在記憶門診,若依照阿茲海默症新的診斷標準,「Aβ 陽性」幾乎等同於阿茲海默症的單一診斷。然而,現實遠比這複雜:同樣是 CSF Aβ42/Aβ40 比值異常的患者,有人同時帶著廣泛的白質高訊號與皮質下萎縮,有人則以 α-synuclein 病理為主導、Aβ 陽性只是共病;有人的 tau 負擔在早期即大量累積,有人的萎縮嚴重到足以解釋症狀,tau PET 卻幾乎全部正常。相同的生物標記結果,背後可能是截然不同的病理路徑、不同的疾病速率,以及對治療完全不同的反應。
重要提問
Q1 記憶門診中有些病人診斷不確定,生物標記分類能解決這個問題嗎?
Q2 αSyn 組的腦萎縮最輕,功能連結卻最差,這個「結構-功能解離」背後代表什麼?
Q3 Mixed AD+Vascular 群佔全部患者逾四分之一,卻是認知損傷「相對輕」的一組——這是保護,還是假象?
Q4 NOVAS 這個群組是什麼?LATE、TDP-43 proteinopathy 的可能性有多大?
Q5 五組不同輪廓病人的縱向軌跡給了臨床試驗設計什麼提示?
Q6 αSyn 組中約 63% 同時有 Aβ 異常,此種共病病理的高盛行率,是否讓「單一靶點治療」策略失效?
Biological classification of memory clinic patients
文獻出處
背景
症狀定義到生物學定義的轉變
- 神經退化疾病傳統上以臨床症候群定義(symptom-based syndrome),最常見依序為 AD、血管性失智(VaD)、Lewy body 疾病(LBD)
- 生物標記的發展已促使診斷框架向 in vivo 生物學定義轉型:CSF/血漿 Aβ 與 tau 已進入臨床應用;MRI 可偵測腦萎縮與腦小血管疾病標記(WMH、梗塞、微出血)
- CSF α-syn seed amplification assay(SAA)為近年的新突破,對 Lewy body 病理具高診斷準確度,但整合入多維生物標記框架的研究仍十分有限
研究缺口
- 高達 80% 的老年神經退化患者在腦中同時存在多種病理
- 雖已知共病病理會惡化臨床預後,但對於多種病理在 in vivo 的時序演化與共病組合的臨床影響,認識仍不足
- 現有生物標記研究多聚焦單一疾病軸線,缺乏涵蓋 α-syn、Aβ、tau、血管與萎縮的整合性多模態分類框架
研究目標
- 以機器學習方法(SuStaIn)對基線多模態生物標記進行無監督聚類與病理時序推估
- 將所得生物學輪廓應用於有認知症狀的患者,比較各輪廓的:
- 臨床症狀特徵
- 疾病進展速率
- 腦結構(萎縮)與功能(功能連結)變化
研究方法
研究設計與參與者 (Study Cohort)
- 樣本來源:來自前瞻性 BioFINDER-2 世代,共納入 1,677 名具備完整基準線生物標記數據的參與者。
- 認知狀態分佈:涵蓋認知正常對照組(CU, n=625)、主觀認知下降(SCD, n=255)、輕度認知障礙(MCI, n=400)與全因性失智症(Dementia, n=393)。
- 後續分析標的:為了評估臨床症狀與預後,後續的臨床特徵、腦結構/功能變化與縱向衰退分析,嚴格聚焦於「具認知症狀(SCD, MCI, Dementia)」且「模型分類信心度 >50%」的 788 名患者。
診斷標準
- CU:未達 DSM-5 MCI 或失智標準
- MCI:DSM-5 標準 + 至少一認知域低於常模 1.5 SD(語文流暢度、情節記憶、視空間、注意力/執行功能)
- 失智症:DSM-5 重度神經認知障礙標準
- 臨床 AD:DSM-5 + CSF Aβ 陽性,符合 IWG 標準
- DLB:McKeith 2017/2020 標準;PD:Gelb 標準;VaD:DSM-5 + MRI 顯著血管變化(Fazekas ≥ 2 或策略性梗塞)
- DAT scan 作為 LBD 支持性生物標記
多模態生物標記評估工具 (Biomarker Assessments)
•CSF 標記:
- Aβ 陽性:CSF Aβ42/Aβ40 比值(Elecsys 免疫測定,cut-off = 0.0803;或 Lumipulse G,cut-off = 0.072)
- α-syn SAA:CSF seed amplification assay(二元結果:陽性/陰性)
- NfL:NULISA panel 定量
PET 影像:
- Tau PET:¹⁸F-RO948,注射後 70–90 分鐘掃描;陽性 cut-off = 1.36 SUVR(Braak I–IV 複合 ROI)
- Aβ PET:¹⁸F-flutemetamol,注射後 90–110 分鐘掃描
- 參考區域:小腦皮質(tau)/ 全小腦(Aβ)
MRI 測量(3T Siemens Prisma):
- 皮質厚度:FreeSurfer v6.0(全腦、AD-signature ROI、側腦室體積)
