Alzheimer病的早期诊断和指标规范化研究

Alzheimer病的早期诊断和指标规范化研究项目申请书编写提纲 一、立项依据和目标 1. 本课题研究意义及同类研究工作国内外研究现状、知识产权状况与存在问题 人口老龄化成为一个全球性现象，在全世界186个国家和地区中，有1/3以上的国家和地区已进入“老年型”社会，中国的某些城市也已进入了“老年型”社会。据联合国估计，1950年，全世界60岁以上的老年人约有2亿，1970年达到3亿，2000年达到6亿。2020年将达到10亿，2050年，全球将有近20亿的老年人。目前世界绝大多数老年人口生活在亚洲3.38亿，中国60岁及以上老年人口1.34亿，占世界老年人口的21.34%，占亚洲老年人口的39.7%，2050年，亚洲老年人口将增长到12.27亿，中国老年人口将超过4亿，占全国总人口的30%，比目前法、德、意、日、英五国的总人口还要多。随着人口的老年化，老年人的相关问题将日渐突出，如老年人生活问题、医疗保健和社会保障问题，这些问题的有效处理直接关系到国民经济发展和社会稳定。 近年来多数调查结果显示，在欧美国家，60岁以上老年人6%~12%发生痴呆，85岁以上的老人则有20%~40%发生痴呆，其中半数以上为老年性痴呆。在全球约有超过2000万的人患有该病，痴呆发病率随着年龄的增长而成倍上升，年龄每增长5岁，发病率即增长一倍。在65岁以上的年龄段中，老年痴呆的发病率约为5%；超过85岁，发病率增加到25%；95岁以上的人群当中高达60%。我国流行病学资料表明：55岁以上老人痴呆症总患病率为2.9%，65岁以上人口中痴呆症总患病率为5.22%。其中，60-69岁人群中老年痴呆症的发病率为2.3%，70-79岁为3.97%，80岁以上为32%。我国现有65岁以上人口9610万，估算全国共有各类痴呆症患者500万，老年痴呆占2/3之多，2050年，痴呆患者将增加到2000万，与目前全球痴呆人数持平。这是中国未来几十年将面临的严峻问题，医务人员和相关专业人员对这个问题应引起高度的重视，在疾病的早期诊断和干预方面做些深入的研究。 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是老年痴呆的最常见原因，它是一种原因不明的、进行性的、中枢神经系统的退行性疾病，其特征性病理改变为大脑皮层及脑区的纤维蛋白沉积,即细胞外间隙的β淀粉样蛋白(β-amyloid, Aβ)和细胞内多聚Tau蛋白的沉积,两者在病理形态学上分别表现为老年斑(SP)和神经纤维缠结(NFT)。AD患者的最终结局痴呆，当出现明显痴呆时，临床诊断没有多大困难，但此时病情已无法逆转，失去了治疗时机。最近有研究者提出从正常老年发展成AD痴呆是连续的过程，纽约大学医学院Barry Reisberg博士把这个连续过程分为七个期：Stage 1—正常增龄期（normal ageing），Stage 2—极轻微认知损害期（very mild cognitive impairment），Stage 3—轻微认知损害期（mild cognitive impairment），Stage 4—中度认知损害期（moderate cognitive impairment），Stage 5—中等严重认知损害期（moderately severe cognitive impairment），Stage 6—严重认知损害期（severe cognitive impairment）， Stage 7—极严重认知损害期（very severe cognitive impairment）。正常增龄期，其记忆能力与年龄和教育水平相对应，既无主观记忆减退的体验，也无客观的认知损害；极轻微认知损害期，个体有主观记忆减退的症状，如忘记熟悉的字或人名，或常找不到钥匙、眼镜或其它常用物品，朋友、家人或同事还没有注意到记忆问题，医学检查无异常发现，这些现象可能是增龄相关改变，也能是AD最早期的症状；轻微认知损害（MCI）期，有主观记忆困难，朋友、家人或同事能发现其记忆缺陷，医学检查或心理测试发现有记忆缺陷的证据，其它认知功能和社会功能没有明显的缺陷，有这些症状的老年人三年后有半数发展成AD，许多研究者把MCI看着临床前期AD；中度认知损害期，即临床早期AD，除记忆损害外，还有其它认知功能损害，如执行功能、推理能力和计算能力等方面的损害，IQ<70，社会适应能力受损；以后各期认知损害更加明显。