血浆阿尔茨海默病生物标志物与白质高信号对非痴呆成人认知下降和临床进展的交互影响

Interactive Effects of Plasma Alzheimer Disease Biomarkers and White Matter Hyperintensities on Cognitive Decline and Clinical Progression in Nondemented Adults

作者信息Jing Yang, Xinyuan Zhao, Yidan Liu, Yangwei Cai, Yuhua Fan, the Alzheimer's Disease Neuroimaging Initiative
PMID42568064
发布时间2026-08-18
DOI10.1161/JAHA.126.050676

实验完整度

中

基于ADNI队列的纵向观察性分析,采用线性混合模型、Cox模型和有调节的中介分析,无独立实验验证。

主要模型

ADNI非痴呆参与者队列(n=463) 认知正常(CN)与轻度认知障碍(MCI)亚组

重点核对

基线CDR≤0.5(CN CDR=0;MCI CDR=0.5) 基线血浆p-tau217/Aβ42、p-tau217和Aβ42/40比值检测 脑MRI白质高信号体积定量(颅内体积校正) 随访神经心理评估(至少1次) apo E ε4状态缺失值多重插补

摘要

背景:阿尔茨海默病病理与脑小血管病常共存于老年人,但其交互作用如何影响早期临床进展,尤其在非痴呆个体中,仍知之甚少。我们旨在探究血浆阿尔茨海默病生物标志物与白质高信号(WMHs)如何交互影响认知轨迹及进展为认知障碍和痴呆的风险。方法:我们研究了来自ADNI(阿尔茨海默病神经影像学倡议)的463名非痴呆参与者。线性混合效应模型评估血浆生物标志物与WMHs对认知轨迹的交互作用。Cox模型检验新发认知障碍和痴呆。有调节的中介分析探索潜在的生物学通路。结果:在463名参与者中,血浆磷酸化tau217与β-淀粉样蛋白42比值是唯一在疾病进展多个阶段(包括认知下降(简易精神状态检查:β=−0.05 [95% CI,−0.06至−0.03];执行功能:β=−0.02 [95% CI,−0.03至−0.01];记忆:β=−0.03 [95% CI,−0.04至−0.02];语言:β=−0.03 [95% CI,−0.04至−0.02];视空间功能:β=−0.02 [95% CI,−0.04至−0.01])和临床风险增加(认知障碍:χ2=15.67,P=0.047;痴呆:χ2=15.88,P=0.044))与WMHs持续交互的生物标志物。这些交互关联在认知正常个体和男性中最为显著。有调节的中介分析表明,血浆胶质纤维酸性蛋白部分中介了磷酸化tau217与β-淀粉样蛋白42比值和WMHs对执行功能和语言表现的交互作用。结论:这些发现表明,磷酸化tau217与β-淀粉样蛋白42比值和WMHs共同促进非痴呆个体的临床进展,星形胶质细胞活化可能参与此过程。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
血浆阿尔茨海默病生物标志物与白质高信号如何交互影响非痴呆成人的认知轨迹及进展为认知障碍和痴呆的风险?
核心机制
p-tau217/Aβ42与WMHs存在交互作用,共同促进认知下降和临床进展;星形胶质细胞活化(血浆GFAP)可能部分中介该交互对执行功能和语言表现的影响。
主要证据
线性混合效应模型显示p-tau217/Aβ42与WMHs交互与MMSE、执行功能、记忆、语言和视空间功能下降相关;Cox模型显示联合高风险组认知障碍风险HR=11.20、痴呆风险HR=16.32;有调节的中介分析提示GFAP部分中介执行功能和语言表现的交互效应。
研究意义
联合评估血浆p-tau217/Aβ42和WMHs可能改善非痴呆成人的早期风险分层,并强调同时针对阿尔茨海默病理和脑血管损伤的管理策略需求。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

研究人群筛选与基线评估

建立符合标准的非痴呆研究队列并获取基线多模态数据。

从ADNI数据库筛选基线CDR≤0.5、GDS-15<6、Hachinski缺血评分≤4、具备基线脑MRI、神经心理评估和血浆生物标志物且至少完成1次随访神经心理评估的参与者,最终纳入463人。

2

血浆生物标志物检测

定量血浆Aβ42、Aβ40、p-tau217、GFAP和NfL浓度。

EDTA管采集血样,分离血浆,0.5 mL分装于−80 °C保存;检测日室温解冻30分钟后,使用Fujirebio化学发光免疫分析试剂单份检测Aβ42、Aβ40和p-tau217,使用Quanterix duplex免疫分析试剂盒(Simoa Neurology 2-plex B kits)双份检测NfL和GFAP。

