在短短两年的时间里,对阿尔茨海默氏症进行血液检测的幻想变成了现实。至少看起来是这样。在2017年伦敦阿尔茨海默病协会国际会议上,兰德尔·贝特曼,华盛顿大学圣路易斯通过展示了血浆的敏感质谱法检测到脑淀粉样蛋白的正宠物扫描相关(2017年7月会议新闻).科学家们想在其他人群中看到同样的结果。在今年7月14日至18日在洛杉矶举行的AAIC上,关于血浆Aβ测量的报告比比皆是。自去年夏天以来,多达11种不同的检测,包括质谱和免疫分析,将血浆Aβ42/40与脑脊液Aβ和大脑中的淀粉样蛋白相关联。血浆Aβ准备好了吗?在AAIC,一些研究人员给出了肯定的答案,但其他人的热情有所减弱。质谱仪和免疫测定之间的分歧成为了症结所在。

  • 血浆Aβ的诊断效果与脑脊液或PET一样好。
  • 血液检测缩短了淀粉样变性筛查的时间和成本。
  • 但并不是所有的化验结果都一致。

保罗爱森San Diego大学圣地亚哥大学在第一阵营。“等离子体测定很棒,”他告诉阿尔佐姆。“当他们出来时,我想,”现在一切都不同,但我们需要确认。“很好,它已被确认。”虽然他看到了增长室,但Aisen可以在临床试验中使用血浆测定。“这些分析不是最终状态,每一个改善都会有所作为,”他说。

贝特曼也很卖力。他告诉Alzforum:“我相信这将会奏效。”“事实上,它正在起作用。我们可以从不同的中心提取样本,在我们的质谱分析中进行分析,并找到完全一致的结果,”他说,并指出该分析非常可靠,可以汇集来自不同来源的数据进行分析。贝特曼是圣路易斯C2N诊断公司的联合创始人,该公司开发血浆分析,包括Aβ。

另一些人则更为谨慎,他们认为免疫分析之间以及它们与质谱检测之间缺乏相关性。这可能反映了方法学问题,或血浆中Aβ的不同形式或池Henrik Zetterberg,瑞典哥德堡大学。一些研究人员认为,如果这些抗体池与不同的抗体反应不同,这可能意味着潜在生物学的某些重要方面。奥斯卡·汉森瑞典隆德大学也占据了这个观点。“我们需要大量的 - 即,数百例患者头脑研究比较不同的血浆Aβ测定与相同的真理标准相同,”他告诉阿尔佐姆。

scattershot?来自循环罗宾的一些例子比较11种不同的质量规格和免疫测定。它发现通常对测量的相关性较弱β42.这种肽似乎特别易变,因为同样的测试显示,测量血浆A的相关性略好β40.红色虚线表示完美的相关性[哥德堡大学Henrik Zetterberg和Kaj Blennow的礼貌。

大量化验
自2017年以来,Akinori Nakamura考林·马斯特斯和同事们发表了一种质谱方法来测量a β40/42的比例;UGothenburg的团队优化了他们自己的IP质谱仪,西班牙公司Araclon已经在这种质谱仪测试服务上工作了几年。各种免疫检测方法也存在,有些是目前内部使用的,有些是可以在市场上买到的(见下表)。所有人都在不同的人群中接受测试。

在AAIC,贝特曼报告说,他的团队已经检测了另外158人的血浆,他们是华盛顿大学奈特阿尔茨海默病研究中心(Knight Alzheimer’s Disease Research Center)跟踪队列中的第四名成员。与之前164人的样本一样,血浆a β42/40比值再次与脑脊液a β42/40比值和PET检测的脑淀粉样蛋白紧密相关。贝特曼说,总的来说,WashU血浆检测预测淀粉样变的特异性和敏感性分别为76%和88%。在统计接受者算子曲线分析中,这相当于曲线下0.88的面积。当研究人员将年龄和ApoE4状态考虑在内时,AUC提高到0.94,使这种血浆Aβ检测在诊断淀粉样变方面与脑脊液或PET一样好。由苏珊·辛德勒在Bateman的实验室中,这项工作在8月1日出来神经科(辛德勒等人,2019年).

