阿茲海默症的病理在症狀出現前數十年就已啟動,但各個生物標記究竟「何時」依序轉為異常、彼此相隔多久,過去一直缺乏精細的時間座標。本文整理 Raket 與 Hansson(Brain 2026)以 ADNI 與 BioFINDER 逾三千五百人建立的疾病進程模型——它把 CSF、血漿、PET 與 MRI 等標記排在一條「自 Aβ-PET 轉陽起算」的連續時間軸上,讓我們能回答:從類澱粉異常到末期失智這 20 到 25 年間,每個標記何時亮、為什麼可溶性 p-tau 遠早於 tau-PET,以及這對早期偵測與治療時機的意義。
本文回答的核心問題:
– 從 Aβ-PET 轉陽到末期失智,整段病程大約多長?臨床前期佔多少?
– CSF Aβ、血漿 p-tau、tau-PET、海馬迴萎縮在這條時間軸上依什麼順序轉為異常?
– 同樣是 tau,為什麼血漿 p-tau217 遠早於代表纏結的 tau-PET?
– 同樣是 p-tau,p-tau217/p-tau231 與 p-tau181 的異常時間點為何差這麼多?
– 為什麼等到 MRI 看見萎縮時,病程其實已走了十幾年?
– 這條連續的生物學時間軸,比傳統的 CU/MCI/失智分期好在哪?
文獻出處
- 本文主要解讀:Raket LL, Hansson O, et al. Estimating the time course of biomarker changes in Alzheimer’s disease. Brain 2026;149(6):1929–1943(open access)
- 個人想法所引:Trieu C, et al. Longitudinal Change in Blood-Based Biomarkers and the Association With MRI-Measured Neurodegeneration in Cognitively Unimpaired Individuals. Neurology 2026;106(12):e218119
背景
既有知識基礎
- 阿茲海默症的生物學定義建立在腦中異常堆積的 Aβ 斑塊與含 tau 的神經纖維纏結之上。
- 病程緩慢推進:從臨床前期(病理已現、無客觀認知症狀,可長達數十年)→ 前驅期(認知症狀浮現並加重)→ 失智(喪失獨立執行日常活動的能力)。
- 現有標記涵蓋 CSF 的 Aβ 與 tau、AD 蛋白病變的 PET、體積式 MRI,以及可重現 CSF 結果的高準確度血液標記。
- Jack 等(2010)的生物標記級聯模型已大致獲驗證:Aβ 斑塊先堆積,接著 tau 病變擴散與神經退化,兩者合力造成認知症狀。
文獻缺口
- 「相對於生物標記變化的時序」長期被低估;多數研究只做標記對標記的關聯,或把標記對應到單一時間點的粗略症狀分期。
- CU/MCI/失智分組每段可橫跨多年、組內嚴重度跨幅大、組間界線模糊,又受共病理與病前認知能力干擾,無法反映連續病程。
- 對連續時間的理解過去多仰賴體染色體顯性阿茲海默症(autosomal dominant AD,可由突變型別推估發病年齡);偶發型(sporadic AD)病理相似但仍有差異,外推受限。
研究目的
- 建立同時運用臨床資料與 Aβ-PET 的疾病進程模型,把病程描繪在「自 Aβ-PET 陽性起算的預測年數」這條潛在時間軸上。
- 套用於 ADNI 與 BioFINDER 中、屬 Aβ 陰性 CU 或生物標記確診 AD(涵蓋所有分期)的受試者。
- 沿此時間軸描繪多種標記軌跡,涵蓋類澱粉、tau、神經退化與發炎面向(CSF Aβ42/Aβ40、Aβ-PET、tau-PET、多種 CSF/血漿 p-tau、CSF/血漿 NfL、體積式 MRI、血漿 GFAP、CSF sTREM2)。
資料與方法
研究族群
