阿爾茨海默病（AD）是一種復(fù)雜的神經(jīng)退行性疾病，也是老年期癡呆最常見的原因，隨著老齡化社會的來臨，AD發(fā)病率逐年升高，成為不可忽視的健康問題。

近日，北京郵電大學(xué)人工智能學(xué)院教授劉勇團隊和中國人民解放軍總醫(yī)院第二醫(yī)學(xué)中心副主任醫(yī)師周波團隊合作，基于多中心功能磁共振影像數(shù)據(jù)，揭示了4種具有不同腦網(wǎng)絡(luò)損傷模式的AD亞型，并系統(tǒng)評估了這些亞型在功能連接、腦萎縮和認知能力方面的差異，相關(guān)研究已在線發(fā)表于《生物精神病學(xué)》雜志。

腦功能網(wǎng)絡(luò)研究框架 受訪者供圖

“AD在病理分布、腦萎縮以及臨床表現(xiàn)等方面具有較大的異質(zhì)性（個體化差異），這些異質(zhì)性造成了該疾病早期誤診率較高，臨床藥物研發(fā)受阻。”劉勇告訴《中國科學(xué)報》，“AD患者通常會出現(xiàn)涉及多個腦功能網(wǎng)絡(luò)的腦活動異常，造成認知能力持續(xù)下降。然而，AD腦網(wǎng)絡(luò)異常的異質(zhì)性及其所對應(yīng)的結(jié)構(gòu)改變與認知能力下降之間的關(guān)系目前尚不明確?！?/p>

該團隊采用國內(nèi)多家醫(yī)院共同建立的MCAD數(shù)據(jù)庫和美國ADNI公開數(shù)據(jù)庫共1100例數(shù)據(jù)，基于前期發(fā)現(xiàn)的AD異常腦網(wǎng)絡(luò)，使用非負矩陣分解（NMF）方法將AD患者聚類分為不同的亞型，并對各亞型的功能異常、結(jié)構(gòu)萎縮和縱向改變進行了系統(tǒng)評估。結(jié)果發(fā)現(xiàn)AD患者存在4個穩(wěn)定且可重復(fù)的功能亞型，每個亞型對應(yīng)一個代表性腦網(wǎng)絡(luò)（RFN），分別為前額葉網(wǎng)絡(luò)、默認網(wǎng)絡(luò)、扣帶回相關(guān)網(wǎng)絡(luò)和基底神經(jīng)節(jié)相關(guān)網(wǎng)絡(luò)。

進一步研究發(fā)現(xiàn)，這4個AD功能亞型的網(wǎng)絡(luò)損傷模式存在顯著差異。相對于正常老年人，亞型1具有輕微但彌漫的全腦功能網(wǎng)絡(luò)異常；亞型2的功能網(wǎng)絡(luò)異常主要集中于默認網(wǎng)絡(luò)且伴隨前額葉網(wǎng)絡(luò)的異常升高；亞型3在前扣帶回相關(guān)網(wǎng)絡(luò)中存在顯著降低，同時具有前額葉網(wǎng)絡(luò)的異常升高；亞型4的功能網(wǎng)絡(luò)降低集中于雙側(cè)基底神經(jīng)節(jié)，并伴隨前額葉網(wǎng)絡(luò)的異常升高。

AD功能亞型特點 受訪者供圖

更重要的是，除了彌漫性損傷的亞型1以外，其他亞型的特異性損傷模式在MCAD和ADNI數(shù)據(jù)集上具有高度的可重復(fù)性。此外，各個亞型的腦網(wǎng)絡(luò)損傷在其對應(yīng)的RFN中最為顯著，而在其他亞型的RFN中損傷則較輕微。

“在人口學(xué)特征上，這4個亞型在兩個數(shù)據(jù)庫的所有站點中均有分布，而且在性別比例上沒有顯著差異?！痹撐牡谝蛔髡?、中科院自動化所博士研究生陳品東說，“在年齡分布上，亞型3相對于亞型1和亞型2更為年長；在認知功能上，亞型1的認知能力最好，亞型3和亞型4次之，亞型2的認知能力最差?！?/p>

該團隊進一步利用ADNI數(shù)據(jù)庫的隨訪信息發(fā)現(xiàn)，盡管亞型1的認知能力較好，但其疾病進展速度仍舊很快，而認知能力相對較差的亞型3下降速度最慢。此外，各個亞型在不同的認知領(lǐng)域中具有不同的變化軌跡。這一結(jié)果表明，識別腦網(wǎng)絡(luò)的異質(zhì)性有助于發(fā)現(xiàn)不同的認知損傷模式，未來則有望針對這些不同亞型給予精準的干預(yù)措施，從而有效地延緩疾病進程。

AD亞型的功能連接損傷模式?受訪者供圖

“不同的腦網(wǎng)絡(luò)亞型對應(yīng)不同的腦萎縮模式和疾病進程，這反映了潛在的不同病理機制，為研究AD的異質(zhì)性提供了新的視角?！敝懿ㄕf，“基于多中心、大樣本定義的穩(wěn)定且可重復(fù)的AD亞型，有望為AD的精準診療奠定理論基礎(chǔ)，為優(yōu)化臨床決策提供技術(shù)支持。”

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.biopsych.2022.06.019

來源：《生物精神病學(xué)》