- 異常 cut-off:以 Aβ 陰性認知正常參考群(n = 691)平均值 ± 2 SD 建立
- WMH 體積:FreeSurfer Lesion Segmentation Tool(全腦)+ BaMOS(區域性)
- fMRI:靜息態 3D EPI,Schaefer 400 分區;計算 nodal connectivity strength(pairwise Pearson correlation)
- DTI:多殼層 DWI(b = 0/100/1000/2500 s/mm²),計算 FA 與 MD;TBSS 白質骨架分析
心血管風險:
- Framingham Heart Study CVD 風險分數(FHS-CVD):涵蓋年齡、BMI、血壓、降壓藥使用、糖尿病、吸菸狀態(n = 543)
SuStaIn 建模與分組邏輯
- 採用 Ordinal SuStaIn 演算法進行橫斷面數據的「疾病進展建模」。
- 核心邏輯:模型不預設任何臨床診斷立場,而是透過 10 折交叉驗證,純粹讓數據說話,找出最能代表整體世代的「病理演化軌跡(clusters)」。
- 輸入生物標記(5 個軸線,共 8 個變項):
- CSF Aβ42/Aβ40(二元)
- CSF α-syn SAA(二元)
- Tau PET Braak I–IV(三分:正常 / 低負擔 / 高負擔)
- WMH 體積(三分)
- AD-signature 皮質厚度(三分)
- 全腦皮質厚度(三分)
- 側腦室體積(三分)
- 動態分期:模型不僅將患者分群,還為每位患者分配一個「疾病階段(stage 1-12)」,作為該生物學軌跡中病理惡化程度的代理指標。
臨床評估
- •認知功能:MMSE(整體)、ADAS 記憶複合指標、分類流暢度(語言)、SDMT/TMT(執行與注意力)、VOSP(視空間)。
- 非認知症狀:嗅覺(Sniffin’ Sticks)、運動功能(CIMP-QUEST)、幻覺(MBI-C)、憂鬱與焦慮(HADS)。
統計分析
- 組間基線比較:Kruskal-Wallis 檢定(連續變數)+ chi-squared 檢定(類別變數)
- 多變量模型:多項式邏輯迴歸(年齡、性別、教育年數、APOE ε2/ε4、糖尿病、高血壓)
- 影像與生物標記比較:線性模型(校正年齡、性別;fMRI 額外校正 mean FD)
- 縱向認知分析:Linear Mixed Models(LMM),含隨機截距與隨機斜率,輪廓 × 時間交互項;校正年齡、性別、教育年數
- 白質 DTI 分析:TBSS voxel-wise + non-parametric randomise(5000 permutations)+ TFCE 多重比較校正
- 多重比較校正:FDR(Benjamini-Hochberg),依分析類別分組校正
- 顯著性水準:雙尾 P < 0.05
- 補充分析:所有模型額外校正基線認知狀態
研究結果
Participants|受試者
SuStaIn 建模群(n = 1677):
| 組別 | 人數 | 比例 |
|---|---|---|
| 認知正常對照(CU) | 625 | 37.3% |
| 主觀認知退化(SCD) | 255 | 15.2% |
| 輕度認知障礙(MCI) | 400 | 23.9% |
| 失智症(all-cause) | 393 | 23.5% |
- 中位年齡:72.0 歲(IQR = 16.2);女性 50.3%
- APOE ε4 攜帶者:50.5%;ε2 攜帶者:10.2%
- 中位 FHS-CVD 心血管風險分數:27.2(IQR = 29.5)
- 異常生物標記盛行率:CSF Aβ 最高(46.0%)→ WMH(32.7%)→ tau PET(22.4%)→ 萎縮相關(15.8–18.8%)→ α-syn SAA(17.5%)
- 在認知障礙族群中,臨床診斷分佈為:AD (48.1%)、VaD (5.5%)、DLB (6.0%)、PD (4.3%)、其他神經退化疾病 (14.0%)。值得注意的是,高達 22.1%(MCI 17.7%, Dementia 4.4%)的患者臨床診斷處於「未定(undetermined)」狀態。
五大生物標記輪廓與病理時序
AD 輪廓(n = 317,40.2%)
- 最典型 AD 病理進程:Aβ → tau → AD-signature 萎縮 → 全腦萎縮
- Aβ 與 tau 病理均在早期即異常,符合 Alzheimer’s Continuum 的標準時序
αSyn 輪廓(n = 123,15.6%)
- 病理時序:α-syn → Aβ → WMH → tau → 萎縮
- 神經元 α-syn 病理最先出現,Aβ 共病居次,萎縮出現最晚
- 此時序特徵支持 LBD 的生物學定義(α-syn 為主導病理)