这种质谱测试具有预测能力。在8名淀粉样蛋白PET扫描基线呈阴性但随访呈阳性的患者中,有7人的血浆基线检测已经呈阳性,低于Aβ42/40比值的0.1218临界值。换句话说,在这个小样本中,PET检测呈淀粉样蛋白阴性但血浆质量检测呈淀粉样蛋白阳性的人,其PET检测呈阳性的可能性是基线检测呈阴性的人的15倍。

其他人群呢?在洛杉矶,贝特曼报告了来自澳大利亚成像和生物标志物生活方式研究、瑞典生物finder研究和阿尔茨海默病神经成像倡议的测试样本的结果。血浆检测预测PET状态,AIBL、BioFINDER和ADNI的AUCs分别为0.87、0.83和0.85。再一次,将ApoE4添加到方程中,将这些auc提高到0.93、0.90和0.87。淀粉样蛋白阳性的Aβ42/40截止值分别为0.1235、0.1234和0.1269,与WashU队列计算的0.1218比值相近。综合起来,总共有468名受试者,这三个重复队列的临界值为0.1234。

对他们来说,免疫分析也得出了类似的结果。在AAIC, Hansson回顾了他的团队对罗氏诊断公司Elecsys血浆免疫分析的分析。该数据发表在6月24日的《美国医学会神经病学杂志》(2019年6月新闻)阿尔兹福勒姆把它覆盖得很深。简言之,该分析预测了842人在BioFINDER中的淀粉样蛋白阳性率,准确率约为80%,略低于WashU试验。在德国的一项前瞻性研究中,对237名志愿者进行了验证队列研究,Elecsys免疫分析的结果更好,AUC为0.86。在瑞典队列中,加入ApoE使AUC增加到0.87;在德国队列中,基因分型是不可用的。在洛杉矶,汉森还报告说,在335名认知正常的人中,Elecsys血浆分析预测了未来六年谁会患痴呆症。

头对头比较:有点毛
如何比较不同的血浆测定?AAIC的两个报告提出了这个问题。汉森展示了四种此类试验的初步面对面数据:罗氏的Elecsys免疫分析;EUROIMMUN ELISA;岛津的质谱分析;以及Quanterix基于抗体的单分子阵列(Simoa)。除了Quanterix检测,其余199例认知正常者的淀粉样蛋白PET状态均有相似预测。Elecsys、EUROIMMUN和Shimadzu的auc分别为0.81、0.76和0.82;Simoa检测结果为0.59。添加APOE基因型将这些值提高到0.86、0.84、0.87和0.79。

然而,当您采集一组给定的样本时,不同的分析是否测量了其中aβ的相同绝对量?这里有点棘手。Zetterberg对在11个不同地点进行的11种不同血浆aβ42/40分析进行了比较(见下表)。共同领导卡杰布兰诺此外,这项循环学习是全球生物标志物标准化联盟的项目,也是在Ugothenburg。该想法是在各种Aβ浓度下选择血浆样品,并向每个参与实验室发送0.25毫升等分试样,在其各自的平台上测试这些相同的等分试样。与本故事总结的工作不同,该研究没有评估任何给定的测试对淀粉样肽的诊断准确性。相反,它确定了当所有物质呈现相同量的给定分析物-Aβ40和Aβ42相同样品时彼此相关的不同试验如何如何彼此相关。

谁参加了。轮循比较了11种不同的血浆Aβ测定方法在11个不同的地点进行。[图片由Henrik Zetterberg和Kaj Blennow哥德堡大学提供]

测试结果如何?简而言之,不是很好,至少对Aβ42来说是这样。塞特伯格展示了一张又一张成对相关的幻灯片,他展示了广泛分散的结果,而不是整齐地聚集在一条线上。例如,Aβ42的Elecsys值与UGothenburg、Shimadzu和WashU的MS数据匹配很差,后者的相关性最高,只有0.22(见下图)。宾夕法尼亚大学和阿姆斯特丹大学使用的Elecsys和Simoa测定法之间的相关性分别为0.27和0.46,略好,但仍然很弱。在ugthenburg、Araclon和Shimadzu质谱分析中出现了最佳的相关性,约为0.6。Zetterberg告诉Alzforum,计算Aβ42/40的比例并没有帮助。