Zaudig M认为从正常增龄到AD是一个连续谱，可以人为地分为几个期：正常增龄期、无症状AD期、主观记忆减退期、轻度认知损害期（轻、中、重）、AD痴呆期，如下图所示。 MCI和AD的关系虽然没有最后定论，但多数研究者认为MCI是正常老化与AD的过度期，Bozoki A等人研究发现每年有4%-25%的MCI发展成痴呆，但多数随访研究发现每年有10%-15%的MCI发展成痴呆，所以多数研究者把MCI看着临床前期AD。在无症状AD期，部分病人未经特殊治疗，可能会自发逆转；在主观记忆减退期和轻度认知损害期，经合理有效治疗，部分病人可能会逆转；进入痴呆期后，即使积极治疗，也无法使病情逆转，但能延缓疾病的进程。由此看来，AD的早期诊断对指导治疗和改变预后具有重要的意义，也是发展新治疗技术的基础。要改变AD患者的结局，必须在轻度认知损害期之前做出诊断，这才是真正意义上的AD早期诊断。 AD早期诊断标记包括神经心理学标记和生物学标记，后者包括遗传标记、影像学标记和神经生化标记。在神经心理学标记方面，主要是测量新联想形成和保持的记忆测验、反映执行功能的神经心理测验，因为与学习和记忆有关的神经细胞首先受损，以后逐渐波及到控制思维、判断和行为的神经细胞。在遗传标记方面，目前发现有四个基因与AD发病有关，其中三个基因（分别在1、14和21号染色体上）与早发AD有关，载脂蛋白Ｅ等位基因（APOE-4）与晚发AD有关。 在影象学标记方面，目前比较多研究认为SPECT和PET可以作为AD早期诊断技术，已发现早期AD患者存在颞顶区低灌流，而且血流降低程度与认知功能下降程度存在显著的相关关系；AD早期多巴胺系统的调节也值得关注，已发现海马、颞叶中D2受体变化与图片记忆、人名记忆等功能密切相关；FDG-PET显像显示中颞叶在AD早期存在糖代谢速率下降；近年来正在开发靶向斑块显像剂，以期待能在活体脑中直接标记显示AD的特征性病理改变——老年斑(SP)和神经纤维缠结(NFT)。联合应用多种显像剂进行活体脑显像，探讨AD机制，将是AD早期诊断中的重大突破。 在神经生化标记方面，主要是测量脑脊液和血液中Ａβ和Tau蛋白，目前认为在疾病早期随着年龄增加，Aß沉积增加，脑脊液中Aß1-42降低，但单纯检测脑脊液中Aß含量并不能作为AD的诊断指标。AD患者脑脊液中Tau蛋白含量增高，与其他神经系统疾病以及正常人之间有显著性差异。脑脊液中Tau蛋白检测对AD的诊断具有75%的特异性和93%的灵敏度。上述这些诊断技术在不同阶段的AD患者中诊断的特异性和敏感性，国内外都有研究，结果差距很大，从30%到90%，有些甚至出现矛盾的结果。从现有的研究文献来看，多数研究是对单一指标的考查，联合多项指标的研究不多；横断面或短期随访研究多，长期的随访研究少；多数研究的对象是临床期AD，对临床前期AD的诊断价值还不清楚。 AD早期诊断必须在轻度认知损害（MCI）期之前做出，在DSM-Ⅳ和ICD-10都列入了增龄相关认知损害的诊断类别，并提出了相应的诊断标准：年龄在50岁以上，有AD特征病理改变的物质基础，与年轻时相比记忆力有明显的减退，客观记忆测验成绩低于年轻成人平均成绩，一般认知功能和日常生活能力正常，没有痴呆的证据。多数调查发现，有1/3的老年人符合MCI的诊断标准。多数学者认为MCI是AD的早期，将来可能发展成AD痴呆，有研究报告每年有25%的MCI患者转化为痴呆，大多数研究报告每年有10%-15%的MCI患者发展成AD痴呆，因此及时诊断和治疗MCI对改变AD的结局具有重要的意义。 本项目拟以MCI为研究对象，采用纵向研究方法，考查神经心理测验、脑脊液/血浆Ａβ和Tau蛋白、神经核医学显像技术（Ａβ班块显像和D2受体显像）、载脂蛋白Ｅ等位基因（APOE-4）对早期AD的诊断特异性和敏感性，以及对AD痴呆的预测价值。靶向Ａβ班块显像技术在活体直接显示AD特征病理改变（老年斑）国内外还没有报道，有关多巴胺D2受体与AD的关系国内也未见报道。如能开展此项目，有望研制出一套客观、特异、灵敏的早期AD诊断技术，对AD预防、治疗和新药开发具有重要的指导意义，可望改变AD的结局，为家庭和社会做出积极的贡献。 