Vascular 輪廓(n = 67,8.5%)
- 病理時序:WMH 與中央萎縮(腦室擴大)最早出現,隨後全腦萎縮
- 缺乏顯著 Aβ 或 tau 異常,以腦小血管疾病(cSVD)為主軸
Mixed AD+Vascular 輪廓(n = 207,26.3%)
- 病理時序:早期即同時出現 WMH、中央萎縮 + Aβ + tau(AD-signature 萎縮)
- 與純 AD 組的關鍵區別:血管成分在病理演化最早期即已存在,非後期併發
- 此為獨立的病理軌跡,而非 AD 加上偶發性血管變化
NOVAS 輪廓(n = 74,9.4%)
- 病理時序:早期 Aβ 陽性 + 皮質萎縮,tau 異常出現最晚
- 核心特徵:萎縮嚴重但缺乏對應的主要病理標記支撐
- 最可能涵蓋現行生物標記無法偵測的疾病:LATE、原發性 tauopathy、FTLD 譜系
五組基線人口學與生物標記特徵比較
AD 輪廓
- APOE ε4 攜帶率顯著最高(72.9%,χ² = 60.7,P < 0.001)
- 以臨床 AD 診斷為主(66.2%);SCD 佔 21.5%
- CSF Aβ 異常率幾近 100%(99.7%);tau PET 高負擔組 44.5%
- 全腦萎縮程度中等,側腦室體積正常(93.7% 正常)
αSyn 輪廓
- 男性比例顯著偏高(70.7% 男性,χ² = 13.3,P < 0.001)
- 以臨床 LB 疾病為主(DLB 20.3% + PD 19.5%),但「臨床 AD」亦達 29.3%
- CSF α-syn SAA 陽性率 88.6%(各組最高)
- WMH 正常率 69.9%;tau PET 正常率 74.0%——顯示多數人無顯著 tau 或血管負擔
- 教育年數顯著較高(中位數 14.0 年,P < 0.05)
Vascular 輪廓
- 男性比例偏高(76.1% 男性,χ² = 11.9,P = 0.001)
- 心血管風險最高(FHS-CVD 中位 50.3%,糖尿病 24.2%,P < 0.001)
- WMH 異常率 86.6%,高負擔組 49.3%;側腦室擴大 100%(高負擔 85.1%)
- tau PET 正常率高達 94.0%;CSF Aβ 陽性率僅 29.9%
- 臨床診斷以「血管性失智(17.9%)」與「診斷未定(26.9%)」為主
Mixed AD+Vascular 輪廓
- APOE ε2 攜帶率顯著最高(13.6%,χ² = 8.2,P = 0.004)
- FHS-CVD 風險中等偏高(37.1%);高血壓比例 57.2%
- WMH 全部異常(0% 正常),高負擔組 76.8%;但 AD-signature 皮質厚度以正常為主(78.3%)
- 基線整體認知(MMSE)相對較佳,為五組中最高(β = 0.23,P < 0.001)
- 臨床診斷分布廣:臨床 AD(34.8%)+ SCD(24.6%)+ VaD(10.1%)
NOVAS 輪廓
- 平均年齡最大(76.5 歲,χ² = 17.2,P < 0.001)
- 失智比例最高(56.8%,χ² = 5.8,P = 0.016)
- 基線 MMSE 最低(中位 25.0,χ² = 5.2,P = 0.022)
- AD-signature 皮質厚度:100% 異常(高負擔 67.6%);全腦萎縮高負擔 52.7%
- CSF Aβ 陽性 68.9%,但 tau PET 正常率 94.6%——萎縮與 tau 負擔嚴重不對稱
- 臨床診斷以「其他(31.1%,主要 FTLD 譜系,n = 19)」與「未定(25.7%)」為主
各輪廓基線認知表現差異
AD 輪廓
- 整體認知損傷最重(MMSE β = −0.24,P_FDR < 0.001)
- 憂鬱症狀、動作障礙、幻覺均顯著少於其他各組(P_FDR < 0.05)
αSyn 輪廓
- 語言流暢度↓(β = −0.04,P_FDR = 0.024)
- 執行功能↓(TMT B−A β = 0.05,P_FDR < 0.001)
- 視空間功能↓(VOSP β = −0.46,P_FDR = 0.024)
- 憂鬱症狀↑(HADS β = 0.19,P_FDR = 0.044)
- 動作障礙最重(CIMP β = 0.34,P_FDR < 0.001)
- 幻覺盛行率最高(MBI-C5 β = 1.90,P_FDR < 0.001)
Vascular 輪廓
- 語言功能↓(β = −0.17,P_FDR = 0.024)
- 動作障礙明顯(CIMP β = 0.64,P_FDR < 0.001)
- 視空間功能相對保留(VOSP β = 0.04,P_FDR = 0.024)
Mixed 輪廓
- 整體認知相對最佳(MMSE β = 0.23,P_FDR < 0.001)
- 執行功能相對保留(TMT B−A β = −0.10,P_FDR = 0.040)
