物標記的使用：本研究中研究的血漿生物標記未用於支持診斷。
- 健康對照組：健康對照組為在各門診就診但無任何神經疾病的人。
評估項目
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認知評估：
- 使用簡易智能量表 (MMSE) 評估基線認知功能。
- 追蹤 MMSE ：對部分 DLB 患者進行 MMSE的追rmhooo測試，隨訪至少一次，持續到初次就診後的 5 年內。
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DLB 核心特徵評估
- 在基線對 DLB 核心特徵進行評估，並將其二分為“存在”或“不存在”：
- 認知波動：n = 225 [存在於 n = 171, 76.0%]
- 重複出現的視幻覺：n = 273 [存在於 n = 149, 54.6%]
- 巴金森症狀：n = 260 [存在於 n = 161, 61.9%]
- REM 睡眠行為障礙 (RBD)：n = 219 [存在於 n = 125, 57.1%]
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CSF Aβ42 濃度測量：
- 在 342 名 DLB 患者中，101 名 (29.5%) 進行了類澱粉共同病理評估，其中 48 名 (47.5%) 被定義為異常 (A+)（CSF Aβ42 濃度降低）。
- 在 131 名 AD 患者中，有 45 名 (34.4%) 測量了 CSF Aβ42 濃度，所有測量結果均與臨床診斷一致，都表現出 A+ (CSF Aβ42降低)。
- 在健康對照組中，40 名提供了 CSF 類澱粉數據，全部為 A−。
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血漿生物標記：
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Aβ40、Aβ42、GFAP 和 NfL 測量設備和方法：
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使用 Simoa HD-X Analyzer (Quanterix, Billerica, MA) 和Neurology 4-Plex E 試劑盒 (Quanterix) 在荷蘭阿姆斯特丹大學醫學中心的神經化學實驗室測量血漿中 Aβ40、Aβ42、GFAP 和 NfL 的濃度。
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樣本處理：測量前，樣本在 10,000g 下離心 10 分鐘。樣本在 3 次運行中以單次測量方式進行測量。
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重複性和中間精度：基於 3 個質量控制樣本測定的重複性和中間精度均在接受範圍內 (CV% <15%)。所有標記的平均變異係數 (CV%) 如下：
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P-tau181 和 P-tau231 濃度測量：在瑞典穆恩達爾的薩爾格倫斯卡大學醫院臨床神經化學實驗室進行，血漿 P-tau181 和 P-tau231 濃度使用經臨床驗證的自製單分子陣列 (Simoa) 進行。
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分析方法
- 統計分析工具：所有統計分析均使用 R 版本 4.0.3 進行。
- 檢測方法：所有測試均為雙尾檢測，使用 Bonferroni 校正進行多重檢測校正，顯著性設為 α < 0.05。
- 數據變換：為達到常態分布，對 P-tau 181、P-tau231、GFAP 和 NfL 進行了 log10 轉換。
- 生物標記差異分析：通過共變數分析（car 套件）評估診斷組別間的生物標記差異，校正年齡和性別，隨後進行 Tuckey 事後檢定（multcomp R 套件）。
- 性別相關生物標記差異：使用 t test 評估性別相關的生物標記差異。
- 分析項目
- 血漿生物標記與 CSF 類澱粉狀態和 DLB 核心特徵的關聯
- 基線認知障礙的關聯：通過線性回歸分析確定血漿生物標記與基線認知障礙的關聯。
- 縱向認知衰退分析：對至少有一次 MMSE 追蹤的 DLB 患者，使用線性混合效應模型（lmerTest R 套件）分析縱向認知衰退。
- 教育年限與認知衰退的關聯：首先通過添加教育年限與追蹤時間的交互項，獨立於血漿生物標記值，評估教育年限與認知衰退的關聯。
- 血漿生物標記與認知衰退的關聯：通過添加血漿生物標記與追蹤時間的交互項，評估血漿生物標記水平與認知衰退的關聯，並校正模型的年齡、性別和教育年限。
結果
參與者基本特徵
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基線特徵
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性別分佈：診斷組別間未觀察到性別分佈差異。