3

脑MRI白质高信号定量

量化白质高信号体积以反映脑小血管病负荷。

按ADNI标准化影像协议,整合高分辨率3D T1加权和FLAIR序列,采用贝叶斯概率分割框架定量WMH;T1图像自动分割为灰质(含海马)、白质和脑脊液。

4

血浆生物标志物与WMHs对认知轨迹的交互分析

检验血浆生物标志物与WMHs是否交互影响纵向认知下降。

对每个认知结局(MMSE、执行功能、记忆、语言、视空间功能)分别构建线性混合效应模型,以生物标志物×WMH×时间三阶交互项为核心预测因子,调整年龄、性别、教育年限、apo E ε4状态及其与时间的交互,纳入参与者随机截距和随机斜率。

5

血浆生物标志物与WMHs对认知障碍和痴呆风险的交互分析

检验联合暴露类别及生物标志物与WMHs交互对临床进展风险的影响。

将WMH体积和各血浆生物标志物二分类,构建四组联合暴露变量(联合低风险、生物标志物风险、WMH风险、联合高风险);采用Kaplan–Meier曲线和log-rank检验比较累积发病率,Cox比例风险模型计算HR,限制性立方样条(4节点)检验非线性交互,并计算RERI、AP和SII评估相加交互。

6

有调节的中介分析探索潜在通路

探索海马萎缩、炎症(GFAP)和神经毡变性(NfL)是否中介p-tau217/Aβ42与WMHs对认知的影响。

以认知下降速率或基线认知表现为结局,基线海马体积、血浆GFAP或血浆NfL为中介,基线WMHs为调节变量,使用lavaan包拟合有调节的中介模型,在WMH低(−1 SD)、均值和高(+1 SD)水平估计条件间接、直接和总效应,最大似然估计,5000次bootstrap重抽样计算偏差校正CI。

7

亚组与敏感性分析

评估交互作用在不同临床相关人群中的一致性及主要结果的稳健性。

按基线认知状态(CN vs MCI)和性别(男 vs 女)进行亚组分析;采用三分位分类替代数据驱动切点进行敏感性分析;仅纳入apo E ε4数据完整的参与者重复主要分析。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Fujirebio化学发光免疫分析试剂Fujirebio--
Quanterix双份免疫分析试剂盒(Simoa Neurology 2-plex B kits)Quanterix--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
研究人群筛选
基线CDR≤0.5、GDS-15<6、Hachinski缺血评分≤4、基线脑MRI和血浆生物标志物可用、至少1次随访神经心理评估
阅读提示:Methods的Participants小节
血浆生物标志物检测
EDTA管采血、血浆0.5 mL分装−80 °C保存、检测日室温解冻30分钟、Aβ42/Aβ40/p-tau217单份检测、NfL/GFAP双份检测
阅读提示:Methods的Plasma Biomarker Assessment小节
脑MRI白质高信号定量
高分辨率3D T1加权和FLAIR序列、贝叶斯概率分割框架、WMH体积经颅内体积校正
阅读提示:Methods的Magnetic Resonance Imaging小节
认知轨迹交互分析
生物标志物×WMH×时间三阶交互项、调整年龄/性别/教育年限/apo E ε4状态及其与时间交互、随机截距和随机斜率
阅读提示:Methods的Aim 1小节及Figure 1图注
临床风险交互分析
数据驱动切点(WMH 2.547、p-tau217 0.211 pg/mL、p-tau217/Aβ42 0.011、Aβ42/40 0.099)、四组联合暴露分类、Cox模型分层和聚类校正、限制性立方样条4节点
阅读提示:Methods的Aim 2小节及Table 2、Table 3、Figure 2、Figure 3图注
有调节的中介分析
中介变量(基线海马体积、血浆GFAP、血浆NfL)、调节变量(基线WMHs)、WMH低(−1 SD)/均值/高(+1 SD)水平、5000次bootstrap重抽样
阅读提示:Methods的Aim 3小节及Figure 4图注
亚组与敏感性分析
亚组分层(CN vs MCI;男 vs 女)、三分位分类敏感性分析、apo E ε4完整数据敏感性分析
阅读提示:Methods的Subgroups and Sensitivity Analyses小节及Tables S8–S19