NOVAS 輪廓
- 記憶功能損傷最突出(ADAS memory composite β = 0.15,P_FDR = 0.028)
- 處理速度↓(TMT A β = 0.01,P_FDR = 0.028)
區域 Aβ、tau PET 與 WMH 空間比較
- 各輪廓的空間分布總體符合預期病理模式
- Mixed 輪廓特徵:
- 全腦 Aβ PET 攝取量與顳頂葉 tau PET 均低於其他各組
- 但四個腦葉的 WMH 體積均高於其他各組
- 此組合再次印證:血管負擔是 Mixed 組的核心驅動力,而非 AD 病理量
- NOVAS 輪廓:
- 平均 tau 負擔低於所有其他輪廓——與其嚴重萎縮形成顯著對比
萎縮、功能連結與白質完整性影像比較
萎縮(Atrophy)
Vascular 輪廓:
- 廣泛皮質下萎縮
- 皮質萎縮集中於扣帶回(cingulate)、外側眶額葉、中央後回
Mixed 輪廓:
- 整體皮質萎縮少於所有其他組(β = 0.50,P < 0.001)
- 皮質下萎縮集中於豆狀核與蒼白球
NOVAS 輪廓:
- 基線萎縮程度最嚴重(β = −1.21,P < 0.001)
- 分布範圍:額葉(中額回、上額回)+ 外側顳葉(下、中、上顳回)+ 內側顳葉(內嗅皮質、海馬體、杏仁核)
- CSF NfL 最高(β = 0.42,P < 0.001)
αSyn 輪廓:
- 整體萎縮程度最輕(各組比較中)
- CSF NfL 顯著最低(β = −0.28,P = 0.004)
功能連結(Functional Connectivity)
αSyn 輪廓:
- 全腦 nodal strength 顯著最低(β = −0.45,P < 0.001)
- 此降低廣泛分布於所有皮質區域與所有功能網絡(Default Mode、Frontoparietal、Visual 等均受影響)
- 其他四組均未見顯著的全腦功能連結差異
白質完整性(DTI)
Mixed 與 Vascular 輪廓:
- 全腦 Mean Diffusivity(MD)均顯著升高(Mixed β = 0.36;Vascular β = 0.50,P < 0.001)
- 空間分布強調腦室周圍白質(periventricular white matter)
- FA 分析結果一致
NOVAS 輪廓:
- 外側顳葉白質完整性降低(相較其他各組)
- 呼應其顳葉萎縮分布模式
縱向認知衰退軌跡
(Linear Mixed Models;校正年齡、性別、教育年數;輪廓 × 時間交互項)
| 輪廓 | 顯著縱向衰退域 | 統計值 |
|---|---|---|
| AD | 整體認知(MMSE)↓最快 | β = −0.08,P_FDR = 0.005 |
| αSyn | 語言流暢度↓ | β = −0.02,P_FDR = 0.018 |
| αSyn | 執行功能(TMT B−A)↓ | β = 0.07,P_FDR = 0.012 |
| αSyn | 視空間功能(VOSP)↓ | β = −0.12,P_FDR = 0.018 |
| Vascular | 無顯著縱向差異 | — |
| Mixed | 無顯著縱向差異 | — |
| NOVAS | 無顯著縱向差異 | — |
五大生物標記輪廓比較總整理
Mastenbroek et al., Brain 2026 | n = 788(認知症狀受試者,SuStaIn stage > 0,輪廓確定性 > 50%)
| 比較面向 | AD Alzheimer's disease | αSyn α-Synuclein disease | Vascular Vascular disease | Mixed Mixed AD + Vascular | NOVAS Non-vascular, AD & Syn |
|---|---|---|---|---|---|
| 患者比例 | 40.2% n = 317 | 15.6% n = 123 | 8.5% n = 67 | 26.3% n = 207 | 9.4% n = 74 |
| 病理時序 | Aβ → tau → AD-sig 萎縮 → 全腦萎縮 |
α-syn → Aβ → WMH → tau → 萎縮(最晚) |
WMH → 中央萎縮 → 全腦萎縮 (無明顯 Aβ/tau) |
WMH + Aβ + tau 早期即同步出現 AD-sig 萎縮 |
Aβ → 皮質萎縮 tau 異常最晚出現 (萎縮與 tau 不對稱) |
| 主要生物 標記異常 |
Aβ 陽性 99.7% tau 高負擔 44.5% APOE ε4 72.9% |
α-syn SAA 88.6% Aβ 62.6% tau 正常 74.0% |
WMH 異常 86.6% 側腦室擴大 100% Aβ 陽性僅 29.9% |