主要参考文献 （1）Burns A, Zaudig M. Mild cognitive impairment in older people. Lancet, 2002; 360:1963-1965 （2）Albert MS. Cognitive and neurobiologic markers of early Alzheimer disease. Proc Natl Acad Sci USA, 1996, 93:13547-13551 （3）Mitchell A, Brindle N. CSF phosphorylated tau—does it constitute an accurate biological test for Alzheimer’s disease? International Journal of Geriatric Psychiatry, 2003, 18:407-411 （4）Nitsch RM, Rcacck GW, Deng M,et al. Cerchrospinal fluid levels of amyloid-ß protein in Alzheimer’s disease; Inverse correlation with severity of demcntia and effect of apolipo protein E genotype, Neurol,1995,87:512-518 （5）Encinas M, De Juan R, Marcos A, et al. Regional cerebral blood flow assessed with 99mTc-ECD SPET as a marker of progression of mild cognitive impairment to Alzheimer’s disease. Euro J Nucl Mol Imaging, 2003, 30:1473-1480 （6）Este´vez-Gonza´lez A, Kulisevsky J, Boltes A, et al. Rey verbal learning test is a useful tool for differential diagnosis in the preclinical phase of Alzheimer’s disease: comparison with mild cognitive impairment and normal aging. Int J Geriatr Psychiatry 2003; 18: 1021–1028 （7）Demattos RB, Bales KR, Cummins DJ, et al. Brain to plasma amyloid-ß efflux: A measure of brain amyloid burden in a mouse model of Alzheimer’s disease. Science, 2002, 295:2264-2267 （8）Kung MP, Catherine H, Zhuang ZP, et al. IMPY: An improved thioflavin-T derivative for in vivo labeling of ß –amyloid plaque. Brain Reseach, 2002, 956:202-210 （9）Skovronsky DM, Bin Z, Kung MP, et al. In vivo detection of amyloid plaques in a mouse model of Alzheimer’s disease. Neurobiology, 2000, 97:7609-7614 （10）王力，程灶火，李欢欢. Alzheimer病人记忆损害特征的研究。心理科学，2004年第4期 （11）Kemppainen N, Laine M, Laakso MP, et al. Hippocampal dopamine D2 receptors correlate with memory functions in Alzheimer's disease. Eur J Neurosci. 