„Krankheitsvorhersage durch Blutstropfen“ (3): Frühwarnung vor Alzheimer durch Plasmaproteomik

Im vorherigen Sonderthema „Krankheitsvorhersage durch Bluttropfen“ haben wir vorgestellt, wie sich mithilfe der Plasmaproteomik das Risiko einer diabetischen Nephropathie und eines Vorhofflimmerns effektiv vorhersagen lässt. Dieses Mal konzentrieren wir uns auf die Frage, ob die Plasmaproteomik uns dabei helfen kann, das Risiko einer Alzheimer-Erkrankung im Voraus zu erkennen. Lassen Sie es uns gemeinsam lernen!

Die Alzheimer-Krankheit (AD) ist eine neurodegenerative Erkrankung, an der mehrere biologische Prozesse beteiligt sind. Die Erkrankung weist nicht nur eine hohe Inzidenz und einen langen Krankheitsverlauf auf, sondern geht auch mit sehr hohen Invaliditäts- und Sterberaten einher. Allerdings gibt es derzeit kein Medikament, das die Krankheit wirksam heilen oder ihr Fortschreiten deutlich verlangsamen kann. Daher kann die frühzeitige Identifizierung von Hochrisikogruppen und die Durchführung einer frühzeitigen Prävention der Schlüssel zur Verringerung der persönlichen und sozialen Belastung durch die Alzheimer-Krankheit sein.

(Das Bild stammt aus dem Internet, das Urheberrecht liegt beim ursprünglichen Autor)

Obwohl das auf Biomarkern basierende Amyloid/Tau/Neurodegeneration (A/T/N)-Modell in den letzten Jahren in der Alzheimer-Forschung weit verbreitet war, sind seine Grenzen auch offensichtlich: Es ist nicht nur hochgradig invasiv und teuer, sondern kann auch nicht den gesamten pathologischen Prozess der Alzheimer-Krankheit vollständig abdecken. Darüber hinaus basieren einige bestehende Vorhersagemodelle für die Alzheimer-Krankheit häufig auf Informationen, die in der klinischen Praxis nur schwer zu erhalten sind, wie etwa Bilddaten, kognitive Tests und Biomarker in der Zerebrospinalflüssigkeit, was ihre klinische Anwendung ebenfalls einschränkt.

Durch die Entwicklung der Bluttesttechnologie in den letzten Jahren sind wir in der Lage, durch die Analyse von Blutproben Plasmaproteindaten in großem Umfang zu gewinnen. Die Plasmaproteomik ist nicht nur an der Regulierung zahlreicher biologischer Prozesse beteiligt, sondern kann auch Faktoren wie Gene, Umwelt, Alter, Verhalten, Komorbiditäten und Behandlung kombinieren. Ist es also möglich, das Risiko, in Zukunft an Alzheimer zu erkranken, vorherzusagen, indem man einfach Blut sammelt und den Spiegel einer kleinen Menge (einige bis Dutzende) von Proteinen im Körper testet? Zu dieser Frage gibt es noch keine Schlussfolgerung.

Als Reaktion auf die oben genannten Probleme hat das Nationale Klinische Forschungszentrum für Nierenerkrankungen des Nanfang-Krankenhauses der Southern Medical University entsprechende Arbeiten durchgeführt und die Forschungsergebnisse in der Zeitschrift Aging Cell veröffentlicht. Basierend auf Daten von etwa 3.000 Plasmaproteinen kam die Studie zu dem Ergebnis, dass das aus 31 Proteinen erstellte Alzheimer-Risikomodell das Alzheimer-Risiko effektiv vorhersagen kann.

An der Studie nahmen zu Beginn 35.547 Teilnehmer teil, die nicht an Demenz litten. Die Teilnehmer wurden basierend auf der Verteilung der Studienzentren in eine Entwicklungskohorte und eine Validierungskohorte aufgeteilt, und die Entwicklungskohorte wurde zusätzlich zufällig in einen Trainingssatz und einen Validierungssatz aufgeteilt. **Im Trainingsset wurden 31 Proteine ​​untersucht, die mit der neu auftretenden Alzheimer-Krankheit in Zusammenhang stehen, und auf dieser Grundlage wurde ein Plasmaprotein-Vorhersagemodell erstellt. ****Das Proteinmodell zeigte sowohl im Validierungssatz der Entwicklungskohorte (C-Index = 0,867) als auch in der Validierungskohorte (C-Index = 0,912) eine gute Fähigkeit zur Vorhersage des Alzheimer-Risikos. **Darüber hinaus übertrifft dieses Proteinmodell die Vorhersageleistung bestehender genetischer Risikomodelle (APOE-Genotyp) und klinischer Risikovorhersagemodelle (CogDrisk-AD) erheblich bzw. verbessert diese erheblich. Selbst wenn nur die zehn wichtigsten Proteine ​​im Modell berücksichtigt werden, kann es das Alzheimer-Risiko immer noch effektiv vorhersagen. (Abbildung 1)

Abbildung 1. Kumulativer C-Index der 10 Proteine ​​mit den größten absoluten Koeffizienten im Alzheimer-Proteinmodell

Weitere Anreicherungsanalysen und Netzwerkanalysen dieser 31 Proteine ​​ergaben, dass EGFR, GFAP und CHGA Schlüsselproteine ​​im Interaktionsnetzwerk der Kandidatenproteine ​​für die Alzheimer-Krankheit**** waren. (Abbildung 2)

Abbildung 2. Proteinanreicherung und Proteininteraktionsnetzwerkanalyse

Die Entnahme von Blutproben ist im klinischen Umfeld sehr bequem und die Plasmaproteinuntersuchung ist äußerst objektiv, quantifizierbar und einfach durchzuführen. Im Vergleich zu Methoden zur Erfassung klinischer Risikofaktoren, die auf Teilnehmerberichten, Krankenakten oder mehreren Tests beruhen, bietet die Plasmaproteinuntersuchung bei groß angelegten Screenings offensichtliche Vorteile. Unsere Ergebnisse legen nahe, dass sich Alzheimer durch einfache Plasmaproteintests wirksam vorhersagen lässt, ohne dass eine komplexe persönliche klinische Untersuchung erforderlich ist. Dadurch wird eine einfachere und effizientere Methode zur Vorhersage der Alzheimer-Krankheit geschaffen, die sich besonders für das Screening großer Bevölkerungsgruppen und die frühzeitige Risikoerkennung eignet. Auf diese Weise können Hochrisikopersonen schnell identifiziert werden, was eine präzise Behandlung und Prävention ermöglicht und somit die Wirksamkeit einer frühen Intervention bei der Alzheimer-Krankheit verbessert.

Referenz: Yang S, Ye Z, He P, et al. Plasmaproteomik zur Risikovorhersage der Alzheimer-Krankheit in der Allgemeinbevölkerung. Aging Cell*.* Online veröffentlicht am 9. September 2024. doi:10.1111/acel.14330

Herausgeber | Yang Sisi und Zhang Yiwei

Wirtschaftsprüfung | Qin Xianhui