在数十年的无经验之后,阿尔茨海默病的血液测试终于出现了,这使研究人员能够预测谁的大脑中可能有淀粉样斑块。在争夺注意力的候选测试中,是否有一些比其他的更好?由瑞典隆德大学的Shorena Janelidze和Oskar Hansson领导的研究人员召集了主要的竞争者,同意在相同的血浆样本中进行面对面的比较。在9月20日的《美国医学会神经病学杂志》上,他们报告了在BioFINDER和ADNI研究队列中每个人检测CSF或PET淀粉样蛋白阳性的准确性。开发人员都是共同作者。

  • Wash U、Shimadzu免疫沉淀MS血浆Aβ试验的准确性最高。
  • 罗氏的Elecsys免疫分析法最接近这两种方法。
  • 在过去的几年里,所有的测试似乎都有所改进。

两种免疫沉淀-质谱分析的结果是最好的,准确定位了83%到87%的人有斑块。其他的检测在64%到80%之间徘徊。脑脊液和血浆以及八项测试之间的相关性(见表)比先前的比较更紧密,这表明测试已经改善。

澳大利亚Joondalup伊迪丝考恩大学的Ralph Martins告诉Alzforum:“通过确认免疫沉淀质谱仪更优越,这与我们的预期是一致的。”马丁斯没有参与这项研究。

等级测试.三种质谱分析分离血浆Aβ免疫沉淀反应;第四种方法在没有抗体的情况下分离蛋白质。两种免疫分析使用单分子优化阵列(Simoa);另外两种使用Elecsys平台或酶联免疫吸附试验(ELISA)。

瑞典哥德堡大学的Henrik Zetterberg说:“结果表明,该领域减少了每种检测方法的变异,从而创造出更好的检测方法。”比利时根特ADx神经科学和生物标志物咨询公司的Hugo Vanderstichele写道:“这是将血液生物标志物检测整合到患者分层或诊断应用中的一步。”Zetterberg和Vanderstichele都是合著者。

以前的循环研究比较了这些测试和其他测试,发现来自同一样本的绝对血浆Aβ值在测试之间只有微弱的相关性(2019年8月发布会新闻)由此,Zetterberg得出结论,在分析准备好标准化之前,以及在随后的应用研究中,分析需要改进,从而将测试从研究级转移到临床化学认证,并从临床化学认证转移到世界各地的医生办公室。

在目前的研究中,Janelidze和同事使用了瑞典BioFINDER队列中182名认知正常和104名轻度认知受损参与者的血液样本,他们有淀粉样PET扫描和脑脊液Aβ42/Aβ40比值的记录。PET扫描呈阳性的人,其血液和脑脊液中a β42/ a β40的比值较低,但血浆中淀粉样蛋白的水平变化幅度很小,因此在血液中比在脑脊液中更难发现异常(2019年8月发布会新闻).

在脑脊液和PET淀粉样蛋白异常的检测方面,Wash U/C2N和Shimadzu的ip -偶联质谱(auc)分别为0.87和0.83。这比以前对这些分析的研究略低,表明队列和样本处理的差异影响测试结果。第三名是Elecsys,这是唯一一家与两个IP质谱仪相差不大的免疫分析公司,AUC为0.80。Araclon的MS、Amsterdam U/ADx的N4PE Simoa和Euroimmun的ELISA检测,AUCs分别为0.76、0.71和0.70。最后,哥德堡IP-MS分析和Quanterix Simoa分析的AUCs分别为0.68和0.64(见下图)。

IP质量规格第一名。在预测脑脊液淀粉样蛋白方面,两种IP-MS方法——wash U(黑色)和Shimazdu(未显示)——超过了罗氏Elecsys(黄色)和Araclon(蓝色)MS方法。其次是N4PE Simoa(棕色)和Euroimmun ELISA免疫分析(灰色),然后是U Gothenburg IP-MS(绿色)和Quanterix Simoa(红色)检测。[Janelidze等人,JAMA Neurology, 2021年]

