“一滴血”预测老年痴呆，15年临床跟踪UCSD钟声团队带来液体活检突破

27日，由美国加州大学圣地亚哥分校（UCSD）钟声教授领衔的研究团队，与Edward Koo教授、Genemo公司（rnadiagnosis.com）合作，在学术期刊Current Biology上报告了最新开发的一项液体活检技术，为阿尔茨海默病（AD）的早期诊断提供了一种简便方法。只需要验血，可以早在患者还没有出现认知障碍时就做出诊断预测。经过长达15年的临床跟踪，研究人员目前已在来自6个中心的8个独立人群中验证了这项技术的预测能力。

作为一种发病较慢的神经退行性疾病，阿尔茨海默病最初的症状较为轻微，容易被忽视。通常只有当认知功能出现较严重的损伤时患者才会得到确诊，但此时大脑中的病理性变化可能已经出现了几年甚至十几年。

为了确认大脑中的变化，现有的诊断方法包括PET扫描检测淀粉样蛋白的沉积，或是采用腰椎穿刺检测脑脊液中的淀粉样蛋白、tau蛋白。这两种蛋白被认为与AD关系最为密切，然而在患者出现临床症状前，它们并没有表现出强大的预测能力。而且检测操作也比较昂贵、麻烦，甚至还给患者带来痛苦。

如果可以开发更简便、可靠的方法做出早期诊断，不仅有助于患者及早了解自己的状况，也有利于医生在疾病早期进行干预和治疗。比如，近年来有不少针对AD早期阶段的新药正在开发，早期诊断可以让更多患者有机会接受新疗法的临床试验，延缓疾病恶化。

过去几年，主导此次研究的钟声教授与合作者开发了一套“微量体液测序”（简称SILVER-seq）的液体活检技术。简单来说，这项技术可以对血清或血浆中含量极少的游离RNA（exRNA）进行测序，并根据exRNA的表达特征来了解受检者的生理水平和疾病状态。学术经纬不久前给大家介绍过，利用SILVER-seq只需要采集不到一滴血的样本量，就足以筛查出乳腺癌患者（相关阅读链接）。

那么，以SILVER-seq技术对exRNA的检测分析能力，可以从血液里找出AD发展的蛛丝马迹吗？研究团队从UCSD的AD研究中心收集了来自35名受检者15年里的164份血浆，对同一个受检者在不同时间点的样本进行测序，展开了纵向分析。这些受检者都在70岁以上，有些老人从正常状态慢慢发展为认知障碍，有些老人始终认知正常。而临床上对AD的诊断，在他们离世后根据对其大脑的病理分析得到了验证。

根据测序结果，研究人员首先检验了AD患者受疾病影响时被激活的各种基因，除了在相关脑区出现表达变化，血浆中相应的exRNA是否会有同步变化。他们注意到，编码磷酸甘油酸脱氢酶（PHGDH）的基因，不仅在AD患者的脑区提高了表达量，其exRNA在血浆中有一致增加，并且两者的相关性是所测的数千个基因中最为明显的。而患者和健康对照之间，编码PHGDH的基因在血浆中的exRNA水平有较大差异，展现出了作为AD诊断生物标记物的潜力。

这一结果在多个队列样本中得到验证。“在总共5个独立队列中，PHGDH是唯一在多个脑区和血浆/血清中始终表现出AD与对照有统计学差异的基因。”研究作者说。

接下来则是更关键的问题，血浆中PHGDH exRNA随时间发生的变化，是不是在患者出现认知障碍之前就已经发生了？而这点在一个新的临床队列中得到了检验。

这组受检者中，有11名老人在诊断为轻度认知障碍前就提供了血样，而其中的PHGDH exRNA确实后续开始增加。相比之下，对照组的9名老人没有发展出AD，而其中8人的血浆样本中，PHGDH mRNA在整个随访期保持稳定。这意味着，在这个老年人群中，血浆 PHGDH exRNA的增加可以预测临床上认知障碍的诊断，达到100%的敏感性和89%的特异性。

对于PHGDH在AD发病过程中的作用，研究者在论文的讨论部分猜测，可能与大脑中NMDA受体的过度活性有关。而FDA已批准了一种NMDA抑制剂Memantine（美金刚）。因此，“PHGDH exRNA的测量结果，或许还有助于判断哪些老人最可能受益于这类药物。”研究者说。

论文最后，科学家们也指出了研究目前的局限，这一潜在的预测方法还需要更多独立数据，尤其是随机双盲的前瞻性研究来确认。但利用检测体液游离RNA的SILVER-seq技术，这项研究无疑向我们展现了通过简单的验血手段来评估大脑变化的可能，有望带来一种低成本的无创早诊手段。希望在不久的将来，我们可以尽早发现、尽早抵挡衰老带来的认知衰退。

参考资料：

[1] Zhangming Yan et al., (2020) Presymptomatic increase of an extracellular RNA in blood plasma is associated with the development of Alzheimer’s disease. Current Biology. DOI: