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植入式超声设备对轻度阿尔茨海默病患者血脑屏障重复破坏的初步研究

期刊:alzheimer’s research & therapyDOI:10.1186/s13195-022-00981-1

这篇文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是针对该研究的学术报告:


研究团队与发表信息
本研究由Stéphane Epelbaum等19位作者合作完成,团队成员来自法国索邦大学、巴黎脑研究所(Paris Brain Institute – ICM)、皮蒂耶-萨尔佩特里厄尔医院(Pitié-Salpêtrière Hospital)及Carthera公司等机构。研究发表于期刊《Alzheimer’s Research & Therapy》2022年第14卷第40期,标题为《Pilot study of repeated blood-brain barrier disruption in patients with mild Alzheimer’s disease with an implantable ultrasound device》。


学术背景
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种全球性健康挑战,其特征是β-淀粉样蛋白(β-amyloid)斑块和tau蛋白神经纤维缠结的积累。尽管针对这些病理靶点的药物研发取得进展(如2021年获FDA有条件批准的aducanumab),但血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)限制了抗体药物的脑部渗透率(仅约0.1%)。
超声联合微泡技术(ultrasound-mediated blood-brain barrier disruption, US-BBBD)被证明可暂时开放BBB,增强药物递送,并在动物模型中减少淀粉样蛋白和tau病理。本研究旨在验证一种植入式超声设备(SonoCloud-1)在轻度AD患者中重复开放BBB的安全性及潜在疗效。


研究流程与方法
1. 设备与实验设计
- 设备:SonoCloud-1是一种1 MHz植入式超声设备,通过颅骨钻孔(硬膜外)植入,靶向左侧缘上回(supramarginal gyrus)。
- 研究对象:10名轻度AD患者(MMSE评分20-26,年龄50-85岁),最终9人完成试验。对照组数据来自阿尔茨海默病神经影像计划(ADNI)数据库的45名匹配患者。

  1. 干预流程

    • 超声治疗:3.5个月内进行7次超声治疗(每2周1次),每次联合静脉注射微泡(Sonovue®)。超声压力从初始0.9 MPa提升至1.03 MPa。
    • 影像评估:通过PET/MRI联合扫描,在基线、4个月和8个月时监测脑代谢(¹⁸F-FDG PET)和淀粉样蛋白负荷(¹⁸F-florbetapir PET)。
  2. 安全性监测

    • 记录不良事件(AEs),并通过MRI检测潜在水肿或出血(如T2-FLAIR、扩散加权成像)。
  3. 认知评估

    • 采用MMSE、临床痴呆评定量表(CDR-SB)、额叶评估电池(FAB)等工具,在基线、4个月和8个月时评估认知功能。
  4. 数据分析

    • BBB开放效率:通过T1加权MRI对比增强(钆剂浓度图)量化BBB开放效果。
    • 淀粉样蛋白分析:定义靶区(ROI1)及对照区(ROI2/ROI3),计算标准化摄取值比(SUVR)。

主要结果
1. 安全性
- 共完成63次BBB开放操作,耐受性良好。1例患者出现短暂谵妄(与既有微出血相关),经独立委员会评估与超声无关。

  1. 淀粉样蛋白变化

    • 靶区淀粉样蛋白负荷在4个月时平均下降6.6%(SD=7.2%),8个月时部分反弹(下降5.7%)。这一趋势在多种参考区域(对侧半球、白质、全小脑)分析中一致。
  2. 代谢与认知

    • 葡萄糖代谢未见显著变化。认知评分与ADNI对照组无统计学差异,可能与样本量小或靶区局限有关。

结论与意义
本研究首次证明植入式超声设备在AD患者中重复开放BBB的安全性,并观察到淀粉样蛋白减少的趋势。尽管认知改善未达显著水平,但为联合抗淀粉样蛋白抗体治疗提供了潜在增效方案。未来需扩大样本量、延长随访期,并优化靶区范围(如覆盖海马或额叶)。


研究亮点
1. 技术创新:SonoCloud-1是首个用于AD的植入式超声设备,其精确靶向和可重复性为临床转化奠定基础。
2. 多模态验证:结合PET/MRI和认知评估,全面监测病理与功能变化。
3. 转化价值:为BBB开放技术与疾病修饰药物的联用提供了可行性证据。


其他价值
研究数据来自ADNI数据库,增强了对照分析的可靠性。此外,预临床研究表明超声单独作用可能通过神经发生改善认知,提示未来需探索超声的非BBB依赖机制。

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