在来自阿尔茨海默病神经成像倡议组织的51个认知正常、51个MCI和20个AD痴呆样本的验证队列中,这些分析以相同的顺序进行排序。在所有八项测试中,添加APOE4状态稍微提高了准确性。

由C2N诊断公司进行的WashU试验结合β42/40比率、年龄和载脂蛋白E状态得出淀粉样蛋白阳性评分。到目前为止,这是唯一一项获得美国CLIA临床使用认证的测试(2019年2月的新闻2020年11月新闻).据C2N的Joel Braunstein说,一些临床试验、医院、记忆诊所和初级诊所正在使用它来确定有记忆问题的人的AD诊断,尽管该测试的主要使用者是在生物标志物方面有经验的神经学家。公司扩大了生产能力(新闻稿),但并未透露将于何时申请FDA批准。“我们正在通过剩余的分析和临床验证步骤来实现提交,”Braunstein告诉Alzforum。

Roche公司的Ivonne Suridjan在给Alzforum的邮件中写道,Elecsys的自动血浆免疫分析目前仅在美国和欧盟用于研究。

这八项测试的总体表现如何?Janelidze和他的同事们发现它们之间有更紧密的相关性,例如Aβ40在0.7到0.8之间,而在之前的循环赛中是0.6和0.7。Aβ40比Aβ42和Aβ42/40的检验间相关性更强。科学家们还发现,参与者血液中a β值与脑脊液(CSF)之间出现了收缩(见下图)。Zetterberg在给Alzforum的信中写道:“很难准确地指出相关性改善的原因,但最终的结果似乎是,现在不同的方法测量目标分析物Aβ40和42的准确性更高,受混杂因素的影响更小。”

大局。脑脊液与血液以及任何两项检查之间的绝对值相关性已经加强,但仍需改进。[Janelidze等人,JAMA Neurology, 2021年]

即便如此,仍有改进的空间。Janelidze告诉Alzforum:“我们很惊讶地发现,不同的化验结果之间有如此大的差异。”汉森补充说:“这突出了知道哪种检测方法被用于检测血液Aβ的重要性,而不仅仅是结果。”

关于测试之间的低相关性,合著者Charlotte Teunissen,阿姆斯特丹联合大学,写道,“这可能表明,即使测试测量不同的亚型[Aβ],这些亚型在每个个体中都降低了,但程度不同。”Vanderstichele认为,科学家在测量Aβ等离子体方面仍有很多东西需要了解。他写道:“技术之间不相关的样本比那些相关的样本更有吸引力,因为它们可以提供这些差异背后的生物学信息。”Zetterberg说,严格的前分析方法,如血液样本处理、标准化试剂和自动化分析,将进一步降低可变性。

这些排名会改变使用哪种测试的人吗?马丁斯表示怀疑。他说:“所有人都知道IP-MS方法总体上更好,尽管Simoas也变得越来越准确。”马丁斯中心目前使用的是Quanterix Simoa试剂盒,并计划继续改进该方法,直到与IP-MS方法相匹敌。他喜欢Simoa更容易获得、更低的价格和易用性,不过他也有兴趣将WashU测试带到澳大利亚。北美阿尔茨海默氏症临床试验联盟(North American Alzheimer 's Clinical Trials Consortium)也是如此。加州大学圣地亚哥分校的Robert Rissman在写给Alzforum的信中写道,ACTC目前使用的是Quanterix Simoa分析方法,但正在寻找新的质谱分析方法来识别无症状AD人群中的AD生物标志物。

Teunissen的中心使用了阿姆斯特丹/ADx N4PE Simoa。她的团队共同开发了它,她喜欢它在一个很小的样本中测量神经丝光、GFAP和a β。她写道:“结合这些标记可以得到0.88的AUC,这与这里报道的性能最好的质谱仪比较。”

最后但并非最不重要的是,科学家们询问了一种完全不同的分析物与8种Aβ测试的结果如何。他们对p-tau217进行了血浆测试,你瞧,它的总体准确度是0.79。伦敦大学学院的Jonathan Schott写道:“值得注意的是,在直接比较这些技术的个体中,a β42/40的质谱测量在数字上但在统计上没有优于血浆p-tau217检测淀粉样蛋白阳性。”

