针对早期AD：全新的脑脊液磷酸化-Tau181与磷酸化-Tau217诊断价值比较

Tau 蛋白是一种参与神经系统发育的微管相关蛋白，富集于神经元轴突周围，与微管蛋白结合形成微管，可稳定微管并促进轴突运输。分为 N 末端投射功能区 ( N 端) 、脯 氨 酸 富 集 区、微 管 结 合 区 ( Microtubule-bindingdomain，MBD) 和 C 末端功能区( C 端) 。在进行性核上性麻痹、皮质基底节变性、额颞痴呆等原发性 Tau 病以及 C 型Niemann-Pick 病、阿尔兹海默病( Alzheimer disease，AD) 等继发性病中均可检测到 Tau 的异常修饰、含量变化及病理沉积。

Tau蛋白磷酸化是在蛋白激酶( Protein kinases，PK) 作用下将 ATP 的磷酸基团转移到 Tau 氨基酸残基上，形成磷酸化 Tau( P-Tau) 的过程。健康神经元中，磷酸化与去磷酸化保持动态平衡，病理情况下，Tau 过度磷酸化形成 P-Tau，因与微管结合力减小而脱离微管，致微管解聚、神经元发生变性和死亡，最终诱导 AD。同时，易自我聚集的 P-Tau 在某些翻译后修饰（PTM） 影响下，经历形态改变，发生聚集，并最终形成神经纤维缠结（NFT），上述两种途径同时发生则进一步加快了 AD 的病理进程。

目前，生物标志物的临床诊断当中，P-Tau181常见的。但研究发现，Tau蛋白的不同具体磷酸化位点对AD早期诊断价值却有不同。探讨比较多的，有P-Tau 217，海默医学之前也有报道。

图1   Tau引起AD的病理进程

脑脊液p-Tau181一直被证明有助AD痴呆与其他Tau病的区别诊断，然而，目前正在寻找确定其他Tau蛋白片段或磷酸化位点，以提高AD痴呆诊断和预后的特异性。

对p-Tau生物标记物进行研究（图2）：

（i） 标有不同区域的全长Tau-441示意图；

（ii）一种新的p-Tau217（N-p-Tau217）测量T217处磷酸化的Tau并包含N端氨基酸（aa）6-18表位；

（iii）一种新的p-Tau181生物标记物（N-p-Tau181），其靶向T181处磷酸化的Tau并带有6-18aa表位；

(iv) 以中间区域表位（mid-p-Tau181）为目标。

图2 Tau蛋白示意图

通过三个队列评估:

(1)脑脊液中三种P-Tau生物标志物在MCI-AD和AD痴呆中的变化；

(2)区分早期MCI-AD和非AD MCI的准确性；

(3)p-Tau生物标志物与Aβ病理生理学的关联。

图3 三个队列研究部分信息

Aβ- CU: Aβ-淀粉样蛋白正常，认知未下降；Non-AD MCI:非AD 的轻微认知下降 (A–T–N–) ；MCI-AD: 早期AD 的轻微认知下降(A+T–N–) ；

AD dementia:   AD痴呆；Non-AD dementia:非AD痴呆（FTD[n=11]、DLB[n=10]、VaD[n=3]）。

参与者接受了全面的临床检查，包括神经学、神经心理学、脑脊液和磁共振成像评估：MCI-AD参与者的Aβ42/Aβ40降低，p-Tau181和总-tau正常。Aβ- CU、Non-AD型MCI和Non-AD痴呆参与者CSF生物标志物图谱正常。Non-AD型MCI包括精神疾病和非神经退行性疾病。

● 三个队列中p-Tau蛋白生物标志物的变化（图4）

与Aβ-CU和非AD MCI相比，AD痴呆患者中的所有P-tau生物标志物均有所增加。

对于AD痴呆，N-p-Tau217的倍数变化为9.2 - 11.5，N-p-Tau181的倍数变化为3.2 - 6.0，Mid-p-Tau181的倍数变化为2.2 - 3.6。

对于MCI-AD，N-p-Tau217的倍数变化为3.5 ~ 3.7，N-p-Tau181为1.8 ~ 2.2，Mid-p-Tau181为1.3 ~ 1.6。

对于AD痴呆和MCI-AD，N-p-Tau217的变化高于N-p-Tau181和Mid-p-Tau181。

图4 三个队列中p-tau蛋白生物标志物的变化

● p-Tau病理、区分MCI-AD与非AD MCI，以及区分AD痴呆与淀粉样蛋白-非AD方面的准确性（图5）

N-p-Tau217对Aβ42/Aβ40降低的个体的识别准确度与N-p-Tau181相同，但强于Mid-p-Tau181。

N-p-Tau217从Aβ-CU中识别MCI-AD的准确度高于Mid-p-Tau181，但不高于N-p-Tau181。

N-p-Tau217比Mid-p-Tau181更能准确区分MCI- AD和非AD MCI。

N-p-Tau217与N-p-Tau181和mid - p-Tau181的准确率相似，可以区分AD痴呆和非AD痴呆患者。将非AD痴呆病例按痴呆类型分层时，结果没有变化。

图5   p-tau生物标志物在识别淀粉样蛋白病理增加、区分轻度认知障碍-阿尔茨海默病(MCI-AD)与非AD-MCI，以及区分AD痴呆与淀粉样蛋白(Aβ)-非AD方面的准确性

● p-Tau蛋白生物标志物之间的一致性（图6）

N-p-Tau217与N-p-Tau181总体一致率为88.2%。

N-p-Tau217与Mid-p-Tau181的总体一致性较低，为-79.7%。

N-p-Tau181与Mid-p-Tau181的一致性为82.7%。

N-p-Tau217阳性而Mid-p-Tau181和N-p-Tau181阴性的比例高于N-p-Tau217阴性但N-p-Tau181和Mid-p-Tau181阳性的比例。

根据诊断分组，N-p-Tau217阳性, 而N-p-Tau181或Mid-p-Tau181阴性的病例多为MCI-AD。

图6 三种p-tau蛋白检测方法之间的一致性

文章通过三个队列研究的结果对比，与Tau181相比，N-p-Tau217抗体在认知下降早期患者中区分AD和非AD具有更高诊断价值。

近年来 AD 脑脊液及血液生物标志物取得了长足进展，其中脑脊液 Aβ42、T-Tau、P-Tau 是研究最多且最成熟的 AD 生物学标志物，血NfL、脑脊液神经颗粒蛋白等新的标志物也被证实与 AD 密切相关。相比于脑脊液，血液的生物标志物操作在临床更容易普及，相信随着检验技术的发展，AD 血液中生物标志物研究也将不断更新，为 AD 的早期预防及诊断提供参考。

参考文献：

[1] 李淋雨, 王晓英. Tau蛋白的分析方法研究进展[J]. 分析化学, 2020, 048(006):685-694.

[2] Head‐to‐head comparison of clinical performance of CSF phospho‐tau T181 and T217 biomarkers for Alzheimer's disease diagnosis[J]. Alzheimer's & Dementia, 2020.