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年齡、教育年限和症狀持續時間：
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DLB 組和 AD 組在年齡、教育年限、症狀持續時間或基線 MMSE 分數方面沒有顯著差異
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AD 組和 HC 組在教育年限方面也沒有顯著差異。DLB 患者的教育年顯著少於 HC。
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DLB 和 AD 患者的年齡顯著大於 HC（HC: 67.4 [7.3]，DLB: 71.6 [8.1]，AD: 71.9 [7.9]）。
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基線 MMSE 分數：DLB 和 AD 患者的基線 MMSE 分數低於 HC。
生物標記在診斷組別間的差異
- Aβ42/40 比值：在 DLB 組和 HC 組中顯著高於 AD 組。
- GFAP 和 NfL 濃度：在 DLB和 AD中顯著高於 HC。
- P-tau ：兩種 P-tau (P-tau181， P-tau231）
- 在 DLB 和 AD 中顯著高於 HC
- 在 AD 中顯著高於 DLB。
- 性別差異：
- 在整個研究中和 AD 組中，GFAP 在女性中的濃度顯著高於男性
- 其他生物標記未觀察到性別相關的差異。
血漿生物標記與 CSF 類澱粉狀態的關聯
- DLB A+ (類澱粉陽性) 與 DLB A- 比較：
- DLB A+ 患者的血漿 Aβ42/40 比值顯著低於 DLB A- 患者。
- DLB A+ 患者的 P-tau181 和 P-tau231 水平顯著高於 DLB A- 患者。
- GFAP 和 NfL 未見顯著差異。
- DLB A+ 與 HC 和 AD 比較
- DLB A- 個體的 Aβ42/40 比值顯著高於 AD，但與 HC 無顯著差異。
- DLB A- 和 DLB A+ 患者的 P-tau181 和 P-tau231 均顯著高於 HC
- P-tau 的比較：DLB A- 患者的 P-tau181 和 P-tau231 顯著低於 AD。
血漿生物標記與認知障礙和衰退的關聯
- DLB 組的基線認知障礙：
- GFAP、NfL、P-tau181 和 P-tau231 與基線整體認知障礙 (MMSE) 相關，但 Aβ42/40 比值無顯著關聯。
- 校正教育年限後的效果：校正教育後，GFAP的效果仍然顯著，NfL的效果不再顯著。
- AD 組的類似關聯：
- 在 AD 組中，發現類似DLB的關聯。
- HC 組的基線認知：
- 在 HC 組中，未發現生物標記與基線認知有關聯。
縱向 MMSE 變化：
- 156 名 DLB 患者的追踨時間最長為 5 年（5 年: n = 44，4 年: n = 24，3 年: n = 24，2 年: n = 35，1 年: n = 29），平均追蹤時間為 3.1 (1.5) 年。
- 教育年限與認知衰退：教育年限與認知衰退速率無顯著關聯
- Aβ42/40 與認知衰退：在 DLB 組中，Aβ42/40 與認知衰退無關聯。
- GFAP 和 NfL 濃度與認知衰退：
- GFAP 濃度與每年 -2.11 MMSE 分數的變化相關（95% CI -2.88 至 -1.35 MMSE 分數, p < 0.001）。
- NfL 濃度與每年 -2.13 MMSE 分數的變化相關（95% CI -2.97 至 -1.29 MMSE 分數, p < 0.001），這些關聯在校正年齡和性別後依然顯著。
- 校正教育年限後的效果：校正教育年限後，這些關聯失去顯著性。
血漿生物標記與 DLB 核心特徵及 123I-FP-CIT SPECT 狀態的關聯
- DLB 核心特徵：任何生物標記與 DLB 組中的視覺幻覺或 REM 睡眠行為障礙 (RBD) 的存在無關。
- NfL 與巴金森症狀：NfL 濃度較高與巴金森症症狀的存在相關。
- P-tau231 與認知波動：P-tau231 濃度較低與認知波動相關。
- 其他生物標記：其他血漿生物標記與上述特徵無顯著關聯。
- 123I-FP-CIT SPECT 狀態：血漿生物標記在 123I-FP-CIT SPECT 狀態正常和異常的個體之間無顯著差異。
研究優勢與限制
研究的優勢：
- 大樣本量
- 有部分的長期觀察數據
- 多研究中心的收案
研究的局限性：
- 由於為回顧性研究，存在缺失數據，僅能在世代研究的某些子集中進行特定分析。例如，CSF 類澱粉測量僅基於 Aβ42，並且僅在 45 名 AD 患者和 101 名 DLB 患者中可用。
- 在DLB 患者中，有接受123I-FP-CIT SPECT 掃描的患者中，有 21.0%（n = 22）被評為正常。
- 但之前研究顯示，大約 10% 的 DLB 患者 123I-FP-CIT SPECT 掃描結果為正常，且隨時間過去可能在病程轉變為異常。
- 具有正常 123I-FP-CIT SPECT 的患者和 SPECT異常的 DLB 患者相比，生物標記濃度無顯著差異（數據未顯示），但不能排除誤診病例的可能性。