Zetterberg相信有几种分析方法可以在五年内用于临床化学。消息韦德曼伯克

评论

  1. 这项对8种血浆a β检测的临床性能进行的头对头比较是将血液生物标志物检测整合到患者分层或诊断应用中的一步。采用DeLong试验比较不同测定方法的ROC曲线下面积(AUC)是适当有效的。本文提供了分析精度的影响信息,包括分析内和分析间的可变性,对临床结果的影响。

    Janelidze等人是独立完成的,并与fNIH今年在AAIC上提交的一项研究并行进行。该研究为定义其他或新兴技术的精度接受标准提供了参考,包括但不限于基于芯片的技术或即时检测。

    应用血浆a β鉴定脑淀粉样变性(以脑脊液a β42/ a β40比值作为参考)的临床效用因应用技术而异。技术差异包括:

    • 免疫沉淀方案,即无IP或IP单克隆抗体HJ5.1,雷竞技newbee 6E10,或6E10和4G8,均具有不同的特异性;
    • 单抗集成在C-或n端(3D6=Aβ1;6 E10 =βE10);
    • 样品孵育条件,如稀释缓冲液、缓冲液配方、体积、时间和孵育温度;
    • 分析中的分析物数量,即单、4-复合物(Simoa)、复合物(质谱);
    • 自动化程度;
    • pre-analytical条件。

    为了使读者能够正确解释数据,并为分析设计的未来优化提出建议,绝对有必要详细描述分析格式、其性能和单克隆抗体的特征。

    Janelidze等人缺乏Aβ蛋白测定之间的良好相关性,这表明关于使用血浆Aβ蛋白的生物学和价值仍有许多未知数。结合蛋白是否会在疾病的发展过程中发生变化,或者根据病理而在功能上有所不同,这在很大程度上是未知的。几种结合蛋白可能会影响测量的准确性。环境因素或日常生活活动,如锻炼,可导致外周血a β水平的变化。

    这篇论文恰当地指出了群体差异是变化的潜在罪魁祸首。如果每种技术在样品测试期间的异常值和异常值数量不相同,则该分析比较的结果可能会受到影响(见补充文件中的信息)。大多数队列非常偏向APOE4、年龄和MMSE。与上述fNIH研究相反,这里没有关于仅具有年龄和APOE状态的模型的信息。与其他分析格式相比,Euroimmun的ELISA免疫分析在含有血浆Aβ42/Aβ40的BioFINDER样本模型中加入APOE的效果要高得多。未来的研究有助于更好地评估APOE4非携带者中任何生物标记物相对于人口统计学评估的附加值。

    过去很难准确、准确地定量血液样本中的Aβ亚型。这部分是由于基质的复杂性、选定蛋白质的低丰度、样品采集和处理时由于吸附而导致的低聚或材料损失的风险,以及最后但并非最不重要的是,缺乏经证实具有亲和力、特异性的高质量单克隆抗体对(MAB),以及对感兴趣的分析物的选择性(Vanderstichele et al., 2019).

    此前,不同a β亚型(a β42, a β40, a β1, a β n)的多重免疫分析已经在Luminex的xMAP技术上开发和验证,用于临床试验,作为跟踪治疗效率的工具(Lachno等人,2012年Lachno等人,2013年).该检测使用单克隆抗体(21F12, 2G3, 3D6)的组合,目前也集成在其他商业elisa,如罗氏,Euroimmun和Simoa检测。单抗生产和纯化的过程取决于供应商,可以解释技术之间的一些差异。

    这些检测通过了符合标准操作程序(SOP)的血浆样品的收集和存储,可用于礼来公司的临床试验(Lachno等人,2009年)Janelidze等人已经提到需要在采集后立即冻结样本,以避免异嗜性干扰,并确保使用低蛋白结合的受体。虽然这些分析具有良好的精密度,但其诊断价值有限(汉森等人,2010年figski等人,2012年).