- 世代與期間:ADNI 採 2005 至 2024 年 8 月資料、納入 1448 人;BioFINDER(BioFINDER-1 自 2009、BioFINDER-2 自 2017)納入 2088 人。
- 納入條件:≥50 歲、具認知評估與至少一次 Aβ 狀態;BioFINDER 的症狀個案須以 AD 為主要病因(排除確立其他病因者)。
- 排除規則:同時納入 Aβ− 與 Aβ+ 者;但若某次訪視為 Aβ− 卻同時有客觀認知損害(MCI/失智診斷,或 CDR>0、MMSE<26),排除該訪視。
Aβ 狀態判定
- 判定來源:每次有 CSF 或 PET 的訪視均判定 Aβ±。CSF 以 Aβ42/Aβ40 比值判定(ADNI Elecsys 切點<0.0666、質譜<0.138;BioFINDER-1<0.066、BioFINDER-2<0.080)。
- Aβ-PET:以複合皮質區 SUVR 判定(ADNI:florbetapir 1.11、florbetaben 1.08、PiB 1.22;BioFINDER:flutemetamol 1.03)。
- 不一致處理:當 CSF 與 PET 結果衝突(ADNI 229/1954 訪視、BioFINDER 271/1078 訪視),多數為 CSF 陽性/PET 陰性、且多見於 CU,符合「CSF Aβ 早於 PET 轉異常」的既有觀察。對 CU,任一標記異常即判為 Aβ 陽性;對認知障礙者,則要求 Aβ-PET 陽性。
- 狀態沿用:Aβ 陰性狀態往前推(向基線回填),Aβ 陽性狀態往後沿用。
認知與臨床指標
- 建模用:MMSE 與 ADAS-cog(ADNI 13-item、BioFINDER 2-item)。
- 驗證用:CDR-SB、Trail Making B、logical memory delayed recall 與臨床診斷。
標記平台與測量方法(依檢體分類)
- 血漿:ADNI 含 p-tau181、NfL、GFAP(Roche NeuroToolKit)、p-tau217、p/np-tau217、Aβ42/Aβ40(PrecivityAD2 質譜);BioFINDER 含 NfL、GFAP(Simoa)、p-tau181、p-tau217、p/np-tau 各版本、Aβ42/Aβ40(質譜)、p-tau231(Gothenburg Simoa)。
- CSF:兩世代均含 Aβ42、Aβ42/Aβ40、p-tau181、p-tau181/Aβ42、總 tau、NfL、神經顆粒蛋白(neurogranin)、sTREM2、YKL-40;BioFINDER 另含 CSF p-tau217(MSD,Eli Lilly 開發)與 p-tau231(Simoa)。
- 影像:兩世代均含 Aβ-PET、tau-PET(Braak I、III-IV、V-VI 分區 SUVR)、海馬與腦室體積、AD 皮質厚度特徵(FreeSurfer 衍生);ADNI 另含 FDG-PET。
統計分析
- 疾病進程建模:採 Kühnel 等多變量 latent-time 模型半參數延伸;以 Aβ-PET、MMSE、ADAS-cog 共同估疾病軌跡並預測每人連續時間位置(單調 Hermite spline,5 自由度),時間原點錨定於平均達 Aβ-PET 陽性處,故預測時間即「自 Aβ-PET 陽性起算的年數」。
- 模型驗證:以未納入模型的量表與標記(分認知、Aβ、tau、神經退化四域),比較預測時間與替代分期(臨床診斷、MMSE、ADAS-cog、Aβ-PET、amyloid/tau clock、GRACE、LTJMM)的 Spearman 相關,以二項符號檢定配對比較。
- 軌跡與異常時點:在預測時間軸上以穩健分位數混合效應 spline 估中位軌跡,對 CU Aβ− 中位與 95 百分位標準化,1000 次 case bootstrap 算各標記跨 95% 異常的 95% CI。
結果
研究對象
