了解阿爾茨海默病的血漿生物標志物如何在一天中波動是其在臨床和研究環境中有效使用的關鍵。這項研究專門研究了p-tau217、Aβ40、Aβ42、GFAP和NfL，以確定它們的水平是否會隨著一天中的時間而變化。研究結果揭示了顯著的日變化，特別是pTau217和Aβ42，它們在早上達到水平，在下午和晚上達到峰值。這些波動凸顯了在采集血液樣本以進行AD準確診斷和疾病監測時考慮一天中的時間的重要性。需要未來的研究來標準化血漿采集時間，并研究驅動這些變化的潛在機制，以優化血液生物標志物的臨床應用。

P-tau217 and other blood biomarkers of dementia variation with time of day

期刊：Translational Psychiatry 2024年9月

IF：6.8

英國薩里大學薩里睡眠研究中心

研究背景

阿爾茨海默病（AD）是最常見的癡呆癥，占所例的80%，該疾病的標志包括大腦中的淀粉樣斑塊和過度磷酸化的tau纏結。血漿生物標志物為篩查和診斷、分層、監測疾病進展和評估治療反應提供了具有成本效益和時間效益的微創工具。已提出的生物標志物包括淀粉樣蛋白β（Aβ40、Aβ42及其比值）、磷酸化tau（p-tau181和p-tau217）、膠質纖維酸性蛋白（GFAP）和神經絲輕鏈蛋白（NfL）。這些生物標志物的敏感性和特異性是一個積極研究的領域。特別是，p-tau217已被證明是預測認知能力下降和監測DMT治療療效的有價值的生物標志物。

盡管血漿生物標志物作為臨床工具顯示出巨大的前景，但人們對可能影響這些生物標志物在血液中濃度的非疾病相關因素知之甚少。由于人口統計學或共病因素，生物標志物水平可能因個體而異，但也可能因行為或生物過程（個體內差異）而在個體內有所不同。特別是在一天的時間中的變化規律，因為血液中的許多生理變量顯示24小時的節律性。然而，迄今為止，在實施癡呆癥血漿生物標志物時，還沒有考慮到采樣時間的影響。本研究在一組由輕度臨床阿爾茨海默病患者、他們的護理人員和認知正常的老年人組成的異質參與者中探索了癡呆癥相關血漿生物標志物的24小時內的變化。這些數據是在類似于現實生活條件的實驗室條件下收集的，即存在睡眠-覺醒、黑暗-光周期和進食的情況。

實驗方法

研究人群

通過薩里臨床研究機構數據庫招募：1）認知正常的成年人，2）認知正常的老年人；3）輕度臨床阿爾茨海默病患者。

樣本采集

參與者放置了留置套管，并相對于他們習慣的就寢時間每三小時抽取一次血液樣本。

生物標志物分析

將血液樣本收集到K2 EDTA 真空采血管中，在4°C下以1620×g的速度在收集后10分鐘內離心10分鐘。分離血漿部分并儲存在-80°C下。樣品被運往倫敦大學，使用Simoa HD-X技術進行分析。在這兩項研究中，使用Neuro 4-PlexE檢測試劑盒（Quanterix，Billerica MA）測量了以下生物標志物：淀粉樣β40（Aβ40）、淀粉樣β42（Aβ42）、GFAP和NfL。使用ALZpath-Simoa測定法測量蘇氨酸217磷酸化的Tau（p-tau217），并使用由混合血漿制成的四個內部對照來監測任何變化。內部分析對照的所有變異系數均低于10%。

數據分析

對于每種生物標志物，計算每個時間點的平均值，并使用R統計軟件計算組內相關性（ICC）。

實驗結果

不同生物標志物的所有參與者的ICC總和在0.84到0.97之間，各組的ICC值相似。這些數值意味著參與者之間的差異大于參與者內部的差異，并且各組之間的差異相似。

1. 不同生物標志物在一天內的變化

研究數據表明，除GFAP（p=0.065）外，所有生物標志物都存在顯著的時間主效應。圖1顯示了24小時內所有參與者的血漿生物標志物水平（LS表示與平均值的偏差）。對于血漿p-tau217，在早上和醒來后不久觀察到值，之后水平在下午和晚上上升到最高值。因此，與晚上（習慣性就寢前3小時）的樣本相比，醒來后前兩個樣本中的p-tau217濃度顯著降低（p<0.0001）。對于Aβ40、Aβ42和NfL，峰值水平出現在睡眠發作期間，水平出現在早晨。日變化幅度（LS平均值的變化以占總平均值的百分比表示）為：14.0%（aβ40）、15.3%（aβ42）、4.6%（aα42/aβ40），10.6%（NfL）、17.0%（GFAP）和15.8%（p-tau217）。