WMH 全部異常 Aβ 55.1% APOE ε2 13.6% |
AD-sig 萎縮 100% tau 正常 94.6% NfL 最高 |
| 主要臨床 診斷分布 |
臨床 AD 66.2% SCD 21.5% |
DLB 20.3% PD 19.5% 臨床 AD 29.3% |
VaD 17.9% 診斷未定 26.9% 其他 23.9% |
臨床 AD 34.8% SCD 24.6% VaD 10.1% |
FTLD 譜系 31.1% 診斷未定 25.7% 臨床 AD 21.6% |
| 人口學 特徵 |
女性 54.6% APOE ε4 最高 平均年齡 71.4 歲 |
男性偏多 70.7% 教育年數最高 (中位 14 年) |
男性偏多 76.1% 心血管風險最高 糖尿病 24.2% |
APOE ε2 最高 高血壓 57.2% FHS-CVD 37.1% |
年齡最大 76.5 歲 失智比例最高 (56.8%) |
| 基線認知 特徵 |
全域認知最差 MMSE β = −0.24*** 憂鬱/幻覺較少 |
語言↓ 執行↓ 視空間↓ 幻覺最多 動作障礙最重 |
語言↓ 動作障礙明顯 視空間相對保留 |
整體認知相對最佳 MMSE β = +0.23*** 執行功能保留 |
記憶損傷最突出 ADAS β = 0.15* 處理速度↓ |
| 萎縮 特徵 |
顳葉後部 皮質萎縮為主 側腦室正常 93.7% |
萎縮程度最輕 NfL 最低(β = −0.28) |
扣帶回 廣泛皮質下萎縮 側腦室擴大 |
皮質萎縮最少 (β = +0.50***) 豆狀核 蒼白球萎縮 |
萎縮程度最重 (β = −1.21***) 海馬 杏仁核 顳葉 |
| 功能連結 白質完整性 |
功能連結無顯著異常 | 全腦功能連結最差 β = −0.45*** 所有皮質網絡均受影響 |
白質 MD 顯著升高 β = +0.50*** 腦室周圍白質損傷 |
白質 MD 升高 β = +0.36*** 腦室周圍白質損傷 |
外側顳葉白質 完整性降低 |
| 縱向認知 衰退軌跡 |
MMSE 下降最快 β = −0.08 PFDR = 0.005 |
語言↓ β = −0.02* 執行↓ β = +0.07* 視空間↓ β = −0.12* (三者 PFDR < 0.05) |
無顯著特異性 縱向差異 |
無顯著特異性 縱向差異 |
無顯著特異性 縱向差異 |
| 可能對應 底層病理 |
典型 Alzheimer's Aβ + tau 主導 |
Lewy body 疾病 DLB / PD 為主 |
腦小血管疾病 cSVD 主導 |
AD + SVD 共存 早期血管成分即存在 |
LATE(TDP-43) 原發性 tauopathy FTLD 譜系 |
| 臨床試驗 意涵 |
MMSE 適合作為主要終點 anti-Aβ 最適合此群 |
需以語言 執行 視空間 為終點;MMSE 低估 衰退幅度 |
抗 Aβ 療法效益有限 SVD 治療策略為主 |
單靶點 anti-Aβ 療效 可能被稀釋;應作 獨立分層入組 |
現行臨床試驗多無法 納入此群;需 TDP-43 生物標記 |
資料來源:Mastenbroek SE et al. Biological classification of memory clinic patients. Brain 2026; 149: 1239–1253. https://doi.org/10.1093/brain/awaf411
縮寫:Aβ = amyloid-β;WMH = white matter hyperintensities;NfL = neurofilament light chain;MD = mean diffusivity;SAA = seed amplification assay;cSVD = cerebral small vessel disease;LATE = limbic-predominant age-related TDP-43 encephalopathy;FTLD = frontotemporal lobar degeneration;* P<0.05, ** P<0.01, *** P<0.001 vs. all others
討論
三條 AD-SVD 軌跡的臨床意涵:共病的量與序都很重要
- SuStaIn 從資料中自然浮現三條與 AD 和腦小血管疾病(SVD)相關的不同軌跡:純 AD、Mixed、Vascular
- Mixed 組的核心觀察:
- AD 病理負擔(Aβ、tau)低於純 AD 組
- 認知損傷程度卻相當
- 作者提出兩個可能機制:
- 加乘/協同效應:多種病理共同損害認知,即使各自負擔不重,總效應仍可觀
- SVD 主導:高 WMH 負擔合併皮質下萎縮與白質完整性降低,本身即足以造成顯著認知損傷