- 只用了 MMSE 評估生物標記與認知功能衰退的關聯。使用更詳細不同面向的認知評估可能提供更詳細的疾病進展資訊。
- 雖然所有統計分析均校正了年齡的混淆效應，但需要強調的是，這可能無法完全消除對照組年齡顯著年輕於兩個疾病組的影響。
結論
- Aβ42/40 比例：DLB 患者的血漿 Aβ42/40 比例高於 AD，與 HC 無顯著差異。
- GFAP 和 NfL 濃度：DLB 和 AD 患者的血漿 GFAP 和 NfL 濃度高於 HC，但 DLB 和 AD 之間無顯著差異。
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NfL 和 GFAP 的監測價值：NfL 和特別是 GFAP 作為神經退他性變和星形膠質細胞增生的標記，可能在監測 DLB 中的認知方面具有價值。
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- P-tau181 和 P-tau231 濃度：DLB 患者的血漿 P-tau181 和 P-tau231 濃度顯著高於 HC，但 DLB 和 HC 的濃度均顯著低於 AD。
- 基線 GFAP 和 NfL 濃度：DLB 中，基線 GFAP 和 NfL 濃度較高與認知障礙相關，並預測更快的認知衰退。GFAP 的關聯更強。
- CSF Aβ42 狀態：只有 Aβ42/40 比例和兩種 P-tau 與 DLB 中的 CSF Aβ42 狀態相關。
- NfL 與巴金森症症狀：血漿 NfL 濃度增加與巴金森症症狀的存在相關。
- P-tau231 與認知波動：血漿 P-tau231 濃度增加與認知波動的相關。這結果支持了先前的研究中非典型巴金森症障礙中血漿 NfL 濃度增加，並且預測 PD 中動作障礙進展加快，可能是由於更明顯的神經退化性病變所致。
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DLB 中 GFAP 濃度增加的意義：DLB 患者血漿 GFAP 濃度的增加，與 DLB 組中的類澱粉共同病理無關，這可能表明 GFAP 在 DLB 中反映了與 AD 不同的病生理過程，如與神經退化或 α-syn 病變相關。
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臨床試驗的應用：這些標記可能對臨床試驗中的患者做選擇和分類，選擇抗類澱粉治療的患者，並有助於理解類澱粉的共同病理對 DLB 疾病發展和存活的影響。
主要提問的研究結果
- 在 DLB 患者中，血漿 Aβ42/40 比率較高，而 P-tau181 和 P-tau231 水平顯著高於健康對照組 (HC)，但低於阿茲海默症 (AD) 患者。這表明 P-tau 在 DLB 患者中的濃度上升，反映出類澱粉病理的存在。
FAP 和 NfL 的濃度在 DLB 和 AD 患者中都顯著高於健康對照組 (HC)，但在 DLB 和 AD 之間沒有顯著差異。這表明這兩種生物標記在兩種疾病中的表現相似，可能反映了相似的神經退化性病變。
在 DLB 患者中，較高的基線 GFAP 和 NfL 濃度與認知功能障礙相關，並且預測了更快的認知衰退。校正教育後，GFAP的效果仍然顯著
- 帕金森病徵與哪些血漿生物標誌物相關？ 帕金森病徵與血漿 NfL 濃度較高相關。
- 認知波動的出現與哪些生物標誌物相關？ 認知波動的出現與血漿 P-tau231 濃度較低相關。
- 監測疾病進展：NfL 和 GFAP 濃度的上升與神經退化性病變相關，可以用於監測疾病發展和評估治療效果。
- 患者選擇和分類：Aβ42/40 比值和 P-tau 濃度可以幫助選擇和分類患者，用於臨床試驗中的納入標準，以確保試驗的科學性和有效性。
- 治療效果評估：這些生物標記物可以用於評估抗類澱粉治療的效果，了解治療對病理過程和臨床症狀的影響。
- 理解病理過程：通過這些生物標記物的測量，可以更好地理解類澱粉共同病理對 DLB 疾病進展和存活的影響，從而改進治療策略。
個人想法
- 此研究最大的限制是只用臨床診斷，不過在有做 123I-FP-CIT SPECT 掃描的患者中，79% 的 DLB 患者確定有多巴胺的異常。不過此樣本中有巴金森症狀的比例也只有61%。
- DLB的患者中合併有AD pathology的比例接近一半 47.5% ，在amyloid+ 的DLB患者其血漿中Aβ42/40， ptau, NfL, GFAP的表現類似AD。
- 但在amyloid – 的DLB的患者，雖然血漿中Aβ42/40的值如預期不是降低的，但其ptau181， ptau 231仍然高於正常人，只是比AD 低，所以 ptau181， ptau 231並不完全只和amyloid 相關？
- GFAP 和NfL 更是確定並不是AD 特有的表現，GFAP 和DLB 認知症狀，NfL 與 巴金森症狀相關，這也許可以做為病程的預測或是臨床試驗的指標。
- DLB 的病理和臨床症狀都是多樣性的，生物指標可能在之後的治療中扮演一定的角色，目前最先預到的問題就是類澱粉單株抗體用在 amyloid + 的DLB的患者是否有效呢？如果有效主要是對那一些臨床症狀有效呢？可以用血漿生物標記來預測嗎？