阿尔茨海默症生物标志物和基因检测试剂研发

根据弗若斯特沙利文统计，2020年我国共有1,250万AD患者，随着中国人口老龄化，中国AD患者人数正在逐渐增加，预计到2025年，将有1,550万AD患者，2030年进展趋势加速，AD患者将进一步增至1,950万人。根据《中国阿尔茨海默病2022报告》，2019年我国AD年龄标化患病率为788.3/10万人，因AD的死亡顺位在1990年处于第10位，20年后已跃升至第5位，年龄标化死亡率为23.3/10万人。2019年全球AD年龄标化患病率为682.5/10万人，年龄标化死亡率为22.9/10万人。因此无论是患病率还是死亡率，我国均高于全球平均水平。

    据相关咨询机构（头豹、高禾投资）的报告显示2016年我国AD诊断的市场规模约191.3亿元，202年上升至217.5亿元，年复合增长率为3.3%，预计2025年市场规模将增长260.2亿元。随着人口老龄化的趋势，以及死亡率下降，预防和诊断AD的人口数量将不会不断提高，随着精准诊断技术的提升，以及人们健康意识的提高，如果将AD检测作为老年人群的健康体检项目，定期筛查，则国内AD诊断市场规模有望进一突破至500亿元，甚至突破1000亿元的市场规模也是有可能发生的情况，可见AD诊断是一个可待挖掘的蓝海市场。目前卫健委临床诊疗和相关专家共识的诊疗具体包括哪些标志物和基因检测，我们一一探讨，作为诊断试剂研发靶标标志物。

一、国家卫健委《精神障碍诊疗规范》

国家卫健委在2020年发布了《精神障碍诊疗规范》，规范中第一章第二节就是关于阿尔茨海默症疾病的定义和诊疗。

1、 病因和发病机制。明确阿尔茨海默病患者大脑的病理改变呈弥漫性脑萎缩，镜下病理改变以老年斑（senileplaques，SP）、神经原纤维缠结（neurofibrillary tangle，NFT）和神经元减少为主要特征。同时明确了相关蛋白与基因与阿尔茨海默病的关系。

（1） SP 中心是β淀粉样蛋白（β-amyloid protein，Aβ），NFT 的主要组分是高度磷酸化的微管相关蛋白，即tau蛋白。

（2） 阿尔茨海默病相关的基因有4种，分别为淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein，APP）基因、早老素1（presenilin 1， PSEN1）基因、早老素2（presenilin 2，PSEN2）基因和载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）基因。前3种基因的突变或多态性与早发型家族性阿尔茨海默病的关系密切，ApoE与散发性阿尔茨海默病的关系密切。

2、 临床评估

（1） 认知评测。认知功能筛查[简易智能精神状态检查量表(MMSE)或蒙特利尔认知评估量表（MoCA）]、生活能力评估（ADL）、痴呆严重程度评估（CDR）、认知功能的总体评估（ADAS-Cog），以及专门针对某个特定认知维度的评估如记忆力评估[霍普金斯词语学习测验修订版（HVLT-R）]、语言能力评估[波士顿命名测验（BNT）]、注意力/工作记忆评估[数字广度测验（DST）]、视觉空间能力评估[画钟测验（CDT）]、执行功能评估[连线测验（TMT）]等。

（2） 实验室检查。除常规生化项目（应包括同型半胱氨酸）外，应 重点排除甲状腺功能异常、维生素B12及叶酸缺乏、贫血、神经梅毒等可能会影响认知功能的躯体疾病。

（3） 生物标志物检查。正电子发射断层成像（positron emission tomography，PET）扫描显示Aβ或tau成像阳性。脑脊液中 Aβ42蛋白水平下降，总tau蛋白和磷酸化tau蛋白水平升高。遗传学检查也可进行基因突变的检测（APP、PSEN1、PSEN2、ApoE）。

