阿尔茨海默病:从早期病理机制到新型治疗策略

学术   2024-12-07 10:04   美国  

Bringing medical advances from the lab to the clinic.


关键词AD;生物标志物;早期诊断;Metabolic Brain Disease


阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病,其确切的发病机制至今不明。传统的研究多集中于β-淀粉样蛋白(Aβ)和磷酸化Tau蛋白,但这些研究并不足以全面解释AD的复杂病理。随着全球老龄化的加剧,AD的发病率和死亡率不断上升,给社会和家庭带来了沉重的负担。随着科学研究的深入,人们发现了一系列新的生物标志物,为AD的早期检测和病理机制的理解提供了新的视角。同时,研究者们开发了新的诊断和治疗方法,对于改善患者生活质量、减轻社会负担具有重要意义。


近日,Santosh Kumar Prajapati 等研究学者在国际著名期刊 Metabolic Brain Disease 上发表题为 Alzheimer’s disease: from early pathogenesis to novel therapeutic approaches 的研究文章【1】。通过文献回顾,本研究涵盖了从1957年到2022年的研究进展,综合评述了AD的早期病理机制、探索新的生物标志物、评估新兴的诊断技术,并展望未来治疗策略。旨在为医生和科学家提供最新的研究动态和未来研究方向的指导,以期推动AD领域的科学进步和临床应用。


如需原文,请加微信healsana获取,备注20240724MBD

主要结果

研究通过文献回顾的方法,从1957年至2022年的研究和趋势进行了综合分析。研究者们深入探讨了AD的早期病理机制,包括神经血管单元功能障碍、神经炎症、自噬减慢等,并评估了一系列新的生物标志物在AD早期诊断中的潜力。此外,还讨论了量子脑传感器、电化学生物传感器等新兴的检测技术,以及纳米诊疗在AD治疗中的应用前景。

1. 用于AD早期诊断的生物标志物:
AD的早期诊断对于疾病的有效管理和潜在治疗至关重要。最新的研究揭示了一系列血液和脑脊液(CSF)中的生物标志物,这些标志物包括磷酸化tau181(p-tau181)、磷酸甘油酸脱氢酶(PHGDH)、微小RNA(miRNA)签名、簇蛋白(CLU)、载脂蛋白E、J和D、星形胶质细胞纤维酸性蛋白(GFAP)、脂质过氧化标志物、以及CSF中的可溶性肿瘤坏死因子受体1(sTNFR1)相关蛋白和新的Aβ肽比例(Aβ37/Aβ42)。这些生物标志物有助于在症状出现前识别AD,从而为早期干预提供机会。研究还表明,tau种子的积累和早期神经递质损伤,特别是乙酰胆碱系统的损伤,可能作为非侵入性检测AD的潜在方法。
这些发现表明,通过血液和CSF的生物标志物检测,可以提高AD早期诊断的准确性,为患者提供更及时的治疗和更好的生活质量。


2. 用于AD早期诊断的影像学技术:

AD的早期诊断领域,最新的成像技术和其他诊断工具展现出了巨大的潜力。最初用于评估认知障碍患者的成像方式包括计算机断层扫描(CT)、氟脱氧葡萄糖正电子发射断层扫描(FDG-PET)和磁共振成像(MRI),但由于它们对AD的特异性或敏感性不足,很难将这些技术整合到AD的概念模型中。近年来,免疫红外传感器、电化学生物传感器、量子脑传感器、快速球脑电图(EEG)和定量梯度回波MRI(qGRE)等技术被开发用于早期诊断AD。

  • 免疫红外传感器以其高准确度识别后来发展为AD的个体而著称,电化学生物传感器以其灵敏度、简便设计、易用性、便携性、经济性和兼容性而提供替代当前诊断方法的潜力。

  • 量子脑传感器通过超导量子干涉装置(SQUIDs)测量大脑中的量子波动,而OPM-MEG技术则用于追踪大脑电信号产生的微小磁场。
  • 快速球脑电图是一种独特的非侵入性和快速方法,用于诊断AD。
  • qGRE技术通过评估海马区的神经元损失,有助于早期诊断AD,并区分健康个体与临床前和中度AD患者。
这些技术的发展不仅提高了AD诊断的准确性,也为未来的治疗干预提供了新的视角和可能性。然而,这些技术也存在一些限制,如免疫红外传感器可能无法区分与Aβ错误折叠相关的AD和其他类型的痴呆症,电化学生物传感器可能存在假阴性结果,而qGRE的高运营成本和对训练有素的解读者的需求。尽管如此,这些进步为AD的早期识别和干预提供了新的希望。