- ADNI(1448 人):CU 677(APOE ε4 32%、Aβ+ 43%、MMSE 29)、MCI 501(ε4 66%、MMSE 28)、失智 270(ε4 75%、MMSE 23)。
- BioFINDER(2088 人):CU 1436(ε4 37%、Aβ+ 35%、MMSE 29)、MCI 400(ε4 72%、MMSE 27)、失智 252(ε4 71%、MMSE 21)。
疾病進程模型與效度
- 怎麼驗證:要回答「這條預測時間軸是不是比現有分期更能反映病程」,先界定兩個角色——預測時間是模型替每位受試者估出的連續疾病時間,也就是「距 Aβ-PET 轉陽的年數」(即這條新的連續分期);驗證變數則是沒放進模型、但可用來評估分期品質的獨立指標,共分四個面向:認知功能、Aβ、tau、神經退化。
- 比較對象(替代分期):拿來和預測時間比較的,包括臨床診斷(CU/MCI/失智)、MMSE、ADAS-cog、Aβ-PET,以及其他連續分期模型 amyloid clock、tau clock、GRACE、LTJMM,共 8 種。
- ρ 的意義:ρ 介於 0–1,越接近 1 越能反映病程,注意不是 p 值。數值愈高,表示該分期方式與其他未納入模型的變數相關愈好,也就是更能「掌握」疾病的連續進程。
- 整體勝出:預測時間的四域加權平均 ρ 為 0.63(ADNI)/0.60(BioFINDER),高於臨床診斷(0.53)、ADAS-cog(0.49)與 Aβ-PET(0.54);配對比較達顯著(P<0.05;對 amyloid clock P=0.0034、tau clock P=0.0002)。
- 對手分兩種:比較對象裡,臨床診斷、MMSE、ADAS-cog、Aβ-PET 是單一測量值;amyloid clock、tau clock、GRACE、LTJMM 則是統計(計算)模型——用生物標記資料建出來的病程估計法,本身不是生物標記。
- 唯一打平的是 GRACE:在所有對手中,只有 GRACE 與本模型差異未達顯著(兩者同屬多變量 latent-time 方法,做法相近),其餘皆被本模型超越。
- 哪些標記最貼合:與預測時間相關最高的多為 Aβ/tau 類標記(以下兩個數字=ADNI/BioFINDER 兩世代的 ρ):血漿 p-tau217 ρ≈0.80/0.83、Aβ-PET ρ≈0.82/0.83、CSF Aβ42/40 ρ≈0.80/0.78;認知與神經退化類則與其他分期相近。
生物標記軌跡:達 95% 異常的時序(以 Aβ-PET 轉陽為時間 0)
- CSF Aβ42/Aβ40:約早於 Aβ-PET 轉陽 1 年(最早出現異常)。
- 可溶性 p-tau:CSF p-tau231、p-tau217 與血漿 p/np-tau217 於轉陽後 1 至 3 年。
- p-tau181:CSF 與血漿均約 10 年,明顯晚於 p-tau231/p-tau217。
- tau-PET:Braak I 區 7 至 9 年、Braak III-IV 區 10 至 12 年、Braak V-VI 區 13 至 15 年。
- 認知量表:ADAS-cog 與 MMSE 於 MCI 階段、約 11 至 15 年。
- 神經退化(MRI):海馬迴體積與皮質厚度 14 至 16 年,已屬失智階段。
- 世代一致性:兩世代軌跡高度一致;血漿 p-tau217 與 np-tau217 在 BioFINDER 相近,在 ADNI 則 p-tau217 較 p/np-tau217 晚約 3 年。
- Aβ→tau-PET 間隔:ADNI 約 9 年(Braak I)至 12 年(Braak III-IV);BioFINDER 約 8 至 10 年。
討論
與既有研究的對照
- 與 Jia 中國世代一致:CSF Aβ 於臨床診斷前約 14 至 18 年異常、CDR-SB 約診斷前 6 年才動,對應本研究 CSF Aβ42/40 與 ADAS-cog 約 12 年的落差;整體軌跡亦符合影像級的類澱粉級聯假說。