二、 国家老年医学中心、国家老年疾病临床医学研究中心以及中国老年保健协会阿尔茨海默病分会等7家单位联合发布了《中国阿尔茨海默病痴呆诊疗指南2020年版》，形成17条主要推荐和42条次要推荐用于阿尔茨海默病的临床诊疗的重要参考。证据级别分别为1级(高质量)、2级(中质量)、3级(低质量)和4级(极低质量)，推荐强度分别为A级(强推荐)、B级(弱推荐)和C级(专家意见)。C级推荐指缺乏强或弱推荐的证据标准,但专家 组认为应视作临床实践的重要参考。与体外诊断试剂相关的检查如下：

1、实验室检查

（1）脑脊液检查

[推荐意见15] 脑脊液Aβ42浓度降低定义AD痴呆和鉴别AD与非AD痴呆的性能较高(2B)。

[推荐意见16] 脑脊液Aβ42/Aβ40降低定义AD痴呆和鉴别AD痴呆与非AD痴呆的性能中等(2B)。

[推荐意见17] 脑脊液Tau或P-tau181浓度升高定义AD痴呆和鉴别AD与非AD的性能中等，脑脊液P-tau181/T-tau比值降低定义AD的性能高(2B)。

[推荐意见18] 脑脊液Aβ42/T-tau、Aβ42/P-tau比值降低或T-tau/Aβ42、P-tau181/Aβ42比值升高定义AD痴呆的性能较高，鉴别AD痴呆与非AD的性能中等(2B)。

（2）血液检查

[推荐意见19] 血浆Aβ42浓度降低或Aβ42/Aβ40比值降低定义AD痴呆和MCI的性能高，区分Aβ-PET阳性与阴性的性能中等(2B)。

[推荐意见20] 血浆Tau浓度升高定义AD痴呆和MCI的性能高，区分AD痴呆与MCI的性能中等(2B)。

[推荐意见21] 血浆P-tau181浓度升高区分Aβ-PET阳性与阴性或Tau-PET阳性与阴性的性能较高，鉴别AD痴呆与非AD痴呆的准确性较高，鉴别AD痴呆与FTLD的特异度低，区分AD痴呆与MCI的准确性不合格(2B)。

[推荐意见22] 血浆P-tau217浓度升高区分Tau-PET阳性与阴性的性能高，鉴别AD与非AD痴呆的准确性较高(2B)。

（3）基因测序

[推荐意见23] 致病基因突变(APP、PSEN1或PSEN2)有助于识别早发型、家族性AD(1A)。

[推荐意见24] 易感基因突变(APOEε4等位基因)有助于预测家族性AD的风险和脑淀粉样血管病的严重程度(2B)。

2、 临床诊断标准

[推荐意见25] AD痴呆临床诊断的"核心标准"(NIA-AA)对于很可能和可能AD痴呆的临床诊断准确性高，具有广泛适用性(1 A)。

[推荐意见26] AD所致重度神经认知障碍临床诊断标准(DSM-5)更适用于家族性和典型AD痴呆的临床诊断(2B)。

[推荐意见27] AD诊断的研究标准(IWG-2)可用于典型AD和早发型痴呆、前驱期或非典型AD的临床诊断(2B)。

三、中华医学会神经病学分会痴呆与认知障碍学组和中国医师协会神经内科医师分会认知障碍疾病专业委员会共同制定《前驱期阿尔茨海默病的简易筛查中国专家共识2023年版》。共识总结了目前国际上有关pAD的筛查方法和此阶段 相关的标志物，希望能够指导pAD的早期识别与诊断，进而深化AD的进一步研究与临床实践。

1、神经心理评估。有助于识别pAD的认知量表主要包括传统神经心理测试、元认知评估、电子版认知评估，以及数字化行为评估。认知障碍常用的非认知评估量表，例如日常生活能力量表(daily living ability acale，ADL)、功能活动量表 (functional activity scale， FAQ)、汉密尔顿抑郁量表 (Hamilton depression Scale，HAMD)、汉密尔顿焦虑量表 (Hamilton anxiety acale，HAMA) 以及神经精神问卷 (neuropsychiatric inventory，NPI)，用于识别pAD并没有充分的文献支持，但用于临床诊断AD是必不可少的。

