一次快速、门诊鼻腔拭子检查可以在认知或记忆症状出现前数年检测到与阿尔茨海默病相关的早期生物学变化。
通过微创刷检采集上鼻腔细胞,可能能够在症状出现前数年检测到阿尔茨海默病。
研究者分析了来自嗅觉裂隙(鼻腔狭窄的上部区域,容纳嗅觉上皮)的刷检样本,发现了与阿尔茨海默病患者大脑中变化相似的免疫和神经元改变。这些特征将临床前和临床阿尔茨海默病患者与健康对照者区分开来。
“鼻腔活检方法仍是一种研究工具,而非准备用于常规护理的手段,”研究调查员、北卡罗来纳州达勒姆杜克大学医学科学家培训项目的医学博士-博士生文森特·丹尼巴勒告诉Medscape医学新闻。
“因为采样可以重复,并且为我们提供了观察活体神经和免疫细胞的窗口,它有可能有一天帮助追踪治疗是否随时间改变了阿尔茨海默病相关的生物学,”丹尼巴勒说。
该研究于3月18日在线发表在《自然通讯》杂志上。
通向中枢神经病理学的窗口
嗅觉丧失是阿尔茨海默病最早期的征兆之一。位于上鼻腔的嗅觉上皮容纳着嗅觉感觉神经元,这些神经元可以积聚阿尔茨海默病的标志性病理特征,包括β-淀粉样蛋白斑块和神经原纤维缠结,表明嗅觉上皮可能“忠实地反映中枢阿尔茨海默病神经病理学”,研究者写道。
为了调查,他们对来自健康对照者、脑脊液生物标志物确认的阿尔茨海默病患者以及认知正常但脑脊液生物标志物阳性提示临床前阿尔茨海默病阶段的个体的嗅觉上皮刷检样本进行了分析。
活检结果显示,在生物标志物阳性、认知未受损的患者中可检测到疾病相关变化的连续谱,并在临床阿尔茨海默病中得到反映。
在临床前阿尔茨海默病的成年人中出现了活化的CD8记忆T细胞和炎性髓系程序,并且在临床阿尔茨海默病的成年人中同样存在(通常程度更大)。
此外,临床前和临床阿尔茨海默病成年人的嗅觉感觉神经元显示出应激相关的转录特征,与先前在阿尔茨海默病死后大脑中报道的特征相似,表明嗅觉上皮反映了大脑深处发生的疾病活动。
基于嗅觉活检的联合基因表达评分能够以约81%的准确率将临床前和临床阿尔茨海默病患者与健康对照者区分开来。
“目前,我们的研究无法区分因果关系。我们观察到免疫细胞变化如此之早,表明它们可能是疾病过程的一部分,但我们仍需要后续研究来了解它们是驱动疾病还是对疾病做出反应,”丹尼巴勒指出。
展望未来,研究者计划将工作扩展到更大的患者群体,并探索嗅觉刷检是否可用于监测疾病进展或随时间对治疗的反应。
“最大的障碍是在更大规模的研究中证明其可靠性和可扩展性,然后才能作为一种实用的临床测试,”丹尼巴勒说。
一个‘引人注目’的早期信号
阿尔茨海默病协会医学事务副总裁希娜·奥罗拉医学博士在评论时表示,结果“耐人寻味”,因为嗅觉丧失是部分人阿尔茨海默病最早的症状之一,并且“靶向嗅觉上皮是一种新颖的方法”。
然而,她指出该研究非常小且初步。因此,在考虑该技术临床可行之前,需要在更大、更具代表性的研究人群中复制和确认这些发现。
另一个研究局限性是嗅觉裂隙活检的成功率差异很大,奥罗拉说,她未参与该研究。
她指出,如果最终得到验证,这种方法可以辅助现有淀粉样蛋白和tau蛋白测量进行诊断,指导疾病修饰疗法的选择和监测,并提供一种研究大脑及邻近组织中早期阿尔茨海默病相关变化的方法。
同样对研究结果发表评论的还有迈阿密神经学家和研究者沙欣·拉坎医学博士、哲学博士,他说这项研究“将鼻子变成了通向大脑的窗户。我们第一次在症状开始之前就看到了阿尔茨海默病生物学在活体神经组织中的展开。”
“引人注目的是,阿尔茨海默病的炎症特征已经存在于认知正常的人群中。这从根本上改变了我们对于这种疾病何时开始的看法,”未参与该研究的拉坎说。
“嗅觉上皮是少数几个可以安全采样活体人类神经元的地方之一。这一直是阿尔茨海默病研究中缺失的环节。这不是鼻腔拭子。这是针对嗅觉神经组织的靶向活检,这就是它能捕获真实大脑生物学而非表面信号的原因,”他补充道。
拉坎说,这些发现指向了一种潜在的药效学生物标志物,提供了一种直接观察干预措施(无论是药物还是数字疗法)如何影响活体人类组织中神经和免疫通路的方法。
他补充说,如果得到验证,这种方法可以通过提供更早、基于生物学的疾病活动和治疗反应信号,来改变早期检测和临床试验。
然而,他强调,这项工作仍处于早期的概念验证阶段,尽管具有强烈且生物学上一致的信号。
该研究由美国国立卫生研究院资助。丹尼巴勒报告称无相关披露。杜克大学和四位作者被列为一项美国专利申请的发明人,该专利涉及获取嗅觉裂隙刷检样本和测量基因表达生物标志物组合以检测/诊断和指导临床前阿尔茨海默病治疗的方法。奥罗拉和拉坎报告称无相关披露。
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