可溶與不可溶 tau、檢測方法的影響
- 可溶早於纏結:可溶性 p-tau(p-tau231、p-tau217)早於代表纏結的 tau-PET 約 5 至 8 年;作者推論早期可溶性 p-tau 上升反映 Aβ 誘發的 tau 磷酸化,而非纏結本身。
- p-tau181 落後:晚於 p-tau231/p-tau217,約源自抗體與分析平台差異,而非生物學差異。
重要解讀提醒
- 時序不等於純生物學:估出的時序並非直接反映疾病的生物學進程,還受標記的敏感度、穩定度,以及它在非 AD 族群中的自然變異影響。
- 非 AD 專屬標記的特性:非 AD 專屬的神經退化標記(如 NfL)會顯得「較不異常」、轉陽較晚,但在 AD 族群內仍能良好追蹤病程。
限制
- 單一軌跡假設:將 AD 視為單一多變量軌跡、單一時間尺;實際可能有不同軌跡的亞型,退化速率受年齡、共病與共病理影響(年齡校正預測時間後,對神經退化標記仍具顯著偏相關);分期僅在模型假設成立時有效。
- 遺漏資料非隨機:病況較重者較易退出,晚期估計偏向相對健康存活者,可能高估晚期病程長度。
臨床意義與展望
- 介入與療效量尺:連續時間軸可替疾病修飾治療界定介入時機窗,並作為療效評估的連續量尺。
- 標記角色升高:隨抗 Aβ 療法上市,生物標記在確認 Aβ 病理、早期辨識個案上的角色將更關鍵。
結論
- 以 latent-time 建模整合 ADNI 與 BioFINDER 兩大世代,描繪散發型 AD 各標記轉為異常的時序;此連續分期對未見變數的相關性優於既有方法,提供目前對 AD 病理時間進程最精準的估計之一。
重點問答
Q1. 臨床分期(認知正常、MCI、失智)已經用很久了,這篇為什麼還要再建一條生物標記的連續時間軸?這條軸跟臨床症狀對得上嗎?
臨床分期本質上是症狀分期。認知正常、MCI、失智三段,每段都橫跨好幾年,段內嚴重度落差也大,所以單看病人屬於哪一段,並不能告訴你他在生物學病程上走到哪裡。這篇用 latent-time 疾病進程模型,把 Aβ-PET 和 MMSE、ADAS-cog 一起納入,替每個人估出「距離 Aβ-PET 轉陽幾年」,把所有人放到同一條連續時間軸上。它的定位不是取代臨床分期,而是補上「連續、可量化」這一層。作者在 ADNI 和 BioFINDER 兩個世代驗證:這條預測時間對於沒納入模型的認知測驗與標記,相關性都優於臨床診斷、amyloid clock 與 tau clock(對 amyloid clock P=0.0034、tau clock P=0.0002,對臨床診斷的所有配對比較 P<0.05)。也就是說,這條生物學時間軸不只對得上臨床症狀,還比單一影像時鐘對得更準。臨床上的用處是,往後可以從任何一次的標記或認知資料,回推病人落在這條二十年病程的哪個位置,不必先把他歸進三段分期。
Q2. 既然已經有 amyloid clock、tau clock,為什麼不直接拿來定義病程,還要另外建這條時間軸?
差別在資訊來源。amyloid clock、tau clock 只用單一影像訊號定時間,在標記還沒過閾值、或晚期飽和的區段,鑑別力都會掉,又容易被影像雜訊干擾。這篇改成同時用 Aβ-PET 加上 MMSE、ADAS-cog,等於在臨床前期和症狀期兩端都有定位資訊,整條軸比較穩。驗證方式是拿沒放進模型的標記來看相關性:在 ADNI 和 BioFINDER,這條預測時間對未見變數的相關性都贏過 amyloid clock(P=0.0034)、tau clock(P=0.0002)和臨床診斷(所有配對 P<0.05),只有跟 GRACE 模型沒有顯著差別。對臨床的意義是,這把尺比較能跨族群通用,而且不管手上是認知測驗還是哪一種標記,都能換算到同一條軸上。
Q3. 從 Aβ-PET 轉陽到末期失智,整段病程到底多長?臨床前期佔多少?