3. AD新型诊断技术与治疗策略:
新型诊断技术与治疗策略的发展为AD的早期发现和干预提供了希望。
  • 纳米诊疗技术(Nanotheranostics):通过整合纳米技术和诊断方法,为早期检测、靶向药物传递和治疗效果监测提供了新途径。例如,MZF-PiB纳米粒子的开发,展示了高度特异性和敏感性地检测Aβ斑块的能力,而硫纳米粒子和CeO2纳米粒子已被证明能够减少Aβ聚集并提高细胞存活率。
  • 蛋白水解靶向嵌合体(PROTAC)分子技术:通过促进tau蛋白的泛素化和蛋白酶体降解,为tauopathies的治疗提供了新策略。
  • 伪β-发夹结构疫苗的开发:针对Aβ斑块的形成,展示了减少Aβ斑块和记忆损失的潜力。
  • 前体肉芽肿蛋白(PGRN)的补充:通过调节溶酶体功能和减少神经炎症,为AD治疗提供了新的靶点。
  • 经颅磁刺激(TMS)治疗:通过非侵入性地刺激脑细胞,改善记忆和认知功能。
  • 肠道微生物组疗法:通过调节肠道微生物平衡,减少神经炎症和Aβ斑块的形成。
  • ω-3多不饱和脂肪酸的补充:以其抗炎特性,与降低认知衰退和AD风险相关。
这些策略虽然前景广阔,但仍需进一步研究以确保其安全性和有效性,并为AD的个性化治疗提供更深入的理解。

4. 非药物疗法
  • 自评老年认知功能检查(SAGE):是一种可靠的自我管理工具,用于识别认知障碍,可在家中、医生办公室或医院等任何地方完成,涵盖语言、数学、记忆等11个认知领域。与迷你精神状态检查(MMSE)相比,SAGE耗时更长,但无需专业人员在场,有助于早期识别轻度认知障碍(MCI)和AD痴呆,且在研究中显示比MMSE能更早发现MCI向AD痴呆的转变。
  • 认知行为疗法(CBT):是一种心理治疗方法,传统上用于治疗焦虑、抑郁等,现在也被应用于AD治疗,能提升患者满意度和生活质量。
  • 音乐疗法(MT):通过音乐激发患者的神经可塑性,有助于减缓认知衰退、改善生活质量,并减少攻击性、焦虑等行为问题,即使在AD晚期也显示出益处。
上述非药物疗法为AD患者提供了除药物治疗外的补充选择,有助于提高他们的生活质量和功能恢复。

图1. Nanotheranostics诊断和治疗AD的示意图

图2. PROTAC原理示意图
编者按:
临床意义:
AD的研究揭示了早期诊断的重要性,并强调了新生物标志物在提高诊断准确性方面的作用,这些标志物包括血液和脑脊液中的p-tau181、PHGDH、miRNA等。这些标志物有助于在症状显现前识别疾病,为早期干预提供了可能。
同时,非药物疗法如CBT和MT等显示出改善情绪和认知功能的潜力,为AD的综合治疗策略提供了新的视角

科研启发
新兴的诊断技术如量子脑传感器和电化学生物传感器,以及纳米诊疗技术在疾病治疗中的应用,为AD的早期诊断和治疗提供了创新方向
未来的研究需要进一步验证这些生物标志物的临床应用,并探索如何将这些新技术有效地转化为临床实践,同时深入理解非药物疗法的作用机制,以实现对AD更全面和有效的管理。

原文链接:

https://doi.org/10.1007/s11011-024-01389-6

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作者:Amber Wang,微信号:Healsana。助理:ChatGPT
编辑:Jessica,微信号:Healsanq。
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Hanson临床科研
美国的七位生物医学科学家主持。通过专家讲座,交流医学课题选题思路及SCI论文撰写规范;通过经典论文解读,分享临床科研技巧和突破性进展;通过大数据分析,解析生物医学发展趋势及行业动态。只提供以数据为基础的客观报告,及专业、独立的思考。
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