2003 Jul;18(1):149-54. （12）Mega MS, Chu T, Mazziotta JC,et al. Mapping biochemistry to metabolism: FDG-PET and amyloid burden in Alzheimer's disease. Neuroreport. 2．本课题的研究内容、研究目标和拟解决的关键问题 研究内容 （1）神经心理测验对临床前期和临床早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值，采用标准化记忆测验和智力测验进行测试，选出对学习、记忆、新联想形成和执行功能等功能的心理学指标，这些是早期AD的主要心理改变。 （2）神经核医学显像技术对临床前期和临床早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值，采用Ａβ班块和D2受体等显像剂进行活体SPECT/PET脑显像。 （3）脑脊液或血浆Ａβ1-42和磷酸化Tau蛋白对临床前期和临床早期AD的诊断特异性和敏感性，国内外已有研究报道，但主要针对AD痴呆病人，本研究主要考查对MCI的诊断特异性和敏感性，同时考查对AD痴呆的预测价值。 （4）载脂蛋白Ｅ等位基因（APOE-4）对临床前期和临床早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值。 （5）综合不同诊断技术联合对临床前期和临床早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值。 研究目标 （1）考查正常老年人、MCI（临床前期AD）和临床早期AD在各项观察指标上的差异，确定MCI每年转化成AD的概率。 （2）通过对100名MCI患者的追踪对照研究，考查各指标和不同指标组合对早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值。 （3）建立早期AD的标准化诊断程序。 （4）建立预测AD痴呆的数学模型和鉴别正常老人和早期AD的判别模型。 拟解决的关键问题 （1）获得有代表性的同质样本：国外一些研究结果不一致，样本的同质性问题可能其中原因之一，本研究将严格按MCI的诊断标准和AD的研究诊断标准选择样本，特别强调AD特征病理改变的物质基础。 （2）选择能反映AD早期认知功能改变的神经心理测验，过去我们在增龄性记忆改变和老年痴呆记忆特征等研究中，发现《多维记忆评估量表》中的某些分测验（如汉词配对学习、图-符配对学习、图画回忆等分测验）对正常老年人、AD痴呆和其它类型痴呆有鉴别价值。 （3）神经核医学分子显像技术的建立是本研究的关键技术，也是本研究的难点，本研究需要的两种显像剂(多巴胺D2受体显像剂131I-epidepride、斑块显像剂131I-IMPY)合作单位已研制成功，并拥有放射性药品使用许可证(四类)，可在其下属江原医院完成本研究。 3．本课题的特色和创新之处（与国内外类似研究比较） （1）目前AD的生前诊断主要根据临床症状和间接的实验室证据，确诊需要死后病理证据（老年斑和神经纤维缠结），本研究联合应用多种神经核医学活体显像技术（尤其是131I-IMPY标记SPECT Ａβ班块显像技术和131I-epidepride标记SPECT多巴胺D2受体显像技术）作为AD早期诊断指标，国内外均未见报道。这些技术能在活体上直接显示临床早期和临床前期AD的特征性病理改变，具有重要的确诊价值。 （2）本项目以AD痴呆的高危人群（MCI）为研究对象，采用纵向追踪研究方法考查神经心理测验、血浆Ａβ和Tau蛋白、APOE-4检测对AD早期诊断和预测价值，国内尚未见报道，国外纵向追踪研究也不多。 （3）本项目MCI的入组标准比国外类似的研究严格，除记忆轻度减退外，特别强调AD特征性病理改变的物质基础——脑脊液或血浆Ａβ和Tau蛋白含量异常，排除其它原因（抑郁、脑血管病变等）引起的轻度认知损害，所以本项目中MCI是真正意义上的早期AD。 4．研究工作的预期结果、成果提交方式及专利申请状况。 本项研究通过对健康老年人和MCI患者的追踪对照研究，考查各指标和不同指标组合对早期AD的诊断特异性和敏感性和对AD痴呆的预测价值；建立早期AD的标准化诊断程序；建立预测AD痴呆的数学模型和鉴别正常老人和早期AD的判别模型。为AD的早期诊断提供敏感的或新的技术指标，对临床实践（老年痴呆的早期诊断、病理性记忆缺陷和增龄性记忆改变的鉴别、AD的早期治疗）都有重要的指导价值。