模型估出來,從 Aβ-PET 轉陽走到末期失智(MMSE=0),大約要 20 到 25 年,是橫跨兩個十年的過程,其中臨床前期(病理已經出現、認知還沒有客觀症狀)佔 7 到 11 年。這個數字的價值,是把過去一直講不清楚的臨床前期長度量化出來。可以對照 Jia 等人在中國世代追蹤 20 年的結果:CSF Aβ 在診斷前約 14 到 18 年就異常,方向一致,等於跨族群、跨方法互相印證了這條二十年的時間軸。臨床上的意思很實在:能介入的時間窗是以十年計的,而且幾乎整段都落在症狀出現之前,這對預防和早期治療要切在哪裡,是很根本的提醒。
Q4. 同樣是 tau 病理,為什麼血漿 p-tau217 很早就異常,代表纏結的 tau-PET 卻要再等十年?
關鍵是可溶性磷酸化 tau 和不可溶纏結,本來就是兩個不同時間點的事。CSF p-tau231、p-tau217 和血漿 p/np-tau217,在 Aβ-PET 轉陽後 1 到 3 年就異常;代表神經纖維纏結的 tau-PET(Braak I 區),要到 7 到 9 年後才異常,中間差了 5 到 8 年。作者的解讀是,早期 p-tau 上升反映的應該是 Aβ 誘發的 tau 磷酸化,而不是纏結本身。同樣是 p-tau,CSF p-tau181 反而晚到約 10 年才異常,跟 p-tau231、p-tau217 拉開一段距離,作者認為這跟抗體和分析平台不同有關。臨床上的意義是,血漿 p-tau217 是現在能測到最早的 tau 相關訊號,這也是它變成篩檢主力的原因;而講「測 p-tau」的時候一定要講清楚是哪一種,不同 species 的時間點差很多。
Q5. 為什麼海馬迴萎縮、皮質變薄這些神經退化指標出現得這麼晚?解讀時間軸時要注意什麼?
海馬迴體積、皮質厚度這些神經退化指標,要到失智早期、大約 Aβ-PET 轉陽後 14 到 16 年才明顯過閾值,落在 Aβ 和 tau 標記後面,順序符合典型的類澱粉級聯假說。但作者提醒一個容易忽略的點:這條時間軸不是純粹反映生物學進程,也受標記本身的敏感度、穩定度,還有它在非阿茲海默族群裡的自然變異影響。神經退化標記不是阿茲海默症專屬的,老化和其他病理都會動到它,所以它看起來比較不異常、轉陽比較晚,但在阿茲海默族群裡還是追得上病程。臨床上最直接的一句話是:MRI 看起來正常,不代表病程還沒開始。結構性萎縮是相當後段才出現的下游變化,而體液標記能把可辨識窗口往前推十幾到二十年。
Q6. 這套單一時間軸模型最大的假設風險在哪?臨床上該怎麼看它的結果?
作者自己列了幾個破口。第一個是核心假設:把阿茲海默症當成單一一條多變量軌跡、跑在同一條時間尺上。但實際上可能有走不同軌跡的亞型,退化速率也會被年齡、共病、共病理影響;他們就發現,年齡在校正預測時間之後,對神經退化標記還是有顯著的偏相關。第二個是遺漏資料不是隨機的:病況愈重的人愈容易退出,晚期的估計就會偏向比較健康的存活者,可能把晚期病程估得太長。臨床上該怎麼用?這條時間軸的價值在於替疾病修飾治療界定「介入時機窗」,還有當作療效評估的連續量尺,而不是拿來預測單一病人的預後;碰到亞型或共病理,個人的時間點可能整條移位。
個人想法
- 血液標記是最早、最可及的窗口:之前有一篇 SCD 世代的縱貫血液標記研究(”Longitudinal Change in Blood-Based Biomarkers and the Association With MRI-Measured Neurodegeneration in Cognitively Unimpaired Individuals”, Trieu 等,Neurology 2026),結果顯示 pTau217 比海馬迴萎縮早將近 20 年;這篇等於把中間很多其它生物標記的時間填滿了,CSF Aβ42/40 跑最前面,可溶 p-tau217、p-tau231 在 1 到 3 年跟上,tau-PET 拖到十年附近,結構和認知要等到 14 到 16 年。看起來血液標記是最早、也最容易被檢測到的臨床前期窗口,應該要快一些被推廣到臨床使用。