- 此發現對臨床試驗設計有直接影響:Mixed 患者若僅以 AD 靶點治療,療效評估可能被 SVD 成分稀釋;需要更精準的入組分層或複合策略
NOVAS 輪廓:當前生物標記盲區的集中體現
- NOVAS 群的臨床特徵(年齡最大、失智比例最高、海馬/杏仁核萎縮最嚴重、記憶損傷突出)與病理標記結果(tau PET 94.6% 正常、主要病理標記陰性)形成鮮明矛盾
- 作者認為最可能的病理解釋:
- LATE(limbic-predominant age-related TDP-43 encephalopathy):好發 80 歲以上、以邊緣系統萎縮與記憶損傷為特徵,與 NOVAS 輪廓高度吻合
- 原發性 tauopathy(如 PSP、CBD)與 FTLD 譜系疾病(n = 19 在 NOVAS 中最多):目前均缺乏可靠的 in vivo 病理生物標記
- 血漿 TDP-43 生物標記的初步研究已顯示潛力(Chatterjee et al., 2024),作者強調:一旦此類標記成熟,NOVAS 輪廓的驗證將是優先研究方向
- NOVAS 的存在本身即是一個系統性提醒:生物標記「陰性」不等同於「無神經退化病理」
LBD 的結構-功能解離:αSyn 輪廓的機制詮釋
- 核心悖論:αSyn 組萎縮最輕、NfL 最低,但全腦功能連結(resting-state fMRI nodal strength)卻顯著低於所有其他組
- 作者的機制解釋:
- LBD 的認知損傷主要源於黑質與基底前腦退化所導致的多巴胺能與膽鹼能神經傳導物質缺乏
- 神經傳導物質系統損傷引發網路層面的功能失調,其程度早於且獨立於結構性神經元喪失
- 此一機制與 αSyn 組執行功能加速衰退的縱向觀察高度吻合
- 臨床意涵:以萎縮程度或 NfL 作為 LBD 疾病嚴重度或預後指標,可能嚴重低估實際功能損傷;fMRI 功能連結測量應被納入 LBD 的評估框架
多病理共病的普遍性與治療意涵
- 本研究再度確認:即使被歸類為「特定輪廓」,患者仍廣泛存在額外的病理共病標記
- αSyn 組的共病盛行率:
- ~63% 具異常 Aβ
- ~26% 具異常 tau
- ~30% 具 WMH
- 此比例與文獻一致:
- 高達 75% 的 LBD 患者有 AD 共病理(Graff-Radford et al.; Sabbagh et al.)
- 高達 60% 的 AD 患者有 Lewy body 共病理(Savica et al.; Kotzbauer et al.)
- 病理交互機制:錯誤折疊蛋白聚集體的 cross-seeding 能力,或共享的 endo-lysosomal 功能障礙路徑,可能使 AD 與 LBD 病理相互促進
- 臨床試驗設計的根本挑戰:混合病理患者對單一靶點療法反應較差,進展速度可能更快;生物標記輪廓分類應成為臨床試驗入組優化(enrichment)策略的依據
病理順序很重要
- 病理出現的「順序」本身具有臨床意義,不只是病理的「有無」
個人想法
- 「病理出現的時序」比「標記的絕對陽性」更重要。 2024年AA的診斷標準依賴「二分法」:類澱粉蛋白(Aβ)是陽性還是陰性,有著很大的迷思。這篇文章打破了這個盲點,告訴我們「順序決定命運」。同樣都是 Aβ 陽性,如果它是跟著早期血管病變(WMHs)一起出現,或是早於 Tau 蛋白很久就出現,其臨床走向完全不同 。
- 這篇文章終於把記憶門診的真實複雜度,用數據說清楚了。臨床現場每天面對的患者,從來就不是教科書上那種「純 AD」或「純 VaD」的完美類型。這篇研究用 1677 人的大型資料,以機器學習證實了我們在門診直覺感受到但無法量化的事實。
- 過去遇到 Aβ 陽性合併 WMH 的患者,我們大多是以「AD 合併腦小血管疾病」來思考,然後主要按 AD 的方向處理。但這篇研究顯示出,Mixed 輪廓的血管成分在最早期就已存在,不是 AD 進展後才出現的,所以在這類病人血管因子的控制是很重要的
- 每個醫師手上一定都有這類病人:年紀很大(大於 80 歲)、海馬迴萎縮得一塌糊塗、記憶力極差,但抽血或做 PET 卻發現 Tau 蛋白負擔不高 。過去我們只能給個「無法分類的失智症」標籤。這篇研究將這群人獨立為「NOVAS」軌跡,推測其中可能涵蓋 LATE、TDP-43 proteinopathy 或某些 primary tauopathies,也表示目前能測到的生物標記,仍不足以覆蓋記憶門診全部病理光譜
未來對病人的描述可能會變成:
- 主要 biological profile 是什麼
- 目前在 progression stage 的哪個位置
- 同時有哪些次要共病理訊號
- 不過不得不說,這篇研究的分類是高度研究導向,離臨床日常落地還有距離,但已經讓我們對認知障礙以及神經退化性疾病診斷和治療的未來有了想像的方向。
重要問答
Q1|記憶門診中有些病人診斷不確定,生物標記分類能解決這個問題嗎?