二、外周生物标志物

1、血液标志物。血液Aβ和磷酸化tau蛋白(phosphorylated tau，p-tau)是目前最具潜在应用价值的AD相关血液生物标志物。目前通常采用单分子阵列检测(single molecule array，SIMOA)、化学发光酶免疫测定法(chemiluminescence enzyme mmunoassay，CLEIA)和免疫沉淀联合质谱分析检测(immunoprecipitationmass spectrometry，IP-MS)等超敏检测技术对血液中浓度较低的Aβ和p-tau进行定量检测。应用SIMOA检测的血液Aβ42或Aβ42/40比值预测以脑脊液或PET为金标准的脑内淀粉样病理改变的准确性为59%~82%，而 IP-MS 检测的准确性达到了72%~97%。

血浆p-tau181、p-tau217和p-tau231是目前研究最多的p-tau蛋白。血浆p-tau181区分Aβ阳性和阴性的准确性为70%~88%。除了血液Aβ和p-tau，常用的指标还有神经丝轻链蛋白(neurofilament lightchain，NfL)与胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)，它们与Aβ和tau水平密切相关。有报道脂质代谢指标如氧化低密度脂蛋白 (oxidized low density lipoprotein，ox-LDL)，血清炎症指标如氧化蛋白产物(advanced oxidation protein products，AOPP)、转化生长因子-β(transforming growth factor-β，TGF-β)，血小板相关代谢标志物如β -分泌酶1(β -secretase， BACE1)，均在MCI与正常组之间有显著差异，但所有这些指标是否与脑Aβ和tau沉积相关，以及识别Aβ阳性的分界值，尚需进一步研究。

2、 尿液标志物

（1） 尿甲醛与甲酸：回归分析显示尿甲醛及甲酸水平与性别、总体认知功能、血浆Aβ42、p-tau181/ttau、脑内Aβ沉积以及载脂蛋白E(APOE)基因型之间存在关联。尿甲酸与综合认知评价相结合有望成为一种区分认知障碍严重度的有效方法（2） 尿精氨酸和整体精氨酸生物活性度：aMCI患者中尿精氨酸和整体精氨酸生物活性度(global arginine bioavailability ratio，GABR)较正常对照明显降低，且其浓度水平与MMSE评分呈正相关，GABR诊断aMCI的AUC为0.797。

（3） 阿尔茨海默病相关神经丝蛋白：鉴于阿尔茨海默病相关神经丝蛋白(AD7C-NTP)是从脑组织中分离出来，并在AD患者的CSF中增加，与痴呆的严重程度相关，因此被认为是AD的潜在生物标志物。有研究表明以1.46 ng/mL 为界值 ，尿AD7c-NTP预测认知障碍患者Aβ沉积的特异性高达 92.9%，敏感性中等(68.8%)。

3、 粪便标志物。：临床、动物和细胞研究已证实脑-肠道-微生物轴在AD发生发展中发挥着重要的作用。大量有望作AD诊疗新靶点的肠道微生物及其代谢产物被报道并展示出了辅助临床诊断的潜力。基于多种微生物、代谢物以及微生物和代谢物组合的机器学习模型有助于 AD的早期诊断。

基于以上的标志物研究，形成如下推荐性共识：

(1) 基于SIMOA、ECLIA 与 IP-MS 等超敏检测技术，血液Aβ42或Aβ42/40值、p-tau可用于预测脑内Aβ病理改变和AD转化率，用于识别pAD有较高的敏感性与特异性(Ⅱb级证据，B级推荐)。

(2) 血生物标志物的推广普及依赖于不同实验室数据的标准化(专家共识)。

(3) 尿甲酸、GABR、AD7cNTP有助于预测脑Aβ沉积(Ⅲb级证据，B级推荐)。

(4) 基于多种微生物、代谢物以及微生物和代谢物组合的模型有助于pAD患者的早期诊断(Ⅲb级证据，B级推荐)。

通过对国家卫健委和两个目前国内公认权威的共识的了解，其实阿尔茨海默症的临床诊断，尤其是早诊早筛的手段也在不断完善中，随着对此疾病在临床重视程度的提升，其诊断检测的市场空间也将进一步被释放，属于诊断试剂的红利也会逐步到了，在此之前行业内需要做哪些准备，以充分迎接红利，那就是八仙过海，各显神通。