2021年11月24日，《柳叶刀-神经》杂志发表最新综述，伴随着全球对阿尔茨海默病发病检测和药物研发领域的火热关注，阐述给予外周血生物标志物走向临床实践的路径讨论，本文对这篇综述作一简单的译文和解读。
目前，准确反映生活中阿尔茨海默病病理的生物标志物是临床试验中纳入标准的重要部分。它们对临床实践中的诊断也很重要，特别是现在有了改变病情的治疗方法。阿尔茨海默病的经典病理生理特征（淀粉样β[Aβ]、tau和神经变性）目前可通过CSF或影像学技术来检测，其中淀粉样β-PET和tau-PET扫描是临床试验中淀粉样β和tau 病理的金标准。
然而，这些方法要么是侵入性的，要么是非常昂贵的，或者两者都是。因此，有一个重要的医学需求，即确定成本效益高的生物标志物，可以更容易地以侵入性较低的方式获得，并且可以连续测量。基于血液的生物标志物可能会满足这一需求。
阿尔茨海默病和其他痴呆症的血液生物标志物现在正成为现实。来自明确的队列的结果显示，不仅核心病理生物标志物（即Aβ和磷酸化tau[pTau]）的实施潜力很大，而且神经变性的血液标志物（如神经丝轻链[NfL]）的实施潜力也很大。
这些结果表明，在阿尔茨海默病患者中，这些血浆生物标志物与CSF生物标志物的数值异常同步，因此可以成为临床实践和试验中早期和精确诊断、预后或监测疾病进展和治疗效果的有力工具。血液标志物的鉴定是该领域的一个突破，因为它可能为使用微创和成本效益高的工具来诊断有认知问题的人提供选择。
在此，本文描述了高度动态和加速的阿尔茨海默病血液生物标志物迈向临床领域的现状和未来路径。全面概述了最近的进展（尤其是2018年以来），临床实施的三种生物标志物--淀粉样蛋白、pTau和NfL。我们还讨论了新出现的星形胶质细胞生物标志物纤维酸性蛋白（GFAP）的作用。
最后，本文提出了一个基于血液的生物标志物的临床实施路线图，解决了在临床护理和试验中实施所需的具体活动，强调了迄今为止的进展。
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血源性生物标志物
测量技术
首先，图1分析了常用于血源性生物标志物测量的技术。
图1：常用于血源性生物标志物测量的技术❶ELISA: 蛋白质浓度的测量是通过抗体对（捕获和检测），能够特异性地捕获感兴趣的分析物到平板的孔中并产生夹心免疫复合物（捕获抗体-分析物-检测抗体）。检测抗体被标记为一种催化底物转化为产物的酶，它产生的荧光或颜色变化与样品中分析物的数量成正比（通常在nmol/L或pmol/L范围内）。
❷电化学发光免疫分析法: 一种基于抗体的方法，类似于ELISA；检测抗体被标记为电化学活性分子，产生电化学发光信号，与样品中的分析物数量成比例。这种技术原则上比ELISA更敏感，而且需要更少的洗涤步骤，而洗涤步骤往往会导致报告信号的一些损失。
❸单分子阵列Simoa: 一种基于抗体的方法，类似于ELISA；夹心免疫复合物被耦合到磁珠上而不是固体板上。每颗磁珠与相应的底物一起被装入自己的单孔，然后产生荧光信号。孔的体积非常小（大约40 fL），确保了荧光信号的局部浓度很高，允许检测单分子。因此，这种技术可以在非常低的浓度（fmol/L范围）下测量蛋白质，提供比ELISA高100-1000倍的灵敏度。
❹免疫沉淀质谱法: 耦合到珠子上的抗体被用来首先从样品中分离出感兴趣的分析物。然后用同位素标记的目标物作为内标，对分析物进行洗脱并通过质谱进行定量。
❺免疫红外线传感器: 这项技术可以检测到蛋白质的结构变化(例如，蛋白质错误折叠），并已被专门用于检测淀粉样β肽二级结构的变化。
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图2：阿尔茨海默病的病理机制及其相关的生物流体「生物标志物」图2梳理了目前阿尔茨海默病的病理机制及其相关的生物流体「生物标志物」。阿尔茨海默病有一个复杂的病理生理学。目前在血液和CSF中都能可靠地测量的生物标志物是Aβ、pTau、NfL和GFAP。仅在CSF可以检测的具有强大潜力的生物标志物包括：细胞因子、sTREM2、PDGFRβ、MMPs、NGRN、GAP-43和NPTX。
Aβ=淀粉样蛋白β。NfL=神经丝轻链。pTau=磷酸化的tau。GFAP=胶质纤维酸性蛋白。MMP=基质金属蛋白酶。sAD=散发性阿尔茨海默病。fAD=家族性阿尔茨海默病。
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· 生物标志物
临床实施之路
新型流体生物标志物在临床实践中的实施将需要系统地解决几个方面的问题。日内瓦路线描述了生物标志物开发的五个阶段框架。在最初的探索性研究（第一阶段）之后，临床检测开发需要对生物标志物进行评估和验证（第二阶段）。在第三阶段，应在回顾性和纵向队列中研究生物标志物的使用，然后在真实世界环境中和前瞻性验证研究中评估生物标志物（第四阶段）。最后一个阶段（第五阶段）是集中在临床实施。