Aβ40的相关性更紧密,在0.6到0.7范围内,它的黏性更低,在血浆中的浓度是Aβ42的10倍。尽管如此,Aβ42仍然是淀粉样蛋白病理的关键驱动因素和淀粉样变性的指标。

面对面。在从血浆Aβ循环研究的相关概述中,绿色表示任何给定的两个测试之间的紧密相关性;红色,相关性弱。[戈德堡大学Henrik Zetterberg和Kaj Blennow提供。]

泽特伯格说,总的来说,在这个循环中,质谱仪之间的差异比免疫分析法更小。这引发了关于免疫分析还是质谱更好的争论。对于前者,不同的抗体可能检测到不同的Aβ库。后者更难扩大规模,且在质谱测定前至少依赖一种抗体进行免疫沉淀。接下来是与不同临床组进行更大规模的正面比较。汉森说:“在进行此类研究之前,我不敢说所有的质谱方法都优于所有的免疫分析方法。”

乔纳森Schott伦敦大学学院,也发现了MS和免疫大同作用的分歧。与Zetterberg和Blennow一起使用,Schott的团队将Quanterix SimoA与Ugothenburg一起运行的Quanterix Simoa进行了比较。等离子来自1946年的英国出生队列,这是一个独一无二的,因为它的参与者来自于美国的参与者,都是在当年3月的同一周内出生的。他们在临床上被临床以来,并且在过去几年中,加入了液体和宠物生物标志物。

肖特说,每个志愿者在一天中的同一时间,在相同的禁食条件下采集血液,并以相同的方式进行处理和冷冻。然后,科学家们测量了队列中414名认知正常志愿者血浆中的Aβ40和Aβ42。

对于Aβ40, Simoa和质谱数据相当一致,就像在循环中一样。对于完整的样品集,Quanterix的中位数为288 pg/mL,质谱为284 pg/mL,并且通过样品间的比较,两种方法的相关系数为0.44。

对于Aβ42,情况就不同了。质谱测量的值更高,中值为28.4 pg/mL,而Quanterix的中值为19.5 pg/mL,样品间的相关系数为0.22。无论参与者的淀粉样蛋白PET扫描是阳性还是阴性,MS检测的血液中a β42含量都高于Quanterix检测。

这些差异很重要。Schott发现,Aβ42/40质谱分析比Quanterix Simoa分析更能预测PET阳性,AUC(年龄或载脂蛋白E状态未校正)为0.82比0.61。

为什么方法不一致?Zetterberg认为不仅仅是化验本身,因为这些相同的化验在用于测定脑脊液中的Aβ42时确实显示出紧密的相关性。AAIC的科学家说,问题可能是血浆。首先,等离子体呈现出复杂的基体效应,这意味着溶液中不同溶质的复杂混合物可能导致虚假的结果。Zetterberg说,稀释血浆以获得更像csf的基质可能会有帮助,但随后a β浓度将非常低,需要更敏感的检测。也可能是一些分析对样品处理的细节特别敏感,这在不同的中心是不同的。免疫分析可能是测量不同的Aβ库;血浆中Aβ42浓度在10到40皮克/毫升时,总是危险地徘徊在检测极限附近。

血腥复杂.血浆Aβ来自血小板、大脑和周围器官。全身状况影响血浆Aβ浓度。[王彦江,自然2017.]

当它们诊断淀粉样症状病症时,测定如何相关?科学家似乎划分了这一点。Blennow在路上看到了麻烦。“当不同的实验室在含有给定量Aβ42的相同等分试样上使用不同的测定时,它们测量相当不同 - 这是一个问题,”他说(见布兰诺问答).考林·马斯特斯澳大利亚墨尔本大学(University of Melbourne, Australia)的研究人员也表达了同样的看法拉尔夫·马丁斯来自澳大利亚珀斯的伊迪丝考恩大学他们说,由于对照组和淀粉样蛋白阳性人群之间的血浆Aβ42的差异一开始就非常小,任何影响血液Aβ浓度的生物现象都可能超出测量结果。这些现象包括高血压、糖尿病、缺氧和生活方式因素,如锻炼。