A: 傳統記憶門診依靠症狀來診斷神經退化疾病,但症狀是病理的下游輸出,用輸出倒推輸入必然會不準。本研究以 BioFINDER-2 的 1677 名受試者為基礎,整合 CSF Aβ42/Aβ40、tau PET、CSF α-syn SAA、MRI 白質高訊號(WMH)與皮質厚度,透過 SuStaIn(Subtype and Stage Inference)無監督機器學習模型,不以臨床診斷為標籤,而是讓生物標記數據自行聚類,同時推估各病理的時序先後。結果確實將原本 14.3% 診斷不明的患者,依生物學軌跡歸入五大輪廓之一,顯示多模態生物標記框架能補足症狀分類的盲區,為診斷未確定者提供有意義的預後與病理資訊,具有實質臨床轉化潛力。
Q2|αSyn 組的腦萎縮最輕,功能連結卻最差,這個「結構-功能解離」背後代表什麼?
A: 被歸類為 αSyn 輪廓的 123 名患者(15.6%),其全腦皮質萎縮程度在五組中最輕(CSF NfL 亦最低),但全腦功能連結強度(global nodal strength)卻顯著低於所有其他組別(β = −0.45, P < 0.001),且此差異廣泛分布於所有皮質網絡。這提示 Lewy body 疾病造成的認知障礙,主要機制並非結構性神經元喪失,而是源於膽鹼能與多巴胺能系統損傷所導致的網路功能失調。黑質與基底前腦退化引起的神經傳導物質缺乏,可能是解釋 αSyn 組語言、執行與視空間功能加速惡化的關鍵——這意味著針對 LBD 的治療策略,需優先考慮網路層面而非萎縮程度。
Q3|Mixed AD+Vascular 群佔全部患者逾四分之一,卻是認知損傷「相對輕」的一組——這是保護,還是假象?
A: Mixed 輪廓(n = 207, 26.3%)呈現一個看似矛盾的臨床樣貌:相較其他各組,其整體認知表現(MMSE)與執行功能相對較好(β = 0.23, P < 0.001),Aβ 與 tau-PET 負擔也低於純 AD 組;然而 WMH 卻在所有腦葉中最為廣泛,皮質下萎縮(豆狀核、蒼白球)與白質微結構損傷亦較顯著。SuStaIn 模型顯示,Mixed 組並非「AD 加上血管雜訊」,而是早期即帶有血管成分的獨立病理軌跡。認知損傷看似較輕,可能源於多病理之間在某些認知域的代償或交互抵消,而非病理負擔較低。更值得注意的是,Mixed 組的 APOE ε2 比例顯著較高(P = 0.004),提示基因背景可能影響混合病理的路徑選擇,其長期預後與藥物反應均有待深入探討。
Q4|NOVAS 這個群組是什麼?LATE、TDP-43 proteinopathy 的可能性有多大?