我们对这个路线图进行了调整，增加了基于血液的生物标志物的技术分析方面（图3）。
阶段1 临床前探索性研究
阶段2 临床试验的开发和验证
阶段3 回顾性研究和纵向研究
阶段4 前瞻性研究和真实世界的数据
阶段5 实施和对临床结果的影响
图3：用于诊断阿尔茨海默病的血液生物标志物开发的五个阶段的路线图颜色代码表示作者所估计的每个标志物的证据水平--绿色：该标志物在很大程度上完成；紫色：该标志物在一定程度上完成；红色：尚无针对该标志物的这方面的结果。
Aβ=淀粉样蛋白β。NfL=神经丝轻链。pTau=磷酸化的tau。GFAP=胶质纤维酸性蛋白。
实施路线图的第1和第2阶段已经被在很大程度上解决了Aβ 、pTau 和NfL 的问题。GFAP的第1和第2阶段以及所有生物标志物的第3阶段的工作正在进行。所有生物标志物的第4和第5阶段仍然需要解决。
在检测要求方面，路线图的1-3阶段可以使用经过彻底验证的、由实验室开发的测试或仅用于研究的检测（Aβ 、pTau 、NfL 和GFAP）。对于用于临床治疗的诊断性检测（路线图的第4和第5阶段），需要经认证机构批准的强大和可扩展的体外诊断检测。
在试验或临床实践中实施生物标志物的另一个相关前提是制定处理和储存的标准化操作程序，最好是能适应多种生物标志物分析的程序。作为全球生物标志物标准化联盟的一部分，不同的分析前因素的影响正在被仔细描绘出来。
该联盟的研究表明，无论使用何种技术，血液在采集或离心后直接延迟处理会对室温下的Aβ浓度产生负面影响。然而，这种减少可以通过保持样品低温来缓解。对pTau、NfL 或GFAP没有观察到这种影响，对反复冷冻和解冻也没有观察到影响。这项研究的结果导致了对基于血液的生物标志物收集的共识标准操作程序。
关于多种生物标志物的综合分析，在回顾性样本中验证生物标志物（路线图的第三阶段）还包括开发诊断决策工具，如将从生物标志物收集到的信息纳入诊断小组的算法。同时，由于基于血液的生物标志物允许连续重复测量，了解个体内的变化率是否比绝对值提供更多的信息很重要。例如，血清NfL浓度的变化率可以比绝对值更早地区分突变携带者（即有症状的家族性AD个体）和非突变携带者，而绝对值在有症状的阶段可能更有用。
应在第四阶段确定对个别患者适当使用基于生物流体的生物标志物的标准（例如，何时和如何使用这些生物标志物）。一个特别具有挑战性的考虑是在疾病的预兆阶段和前驱阶段应用生物标志物。考虑到血浆pTau181的预测价值与CSF pTau181的预测价值相似，这种个性化的模型也可以为基于血液的生物标志物开发提供参考。
在实施路线图的第五阶段，向潜在用户（即临床医生）和患者传达生物标志物的结果将是关键。即使没有治愈性治疗，人们也会高度重视信息，例如，为了了解他们的抱怨的起源，为了更好地处理体征和症状，为了高级护理计划，以及为了能够为未来做出明智的选择。
表1 基于血液的生物标志物的不同诊断应用场景表1概述了使用「血液诊断生物标志物」的不同诊断应用场景和时间框架。在未来3-5年内，可在专门的记忆门诊中使用基于血液的生物标志物。预计在未来5-10年内，在初级保健环境中启动诊断过程。人口筛查（通常在初级保健中进行）是一个更长期愿景。
综上所述，使用基于血液的生物标志物进行阿尔茨海默病的诊断和预后已接近临床使用，无论是在专科诊所还是在初级保健环境中，主要是由于有了超灵敏的检测方法，比如Simoa方法。
下一个关键步骤是确定这些生物标志物在个体患者层面的使用。几年后，我们预计基于血液的阿尔茨海默病生物标志物将可用于临床，甚至可能更早用于临床试验。目前各大药厂，包括Biogen，Lily和绿谷等，都公布了使用Simoa检测的生物标志物如pTau181等作为临床试验次要重点的补充，可以有效地和金标准方法结合，评估药物疗效。
我们相信，随着可行的基于血液的单分子免疫阵列的出现和高通量蛋白质组学技术，后续还可以确定新的诊断和预后生物标志物。基于血液的生物标志物的验证和实施将促进精准医疗的发展。重要的是，从阿尔茨海默病生物标志物领域获得的知识将为解决下一个重要的、未得到满足的临床需求铺平道路：确定特定的生物标志物以支持其他类型的痴呆症的诊断和治疗方法的开发。
Quanterix 公司
Quanterix是一家数字化生物标志物分析公司，旨在推动精准医疗科学的发展。Quanterix公司的数字化解决方案Simoa很有可能改变当今的医疗检测方式，使研发人员能够精密检测从健康到疾病的连续病理过程。
Quanterix公司的技术旨在实现早期的疾病检测、更好的预后和精确的治疗方法，提高当代乃至后代的生活质量、延长预期寿命。目前，该技术正被应用于多个治疗领域，包括肿瘤学、神经学、心脏病学、炎症和传染病。Quanterix公司成立于2007年，总部位于马萨诸塞州比勒利卡。如欲获取详细信息，敬请访问https://www.quanterix.com
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