- 治療時機:可溶 p-tau 與 tau-PET 之間差了五到十幾年,這段空檔正是 anti-amyloid 介入的理想位置,趁 tau 仍可溶、纏結尚未大量形成時切入。這條時間軸替「不必等 tau-PET 轉陽才開始治療」提供了具體的年數依據。
- p-tau 不能一概而論:p-tau217、p-tau231 比 p-tau181 早了近十年,選哪一種 assay,決定能不能在最早期就偵測到病理。這終究是一條族群平均的尺,個別病人受亞型、共病與共病理影響,時間點會移位;但共同座標先建立,篩檢策略、介入時機與療效評估才有對齊的基準。
重點帶走
- 血液 p-tau217 是最早、最可及的窗口:Aβ-PET 轉陽後 1–3 年就異常,篩檢可往症狀前推。
- 可溶 p-tau 比 tau-PET 早約十年:抗類澱粉治療的理想時機就落在這段空檔,不必等 tau-PET 轉陽。
- 影像看到萎縮已是後段:海馬迴與皮質萎縮要到 14–16 年才明顯,MRI 正常不代表病程未啟動。
- 測 p-tau 要分清 species:p-tau217/p-tau231 遠早於 p-tau181,選對 assay 才抓得到最早期。
一張圖看懂時間軸(兩世代分開)

時間 0 = 平均 Aβ-PET 轉陽。上:ADNI;下:BioFINDER。tau-PET 三段(Braak I/III-IV/V-VI)相鄰呈現;點位依原文 Fig 4 判讀(約略值)。背景為 CU → MCI → 失智三階段。
臨床速查表
| 生物標記 | 異常時點(距 Aβ-PET 轉陽) | 檢測方法/平台 | cutoff/備註 |
|---|---|---|---|
| CSF Aβ42/Aβ40 | 約 −1 年(最早) | ADNI:Roche Elecsys;BioFINDER:Elecsys/2D-UHPLC-MS | 陽性 <0.0666(Elecsys)/<0.138(質譜) |
| Aβ-PET | 0(時間基準) | PiB/florbetapir/florbetaben(ADNI)、flutemetamol(BioFINDER) | SUVR cutoff 1.11/1.08/1.22/1.03 |
| CSF p-tau231 | 1–3 年 | BioFINDER:Simoa(Gothenburg) | 可溶性 tau,極早期 |
| CSF p-tau217 | 1–3 年 | BioFINDER:MSD(Lilly) | 可溶性 tau |
| 血漿 p-tau217 | 1–3 年 | ADNI/BioFINDER:Lilly | 血漿最早,篩檢主力 |
| 血漿 np-tau217 | 約 2–4 年 | ADNI:Lilly | ADNI 中較 p-tau217 早約 3 年(assay 差異) |
| CSF/血漿 p-tau181 | 約 10 年 | ADNI:Roche NeuroToolKit/Elecsys;BioFINDER:Simoa | 明顯晚於 217/231,歸因抗體與平台不同 |
| tau-PET(Braak I) | 7–9 年 | flortaucipir(ADNI)/RO948(BioFINDER) | 不可溶纏結,內側顳葉 |
| tau-PET(Braak III-IV) | 10–12 年 | flortaucipir/RO948 | 新皮質擴散 |
| tau-PET(Braak V-VI) | 13–15 年 | flortaucipir/RO948 | 廣泛新皮質 |
| ADAS-cog/MMSE | 11–15 年(MCI 期) | ADNI 13-item/BioFINDER 2-item | 認知量表 |
| 海馬迴體積 | 14–16 年(失智期) | MRI,FreeSurfer,全腦標準化 | 神經退化 |
| 皮質厚度(AD signature) | 14–16 年(失智期) | MRI,FreeSurfer | 神經退化 |