圖1.24小時內血漿生物標志物水平：p-tau217、aβ40、aβ42、aβ42/aβ40、NfL和GFAP

2. 不同分組對生物標志物的影響

在輕度認知障礙組中觀察到對p-tau217的顯著影響（p=0.003）（圖2），該組對GFAP的影響接近顯著性（p=0.069）。任何生物標志物均未觀察到顯著的組間時間相互作用。對于p-tau217，根據LS平均值估計的日變化幅度在輕度認知障礙組中最大。

圖2. 輕度認知障礙、他們的研究伙伴和認知功能完好的老年人在24小時內的血漿p-tau217水平（LS均值±SE）

當將協變量（年齡、性別、BMI、PSQI、PSG-AHI）添加到模型中并應用于九個時間點時，時間對p-tau217、Aβ40、Aβ42、Aβ42/Aβ40和NfL的影響仍然顯著。對于p-tau217，組的影響仍然顯著，時間和組之間出現了顯著的相互作用。年齡對GFAP有顯著影響（p=0.036）。對于任何生物標志物，均未觀察到性別、BMI、PSQI或PSG-AHI的顯著影響（補充表2）。對于兩個時間點數據集（補充表3），GFAP（p=0.006）和p-tau217的年齡也有類似的顯著影響，時間、組和組X時間的顯著影響仍然存在。

結果與討論

本研究探索癡呆癥研究中常用的血漿生物標志物的水平，包括p-tau217、Aβ40、Aβ42、Aβ42/Aβ40和NfL隨一天中的時間而變化。盡管ICC值相當大（范圍0.76-0.97），但觀察到這種隨時間的顯著變化表明參與者之間的差異大于參與者內部的差異。這些研究調查了血漿生物標志物的縱向可靠性。

對于認知功能正常的參與者和研究伙伴，觀察到的p-tau217的平均值在0.32至0.62 pg/mL之間，對于輕度認知障礙，其平均值在1.1 pg/mL至1.4 pg/mL范圍內。這些范圍與之前報道的范圍一致，其中<0.40 pg/mL表示p-tau217結果為陰性，>0.63 pg/mL為陽性。我們觀察到p-tau217、NfL、Aβ40、Aβ42和Aβ42/Aβ40的顯著日變化，顯著影響的日變化幅度為4.6%至15.8%。生物標志物的晝夜變化規律各不相同，但通常在早晨觀察到值。對于p-tau217，在睡前觀察到最高值，在醒來時觀察到值。對于Aβ40和Aβ42，我們觀察到在夜間睡眠期間的最高值和醒來時的值。對于NfL，在睡眠期間也觀察到最高值，上午中旬值，下午/晚上和早上相對穩定。需要更大的樣本量來進一步確定這種晝夜變化的精確形狀以及生物標志物之間的差異。

觀測到的日變化背后的因素仍有待確定。它們可能與大腦產生、磷酸化和清除的晝夜節律調節有關，也可能是對24小時內行為變化/過程的反應，包括睡眠、飲食或姿勢。

盡管我們觀察到的時間效應可能看起來很小，但當它們被置于疾病或治療監測的背景下時，它們就會引起臨床興趣。例如，血漿p-tau217最近已成為AD研究中感興趣的生物標志物，因為它對AD的敏感性、預測認知能力下降的能力以及跟蹤DMT反應的能力。對Aβ陽性前驅AD患者的縱向監測顯示，p-tau217每年增加14.7%。這與當前研究中觀察到的日變化幅度（15.8%）非常相似。當我們考慮到在用donanemab治療長達72周后的TRAILBLAZER-ALZ臨床試驗中，血漿tau217水平下降了23%，GFAP水平下降了12%時，這一變化也是有意義的，而在安慰劑下，這兩種生物標志物分別增加了6%和15%。這些百分比也在我們研究中觀察到的一天中時間的系統效應范圍內。

目前，我們的研究結果表明，在考慮對癡呆癥的血漿生物標志物進行采樣以監測疾病進展或治療結果時，一天中的時間很重要。盡管存在現實世界中存在的混雜因素，包括光/暗周期、睡眠/覺醒狀態和飲食，但觀察到了一天中的這一時間變化。因此，在清晨診所獲得的樣本可能會提供與下午或晚上診所不同的結果。采集樣本時，無論是用于診斷還是縱向監測其臨床狀態，都應標準化或至少記錄一天中的時間。