马丁斯研究了体力活动对血浆Aβ42的影响,并得出了一个令人惊讶的结果。尽管有强有力的证据表明,体力活动可以保护大脑免受痴呆症的影响,但在AIBL的所有健康对照组中,那些在前七天内进行了大量体力活动的人,其血浆中的Aβ42含量低于那些进行了少量或中度活动的人。血浆Aβ42水平的降低意味着这些人的大脑中淀粉样蛋白含量高于那些运动量较少的人。”这一趋势与你的预期正好相反,”马丁斯说。

这一趋势在PET检测为大脑淀粉样蛋白阴性的健康对照组中存在,但在淀粉样蛋白阳性的人群中,体力活动似乎对血浆Aβ42没有影响。Martins称这一结果令人困惑,并推测运动可能促进Aβ降解。”带回家的信息是,生活方式因素,特别是锻炼,会影响血浆Aβ水平,需要加以控制。

这些担忧促使华盛顿大学开展了一项研究,1000名患有高血压、癌症和糖尿病等常见疾病的患者正在接受监测、定期抽血和淀粉样PET扫描,以了解各种健康状况如何影响他们的血液aβ42/40比率及其预测大脑淀粉样变性的能力。

与此同时,一些公司正在推动血浆分析的商业化。C2N和岛津已经在向少数公司销售质谱仪,其他公司也紧随其后。风险很高。血浆分析将开创AD领域诊断和预后的新时代。AAIC的科学家们对更有效、更便宜地进行临床试验的前景感到头晕目眩。他们设想进行更短的试验,将血浆Aβ转换为读数,或者回到以前试验中储存的数千份血液样本,梳理出可能被遗漏的生物效应。即使是像阿尔茨海默病在发展中国家的发病率这样的基本问题,通过可靠的血液测试也会更容易回答。

贝特曼和汉森都强调了血浆测试带来的节约。贝特曼计算出,在A4试验中,使用淀粉样PET作为纳入标准,血浆试验可以将筛查时间从三年缩短到六个月,并将成本降低10倍。汉森估计,血浆aβ测试可以使1000人注册所需的PET扫描数量减半,节省约400万美元。至于肖特,他的估计是基于宠物扫描3000美元的价格和血液测试400美元的假设,计算出500名参与者的试验节省了350万美元。

价格假设可能会证明乐观。在AAIC,公司正在向正在计划治疗试验的药物和大型学术群体等客户营销他们的等离子测试,并需要降低筛选成本。这些公司感到能够收取哪些费用,但当被问及价格时,他们就是谨慎的。当按下时,Shimadzu代表允许他们目前在日本销售他们的服务,每次测试的价格约为1,000美元,实际谈判率为500美元至900美元。Shimadzu打算开始销售美国的研究用途。其代表告诉阿尔佐姆,定价结构尚未设置,但在日本的时间略低。

与岛津和Araclon一样,C2N将其测试作为一项服务进行销售,将血浆运送到其中心实验室,并在公司的质量规格机器上进行分析。C2N代表告诉Alzforum,目前用于制药和研究的价格约为每件样品700美元。和岛津一样,它也是经过谈判的。C2N的价格取决于购买的测试数量,以及客户是否共享C2N在申请FDA批准时可以使用的数据。C2N已获得FDA对其质谱血浆Aβ测定的突破性验证,并正在准备批准提交。

“这是我们的亮相派对,”乔尔·布劳恩斯坦C2N在AAIC期间告诉Alzforum。“我们正准备支持我们的产品。我们在这里开了30次会来试探制药公司和学术团体认为可以接受的价格。每个人都在问我们要花多少钱!我们预计每一种分析物的价格将低于1000美元。”在阿兹海默氏症的血液测试中,请参阅本系列的第10部分.-Tom Fagan和Gabrielle Strobel

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参考文献

新闻引用

  1. 最后,阿尔茨海默氏症的血液测试?
  2. 拉近距离:阿尔茨海默氏症血液检测用于初级保健
  3. 为什么要在血液测试上花心思?Kaj Blennow的问答

论文引用

  1. 高精度血浆β-淀粉样蛋白42/40预测当前和未来的脑淀粉样变性神经学.2019年10月22日; 93(17):E1647-E1659。EPUB 2019 8月1日PubMed

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主要论文

  1. 高精度血浆β-淀粉样蛋白42/40预测当前和未来的脑淀粉样变性神经学.2019年10月22日; 93(17):E1647-E1659。EPUB 2019 8月1日PubMed