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近日，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科郁金泰教授團(tuán)隊(duì)領(lǐng)銜，聯(lián)合復(fù)旦大學(xué)類腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院馮建峰/程煒團(tuán)隊(duì)運(yùn)用人工智能驅(qū)動(dòng)的醫(yī)學(xué)研究創(chuàng)新思路和分析策略，納入了認(rèn)知正常、輕度認(rèn)知障礙和阿爾茨海默病共707名參與者，對(duì)迄今為止最大規(guī)模的高通量腦脊液蛋白質(zhì)組學(xué)（6361種蛋白）數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建模，最終發(fā)現(xiàn)了對(duì)阿爾茨海默病診斷和預(yù)測(cè)具有重要價(jià)值的新型生物標(biāo)志物——YWHAG。其診斷的精準(zhǔn)性能已在獨(dú)立外部隊(duì)列及尸檢病理隊(duì)列中均獲得驗(yàn)證，甚至優(yōu)于經(jīng)典的阿爾茨海默病腦脊液核心生物標(biāo)志物，有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值。該項(xiàng)研究成果（7月10日）發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊《自然-人類行為》（Nat Hum Behav，IF：21.4）雜志上。

郁金泰教授介紹，近年來，針對(duì)β淀粉樣蛋白的疾病修飾治療取得了重大進(jìn)展，越來越多的阿爾茨海默病靶向精準(zhǔn)治療藥物獲批上市，為早期患者提供了新的精準(zhǔn)治療選擇，但這些新藥主要在早期阿爾茨海默病患者中發(fā)揮藥效，因此準(zhǔn)確識(shí)別早期患者至關(guān)重要。早期診斷是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)治療的關(guān)鍵，這對(duì)現(xiàn)有的診斷方法提出了前所未有的高要求。其次，由于這些新藥價(jià)格昂貴且仍存在一定風(fēng)險(xiǎn)，進(jìn)一步改進(jìn)診斷技術(shù)以確保藥物的有效應(yīng)用顯得更加緊迫。

于是，郁金泰教授團(tuán)隊(duì)運(yùn)用人工智能驅(qū)動(dòng)的醫(yī)學(xué)研究，采用創(chuàng)新的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)方法和獨(dú)特的蛋白質(zhì)組學(xué)分析策略，對(duì)6361種腦脊液蛋白組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析和建模，通過對(duì)平臺(tái)檢測(cè)的腦脊液蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行深入分析挖掘，在6361個(gè)蛋白質(zhì)中篩選出對(duì)阿爾茨海默病生物學(xué)診斷和臨床診斷最重要的生物標(biāo)志物，并分為YWHAG、SMOC1、TMOD2和PIGR的四個(gè)蛋白組合和ACHE、YWHAG、PCSK1、MMP10和IRF1的五個(gè)蛋白組合。

與對(duì)照組相比，腦脊液YWHAG無論是在生物學(xué)定義的阿爾茨海默病組，還是在臨床診斷的阿爾茨海默病癡呆組，其差異表達(dá)均最顯著。單獨(dú)YWHAG、SMOC1和TMOD2以及上述四個(gè)蛋白組合和五個(gè)蛋白組合對(duì)生物學(xué)和臨床定義的阿爾茨海默病均表現(xiàn)出良好的診斷性能。

在單個(gè)蛋白中，YWHAG在識(shí)別生物學(xué)定義的阿爾茨海默病和臨床診斷的阿爾茨海默病癡呆時(shí)表現(xiàn)最佳，準(zhǔn)確度分別高達(dá)96.9%和85.7%。使用四個(gè)蛋白組合和五個(gè)蛋白組合進(jìn)一步將診斷準(zhǔn)確性提高到98.7%和97.5%。重要的是，YWHAG、SMOC1、TMOD2和兩種蛋白組合的精準(zhǔn)性能不僅在獨(dú)立的外部隊(duì)列中得到了驗(yàn)證，而且在區(qū)分尸檢病理證實(shí)的阿爾茨海默病與非阿爾茨海默病時(shí)也得到了驗(yàn)證，甚至優(yōu)于三種經(jīng)典的阿爾茨海默病腦脊液核心標(biāo)志物，以及這三種經(jīng)典標(biāo)志物的組合。除了精準(zhǔn)的診斷效能，它們?cè)陬A(yù)測(cè)阿爾茨海默病臨床進(jìn)展方面也表現(xiàn)良好，與阿爾茨海默病核心病理和認(rèn)知能力下降密切相關(guān)。

圖 腦脊液蛋白對(duì)阿爾茨海默病診斷的準(zhǔn)確度及外部隊(duì)列驗(yàn)證和尸檢病理驗(yàn)證結(jié)果

據(jù)悉，該研究成果不僅為阿爾茨海默病的早期診斷和疾病預(yù)測(cè)提供了全新的生物標(biāo)志物，更在臨床應(yīng)用和未來研究方面展現(xiàn)了廣闊的前景，且突破了傳統(tǒng)阿爾茨海默病診斷標(biāo)志物的局限性，還顯著提高了診斷的準(zhǔn)確度。如此高的診斷準(zhǔn)確性，有望大幅提高阿爾茨海默病患者的早期識(shí)別，進(jìn)而優(yōu)化治療方案，延緩疾病進(jìn)展，改善患者生活質(zhì)量。相關(guān)成果已申請(qǐng)專利，具有巨大的應(yīng)用空間和市場(chǎng)轉(zhuǎn)化潛力。

論文鏈接

https://www.nature.com/articles/s41562-024-01924-6