A: NOVAS(non-vascular, Alzheimer’s, and synuclein pathology)輪廓(n = 74, 9.4%)是五組中年齡最大(平均 76.5 歲)、失智比例最高(56.8%)、基線認知最差(MMSE 最低)的一群,同時具有最嚴重的海馬體與杏仁核萎縮、最高的 CSF NfL(β = 0.42, P < 0.001)、以及顳葉白質微結構損傷——但 Aβ、tau、α-syn 等現行可偵測的主要病理標記均為陰性或輕度異常。臨床診斷分布中,FTLD 譜系疾病(包含 FTD、PSP)佔最大比例(31.1%),加上 25.7% 診斷未定,提示此組高度可能涵蓋 LATE(limbic-predominant age-related TDP-43 encephalopathy)或原發性 tauopathy——兩者目前均缺乏臨床可用的血液或影像生物標記。NOVAS 的存在,是對整個神經退化生物標記領域的一個警示:我們當前的生物標記「陰性」,不等於「無病」。
Q5|五組不同輪廓病人的縱向軌跡給了臨床試驗設計什麼提示?
A: 縱向分析(Linear Mixed Models,校正年齡、性別、教育年數)顯示,AD 輪廓在整體認知(MMSE)的下降速度最快(β = −0.08, P_FDR = 0.005),符合 AD 作為全域皮質退化的機制預期。相對地,αSyn 輪廓在語言流暢度(β = −0.02)、執行功能(TMT B−A, β = 0.07)與視空間功能(VOSP, β = −0.12)的惡化速度最快,三者 P_FDR 均 < 0.05,且衰退模式與基線認知損傷域一致,反映 LBD 特有的認知軌跡。Vascular 和 Mixed 組縱向上無顯著特殊差異,NOVAS 組亦然。這對臨床試驗設計意義重大:不同生物學輪廓的主要療效終點(primary endpoint)應該不同——以 MMSE這類以整體認知功能為唯一主要終點,會低估 αSyn 組的真實衰退幅度,也會稀釋 AD 特異性治療的效果偵測力。
Q6|αSyn 組中約 63% 同時有 Aβ 異常,此種共病病理的高盛行率,是否讓「單一靶點治療」策略失效?
A: 這是本研究最具臨床挑戰性的批判性觀點。αSyn 輪廓中,約 63% 具有異常 Aβ,約 26% 具有異常 tau,約 30% 具有 WMH,顯示「純粹 LBD」在真實記憶門診中是少數。此一高共病率與文獻一致:高達 75% 的 LBD 患者有 AD 共病理,60% 的 AD 患者有 Lewy body 共病理,且兩者可能透過錯誤折疊蛋白的交叉播種(cross-seeding)相互促進。本研究資料支持一個令人不安的推論:現行以單一蛋白質(如 Aβ 或 α-syn)為靶點的療法,在混合病理患者中可能僅能部分奏效,甚至因另一病理持續進展而稀釋療效。因此,生物標記輪廓分類的臨床應用,不僅是診斷標籤的精緻化,更應成為患者篩選標準(enrichment strategy)與複合療法設計的依據——尤其在已知多病理會加乘認知衰退的前提下。
Q:BioFINDER-2 研究識別出哪五大生物標記輪廓? #1
A:AD、α-Synuclein(αSyn)、Vascular、Mixed AD+Vascular、NOVAS
Q:NOVAS 輪廓代表什麼?
A:指具有嚴重腦萎縮但缺乏 Aβ、tau 或 α-syn 主要病理標記的患者群, 可能涵蓋 LATE(TDP-43 腦病)或原發性 tauopathy 等現行 生物標記無法偵測的神經退化疾病。
Q:SuStaIn 模型在神經退化研究中的用途是什麼?
A:SuStaIn(Subtype and Stage Inference)是一種無監督機器學習方法, 能同時對患者進行生物學亞型分群,並推估各病理生物標記的 時序演化順序,適用於多病理共存的異質性族群分析。
Q:αSyn 輪廓為何功能連結最差但萎縮最輕?
A:Lewy body 疾病的認知損傷主要源於膽鹼能與多巴胺能神經傳導 物質缺乏,導致全腦網路功能失調,其程度獨立於且早於 結構性神經元喪失,因此萎縮輕微但功能連結顯著異常。
Q:Mixed AD+Vascular 輪廓與純 AD 有何根本差異?
A:Mixed 輪廓的血管病變在病理演化最早期即已存在,是帶有早期血管成分的獨立病理軌跡,而非 AD 進展後的繼發現象。儘管 AD 病理負擔低於純 AD 組,認知損傷程度卻相當,提示病理加乘效應的存在。此輪廓佔記憶門診患者逾四分之一(26.3%),是臨床上最常被誤判為單純 AD 的群體。
Q:這篇研究對臨床試驗設計有何具體影響?
A:多病理共存患者對單靶點療法反應可能較差,且不同輪廓的認知衰退域不同,以 MMSE 為單一終點將低估 αSyn 組的真實衰退幅度。生物標記輪廓分類應成為臨床試驗入組富集策略與主要終點選擇的依據,Mixed 輪廓尤應作為獨立分層變數納入試驗設計。