    在Aβ-PET(+)和Aβ-PET(-)之间,Aβ-PET结果的浓度差异,在这里表示为[Aβ-PET(+)(pg/mL)/Aβ-PET(-)(pg/mL)] x 100 - 100),取决于分析物(Aβ40没有降低)和技术。最高的百分比差异并不总是与最佳曲线下面积(AUC)相关。在一组相同的样本中,这种头对头比较的结果部分是由分析的精确度所驱动的。不同技术的精度内和精度间的差异很大,从几个百分点(ELISA)到超过15.0% (Shimadzu)。Aβ42的内变异系数(%CV)高于Aβ40 (UGOT, Shimadzu)。当使用该比率时,一个分析物的精度差异被集成到不精度数据中。

    此外,当绘制所有技术的AUC的功能的%CV时,我们看到AUC的部分差异是由%CV驱动的(使用表1中的信息计算)。这似乎在给定的分析中比在分析之间更明显。在a β阳性和阴性组之间的绝对差异限制在15%以下的研究中,需要精密度合格分析(pqa)。进一步提高分析灵敏度将有助于我们在较低浓度范围内获得更好的分析精度。

    未来的另一个关键步骤是制定收集和存储样品的标准操作程序,就像最近对CSF所做的那样(汉森等人,2021年).获得认证的参考物质或具有良好特征的样品集不仅有助于协调不同分析格式的结果,而且还为不同分析方法之间可能存在的差异提供线索。技术之间不相关的样本比技术之间相关的样本更受关注,因为它们可以提供这些差异背后的生物学信息。

    未来的分析优化必须集中在检测生物样品的灵敏度和精密度上。生产工艺的每一次修改都必须用高质量的样品对特定的使用环境进行验证,以确定其对预期使用环境的影响。

    引用:

    阿尔茨海默病神经成像研究患者纵向评价血浆β-淀粉样蛋白的改进方案预防老年痴呆症.2012年7月,8(4):250 - 60。PubMed

    对轻度认知障碍患者血浆β -(40)和β -(42)转化为阿尔茨海默病的预测指标的评估一般人衰老. 2010年3月;31(3):357-67. Epub 2008年5月19日PubMed

    阿尔茨海默氏病协会国际脑脊液处理指南用于常规临床测量β淀粉样蛋白和tau蛋白预防老年痴呆症.2021年3月31日;PubMed

    利用innobia血浆β -淀粉样蛋白形成多重分析方法测定血浆β -淀粉样蛋白异构体时,基质类型、日节律、样本收集和处理的影响J营养健康老龄化.2009年3月,13(3):220 - 5。PubMed

    同时定量人血浆中淀粉样-β肽物种的多重分析的验证,用于阿尔茨海默病治疗学研究中的测量阿尔茨海默病.2012年8月9日;PubMed

    从接受Solanezumab治疗的阿尔茨海默病患者的脑脊液和血浆标本中测定淀粉样蛋白-β肽的试验验证阿尔茨海默病.2013年1月1;34(4):897 - 910。PubMed

    在临床环境中定量血液中β-淀粉样蛋白和Tau亚型之前,需要考虑的关键步骤神经疗法.2019年12月,8(2):129 - 145。2019年12月12日PubMed

  2. 本出版物引用了Aβ 42/40原型分析,目前在可行性测试中作为潜在的基于血液的AD生物标志物,在罗氏诊断;这些和其他血浆分析方法目前在美国和欧盟仅用于研究。

    罗氏IVD小组的最终决定将基于对几个参数的评估,包括本出版物中报告的临床表现(AUC值),以及本出版物中未讨论的其他参数。我们的目标仍然是开发一种准确可靠的测试方法,该方法稳健,适合全球部署,并在常规临床实践中使用。

  3. 在荷兰,我们使用Quanterix的N4PE测试。这是有实际原因的。Simoa使用少量的样品,具有高通量。

    最重要的是,由于它的多路复用选项,在N4PE内,我们可以同时测量GFAP和NfL。结合这些标记得到的AUC为0.88 (Verberk等人,2020年),这可与最佳质谱分析报告的结果相媲美。

