滴血知腦疾 新招驗腦退化
Published at Feb 15, 2022 10:37 am
阿兹海默症(俗称脑退化)是悄然无声的大脑侵蚀者,患者表面上仍能独自买餸煮饭,但该病其实已不断蚕食大脑细胞,令其慢慢萎缩。初期患者或许出现健忘、反覆提问、情绪改变等情况,或会被误以为是「正常老化」而没有正视问题。事实上,当患者有一天在路上漫无目的地徘徊、无法辨认亲友,那已经进入了病情无法逆转的阶段—而这个转变很有可能在三五年内发生。
为尽早辨识早期阿兹海默症患者,香港的科研人员孜孜不倦地寻找全新的检测方式,包括追踪葡萄糖在大脑游走的足迹,从而了解脑淋巴系统的运作情况;有团队透过人工智能系统,捕捉大脑少至0.01ml的萎缩变化,从而判断患上阿兹海默症的风险;有专家研发出创新的血液检测技术,「全方位」捕捉大脑细微变化,未来甚至有望以一滴血就可「见微知著」,开拓了阿兹海默症检测的新方向。●香港文汇报记者 詹汉基
只要读懂人体血液所蕴含的资讯,有助人类揭开疾病的神秘面纱。血液检测已经广泛运用在心血管疾病、糖尿病等,但原来人类也能借血液了解大脑运作,未来甚至只靠一滴血就能诊断出是否患有阿兹海默症。由国际知名神经生物学家、香港科技大学副校长(研究及发展)叶玉如所领导的团队,成功利用中国人群数据开发出简单有效的血液检测方法,辨别阿兹海默症患者的准确度高达96%,技术甚至能借由大脑蛋白水平的变化,分辨病情的发展阶段,为大规模筛查、分期诊断提供极大的应用前景。有关结果近日被国际权威科学期刊《Alzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association》刊载,并引起学术界的热烈讨论。
该研究论文的第一作者、科大生命科学部博士生江源冰表示,「身体各个器官组织发生病变时,会分泌特定蛋白,导致血液里某种蛋白浓度发生变化;通过检测相关蛋白,可以反过来得知是否有病。」阿兹海默症患者大脑的神经元死亡,会出现免疫反应、发炎等状况,同样会分泌特定蛋白,「例如NELL1实际上是神经元表达,更多反映患者大脑的神经活性状态;比如KLK4等,是在免疫细胞里面表达,反映患者的免疫系统状态。」
团队成员之一、科大生命科学部研究副教授傅洁瑜表示,团队利用近年出现的超灵敏高通量邻近延伸分析技术 (PEA),从约700名香港患者的血浆样本中,检测了约1,200种蛋白质的水平变化。团队将429种与阿兹海默症相关的血浆蛋白,识别出19种具有该症患病特征的血浆蛋白生物标志物组群,「即每一个cluster(簇)中变化最大的作为代表,我们做了数学上的计算,以这19个蛋白代表那400多个蛋白。」
根据标志物,研究人员设计了一套评分系统,按照血液中的蛋白比例「打分」,以判断是否确诊。系统的准确率不仅高达96%,而且只需从病人的静脉抽取少量血液,配合特定试剂产生反应,两到三天即可获得结果,更能辨别属于早期、中期、还是晚期。
有望将诊断时期提前10年
江源冰解释,有些蛋白来自神经系统,有些则是来自免疫系统,「系统检测的19种蛋白来自不同的系统及细胞,可以准确告诉患者是哪一个地方出现病变。」而且系统能捕捉大脑蛋白的细微变化,有望将诊断时期提前5年到10年。
大脑中的β淀粉样蛋白(Aβ)斑块及 Tau蛋白为阿兹海默症的反映,国际上不少团队试图在血液中透过找出单一蛋白实现血液检测。江源冰表示,「单凭Aβ蛋白不足以断症,因人体血液中特定的酶会导致Aβ斑块自然分解,因此不够稳定」,加上部分蛋白是在患病中后期才会出现,检测单一蛋白难以筛查出早期患者。
江源冰表示,「我们需要找到新的蛋白、生物标志物来进行诊断。我们系统同时检测19种蛋白,这样可以取得最大的准确性。」傅洁瑜补充指,比起观察单一蛋白的数量,系统期望能反映早期病理变化,因此希望以多蛋白的数据呈现biological process(生物过程)。
是次主要研究中国人群组,江源冰指出,不同人种的蛋白水平可能会有变化,「若要把技术运用在西方人群,还要进行优化,这也是我们正在做的工作;我们正和世界不同地方的研究机构合作,希望收集更多血液样本优化模型。」傅洁瑜则表示,希望将模型改良,「将19种蛋白慢慢减少的同时,能保持大致的准确度。」
Author
KHO
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