本研究主要以发表科学论文的形式推广研究成果，预计可发表论文4-5篇，其中在国外期刊上发表1-2篇。培养研究生2~3名。 二、研究方法和技术路线 1．拟采取的研究实验方法、步骤、技术路线及可行性、可靠性论证； 研究对象 本项研究的对象包括健康老年人、MCI患者和老年痴呆患者三组。 （1）健康老年人取样30-50人，入组标准为：年龄在60-70岁之间；目前和过去无明显精神和神经系统疾病；无主观记忆困难、详细医学检查无记忆缺陷的证据；标准化记忆测验的记忆商数和标准化智力测验的IQ在正常范围；脑脊液或血浆Ａβ和Tau蛋白含量正常；脑部CT无异常发现。 （2）MCI组取样60-100人，入组标准为：年龄在60-70岁之间；目前和过去无明显精神和神经系统疾病；有主观和客观记忆减退的证据，日常生活和社会功能基本正常；标准化记忆测验成绩低于健康成人1个标准差，标准化智力测验的IQ在85以上，或MQ低于IQ 15分以上；脑脊液或血浆Ａβ和Tau蛋白含量异常；脑部CT无异常发现。 （3）临床早期AD组取样30-50人，入组标准为：年龄在60-70岁之间；符合器质性精神障碍的诊断标准；记忆和智力全面受损（标准化记忆测验的记忆商数在70以下、标准化智力测验的IQ在50-69之间；脑脊液或血浆Ａβ和Tau蛋白含量异常；脑部CT证明有脑萎缩；排除其它躯体和脑部疾病及精神疾病所致智能损害或假性痴呆。 研究方法 （1）神经心理测验：采用项目负责人编制的《多维记忆评估量表》和龚耀先教授修订的《韦氏成人智力量表》对入组对象做个别测试，健康老年人和MCI组以后每年检测一次，观察动态变化过程。 （2）脑脊液或血浆Ａβ1-42和磷酸化Tau蛋白含量测定：采用双抗体夹心式酶联免疫吸附法（ELISA）进行定量测定。所有对象入组时都做检测，健康老年人和MCI组以后每年检测一次，观察动态变化过程。 （3）载脂蛋白Ｅ等位基因（APOE-4）检测：采用聚合酶链式反应(PCR)检测APOE基因型，所有对象入组时都做检测。 （4）神经核医学显像：注射适量显像剂后用SPECT/PET采集脑断层影像，用脑断层显像和图像重建技术显示脑内情况，用固定框ＲＯＩ取连续3层获得各局部脑组织的放射性计数率，再求出各局部脑组织的放射性浓度。所有对象入组时都做检测，研究过程MCI患者发展成AD痴呆时检测确诊，MCI组未出现痴呆者在研究的第三年再测一次。 可行性分析 （1）MCI在老年人群中发生率高（20%-30%），有可靠的被试来源，最近两年我们完成了本地区精神疾病的流行病学调查（包括老年痴呆），掌握了本地区老年人的基本资料。 （2）本研究所需的贵重仪器（SPECT）项目申请者或主要研究者所在单位已具备。 （3）本项目采用的神经心理测验取自项目负责人编制《多维记忆评估量表》，已建立了国内常模，具有较高信度和效度，龚耀先教授修订的《韦氏成人智力量表》在国内已广泛应用，我们曾对老年人、老年痴呆、Parkinson病等进行过一些研究，发现这些测验对老年痴呆具有较好的诊断和鉴别诊断价值。 （4）神经核医学分子显像是本研究的关键技术，合作单位（江苏省原子医学研究所）已研制成功多种国内外先进的脑显像剂(如脑血流灌注显像剂99 mTc-ECD、多巴胺D2受体显像剂131I-epidepride、斑块显像剂131I-IMPY、代谢显像剂18F-FDG等)。其下属江原医院有放射性药品使用许可证(四类)和相应的显像设施、医技人员，可保证本研究的按时高质完成。 （5）本研究涉及的相关技术，研究组成员都已掌握，并有多年的相关研究经验。 2．研究工作的总体安排及进度。 研究期限：2006年6月-2009年6月，在2007年1月前完成准备工作和文献查阅，撰写综述1-2篇。 2007年1月-6月，完成所有研究对象入组工作和心理、Ａβ班块和多巴胺D2受体的活体显像（SPECT）检测工作， 2007年7月-12月完成三组研究对象的生化指标的检测工作，并对第一批数据进行分析，撰写论文1-2篇。 2008年1月-12月，对健康老年人组和MCI组做一次随访，复测血浆Ａβ和Tau蛋白、APOE-4检测和神经心理测验。 2009年1月-6月，对健康老年人组和MCI组做第二次随访，再次检查血浆Ａβ和Tau蛋白、APOE-4检测和神经心理测验，复测SPECT。资料，撰写论文2-3篇。