    此外,GFAP和NfL与认知未受损个体的后续认知下降有关;因此,我们可以在一次测量中就疾病的几个方面生成信息。

    不管采用何种检测方法,AD患者的淀粉样蛋白水平仅下降了10- 15%,这一事实表明,以目前的技术水平测量血浆中的淀粉样蛋白亚型可能无法为患者的个人决策提供可靠的结果。

    对于组分析,例如在试验或队列研究中,除了考虑当前选定的队列中的最佳歧视外,其他实际方面也包括质谱分析的使用和成本。

    令我惊讶的是,在这项研究中,所有的测试都有一些类似的auc来检测淀粉样蛋白阳性,但两者之间的相关性却低得惊人。这可能表明,即使这些测试测量不同的亚型Aβ,这些亚型都降低了,但在每个个体中的程度并不相同。

    引用:

    血浆淀粉样蛋白(1-42/1-40)和胶质纤维酸性蛋白的结合与脑淀粉样蛋白病理密切相关老年痴呆症Res其他.2020年9月28日,12(1):118。PubMed

  4. 目前有许多新的血浆检测方法正在开发中,这些方法是为了满足通常依靠PET或CSF腰椎穿刺来获取生物标志物信息的试验的需要。对新平台的正面比较是有帮助的,因为它允许我们理解这些分析中的性能差异。

    典型的问题是,这些类型的研究依赖于回顾性收集的样本,并且所研究的人群通常与我们感兴趣的人群不同。

    目前,ACTC正在使用Quanterix Simoa平台进行血浆检测,但我们正在积极探索新的质谱分析方法在无症状AD人群中识别AD生物标志物的应用。我们有一项研究即将提交审查,该研究比较了我们A4参与者队列中的主要质谱仪平台。我们也在寻找在我们目前的研究中使用质谱仪分析和/或新的免疫分析的可能性。

  5. 精确的阿尔茨海默病血浆生物标记物的出现,是过去几年来痴呆症研究中最令人兴奋,也可能是最意想不到的进展之一。抛开探索单一分析的报告,像这样的研究,对来自不同实验室的多种不同技术进行直接的正面比较,在该领域从研究转向临床应用时尤为重要。

    虽然本研究中所有的血浆Aβ分析都能合理准确地区分淀粉样蛋白阳性和阴性个体,但质谱技术优于免疫分析——这一发现与之前的研究一致,包括我们在1946年英国出生队列(Keshavan等人,2021年).

    虽然直接定量血浆中的Aβ有很好的理论理由,但另一种方法是测量许多新兴的基于免疫的磷酸化tau检测方法之一(Alawode等人,2021)。在Janelidze等人的研究中,值得注意的是,在直接比较这些技术的个体中,a β42/40的质谱测量在检测淀粉样蛋白阳性方面的数值上(但在统计上没有优于血浆p-tau217)。

    临床转译的一个重要问题是,大规模进行质谱分析的准确性提高,但可能增加复杂性和成本,是否超过了准确率略低但可能更容易实现的磷酸化tau蛋白免疫分析的好处;以及这些不同方法的利弊是否在疾病的不同阶段或在不同的、更多样化的人群中有所不同。

    引用:

    在英国70岁出生队列中以人群为基础的临床前阿尔茨海默病血液筛查大脑.2021年3月3,144(2):434 - 449。PubMed

    从脑脊液转向血液测试,以促进阿尔茨海默病的诊断和疾病监测J实习生.2021年9月,290(3):583 - 601。6月26日PubMed

做一个评论

你必须发表评论登录注册

参考文献

新闻引文

  1. Aβ血液测试准备好了吗?
  2. 为什么要在血液测试上花心思?Kaj Blennow的问答
  3. 血液测试被授予突破状态,将在试验中进行测试
  4. 血浆Aβ测试获得批准- p-Tau测试还远吗?

外部引用

  1. 新闻稿

进一步的阅读

主要论文

  1. 阿尔茨海默病8种血浆淀粉样蛋白-β 42/40的头-头比较JAMA神经.2021年9月20日;PubMed