USC科学家开发更安全精准的阿尔茨海默症检测方法
Rebecca Shavit
2025年8月30日10:07
科学家开发出一种简单的非侵入性脑部检测方法，在早期阿尔茨海默症检测方面优于昂贵的扫描和痛苦的腰椎穿刺。（来源：Shutterstock）
阿尔茨海默症影响着超过七百万美国民众，逐步侵蚀记忆和思维能力。数十年来，医生主要依赖痛苦的腰椎穿刺、昂贵的脑部扫描和不完善的行为测试进行诊断。这些方法通常聚焦检测淀粉样斑块和tau蛋白缠结——在脑部积累并损害神经细胞的蛋白质。尽管这些工具具有一定价值，但远非完美，往往在疾病已形成后才能发现。
南加州大学维特比工程学院生物医学工程系Vasilis Marmarelis教授领导的研究团队正挑战这一传统方法。他们开发出名为脑血管动力学指数（CDI）的新型非侵入性检测方法，通过测量脑部血流和氧气调节机制实现检测，而非追踪蛋白质沉积。
探索脑部"血管网络"
将大脑比作城市，其正常运转需要通过血管网络持续供应氧气和营养物质。专注时，血管会扩张以清除多余二氧化碳并输送更多氧气。这种称为血管运动反应的过程，类似于交通信号灯调节高峰时段车流。
Marmarelis教授15年前发现：阿尔茨海默症患者往往无法适时扩张血管。"他们的大脑无法快速获取足够的氧气、葡萄糖和营养物质，"他解释道，"这意味着脑部供血不足，无法及时获得认知功能所需的物质。"
研究团队决定验证血管功能障碍能否作为早期预警指标。
CDI检测原理
CDI检测简单无痛，结合多普勒超声波（追踪脑动脉血流）与近红外光谱（测量大脑皮层氧含量）。这两种技术共同捕捉血管对血压和二氧化碳变化的响应速度。
与需要放射性示踪剂的腰椎穿刺或PET扫描不同，CDI具有非侵入性且快速的特点。无需针头注射，仅通过超声波和光信号即可揭示脑部适应需求变化的能力。
CDI临床验证
由美国国立卫生研究院资助的研究对近200名受试者进行多中心测试，包括健康志愿者、轻度认知障碍（MCI）患者和早期阿尔茨海默症患者。
对比标准诊断工具，CDI表现突出。使用0.5（随机猜测）至1.0（完美）的AUC评估标准，CDI得分0.96。作为对比，淀粉样蛋白PET扫描得分为0.78，常见认知评估工具MoCA和MMSE得分为0.91-0.92。
CDI在区分轻度认知障碍与阿尔茨海默症患者时表现出0.98的AUC值。其敏感度（准确识别患者能力）达87%，特异性（排除假阳性能力）达93%。相比之下，淀粉样蛋白PET敏感度仅为67%。
颠覆传统认知
"我们的量化方法具有前所未有的稳健性和准确性，"Marmarelis表示，"这表明脑血流调节障碍可能是疾病发病机制的关键因素，可能与其他因素（包括淀粉样蛋白沉积）共同作用。"
换句话说，血流问题可能与蛋白质沉积同样重要。仅关注淀粉样蛋白和tau蛋白可能让医学界忽视了关键病理环节。
未来展望
CDI的潜力不仅在于改进诊断，更在于开辟新疗法。研究团队提出四个可能方向：
- 有氧运动：每日20-30分钟步行、骑车或游泳可能改善血管反应
- MIND饮食：富含绿叶蔬菜、浆果、坚果、全谷物、橄榄油和鱼类的饮食
- 呼吸训练：通过控制低氧/高二氧化碳环境"训练"血管
- 迷走神经刺激：经耳道非侵入性刺激技术显示早期潜力
研究临床意义
这项研究预示医生将能通过简单非侵入检测更早更准确诊断阿尔茨海默症。通过聚焦血流动力学，常规诊所将可开展检测，而非局限于顶级研究医院。该方法可能催生以改善脑部血液循环为核心的新型疗法，使运动、饮食等生活方式干预成为治疗的重要组成部分，同时结合神经刺激等新兴技术。
研究发现已发表在《阿尔茨海默症与痴呆诊断评估及疾病监测》期刊在线版。
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