単一値の脳活動スコアはアルツハイマー病連続体全体の重症度およびリスクを反映します

神経内科学 医学 医用画像学
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単一数値脳活動スコアとアルツハイマー病病程の関連に関する報告

序論

高齢者において、認知能力の低下や脳構造の変化は一般的であり、健康な個人にも見られます1-3。特に顕性およびエピソード記憶は、特定の出来事を保存、維持、取り出す能力として、老化に関連する低下に影響を受けやすく、これはアルツハイマー病（AD）リスクのある個体においてより顕著です5-8。しかし、個体間の高度な差異性9により、加速された（しかしまだ正常な）認知低下と臨床前期ADを区別することは困難です。

軽度認知障害（MCI）は、通常、量的に評価できる認知低下があるが、日常生活の機能は保持されている10,11というもので、明確なADリスク状態とされます。最近、主観的認知低下（SCD）がある種のAD前期リスク状態として定義されました12,13。MCIやSCD患者は、全体的な人口と比較してAD認知症のリスクが増大しますが、すべてのMCI患者が認知症に進行するわけではなく、SCD患者はさらに少ないため、個々のADリスクを反映するバイオマーカーの特定が急務とされています14-17。

背景と理由

現在、アルツハイマー病（AD）脳構造の局所的特徴として、いくつかの神経画像バイオマーカーが発見されており、これには灰白質容積の減少18,19、海馬の体積減少20、白質病変負荷21,17および機能的MRI（fMRI）などが含まれ、これらは正常と異常な神経認知老化を区別するために使用されます22-25。後方記憶fMRIの単一数値スコア、例えば乖離を反映する（FADEスコア）やプロトタイプ活性化パターンとの類似性（SAMEスコア）などの特徴は、健康な神経認知老化の画像バイオマーカーとして利用可能です。

本論文では、これらの単一数値スコアがADおよびそのリスク状態（MCIやSCDなど）における診断および予測能力を確認することを目的としています。

論文情報

この研究結果は2024年にOxford University PressがBrainの代表として出版したものです。この研究はオープンアクセスであり、クリエイティブ・コモンズ・アトリビューション - 非商用ライセンスに従って、非商用目的の共有、拡散および媒介再現が許可されていますが、正しい署名が必要です。

論文の著者は、ドイツの複数の研究機関に所属しており、ドイツ神経変性疾患研究センター（DZNE）、ベルンシュタイン計算神経科学センター、マックスプランク人間認知および脳科学研究所などが含まれます。

研究内容

方法

この研究は、多中心DELCode研究に参加した468人の個体から得られた後続記憶fMRIデータを分析しました。対象には健康対照（HC）、SCD、MCI、AD認知症患者、およびAD患者の一等親（AD-Rel）が含まれます。参加者の全脳fMRI新奇性と記憶反応に基づいてFADEおよびSAMEスコアを計算し、これらのスコアとADリスク段階、神経心理学テストスコア、脳脊髄液（CSF）アミロイドβ陽性およびAPOE遺伝子型との関連を評価しました。

前の研究と同様に、参加者は以前に説明された記憶符号化タスク22を実行し、横断的および縦断的な認知低下の異なる段階での差異を研究しました。

具体的な手順と技術的詳細：

  • 分散多中心データ収集を使用したfMRIデータ。
  • 偏差データは、FADEおよびSAMEの2種類の単一数値スコアを用いて得られました。
  • fMRIデータの前処理を行い、一貫性のあるMRI取得パラメータを確保して、分析結果の科学性を担保しました（具体的な詳細は本文の付表）。

結果

  1. fMRI 結果：

新奇性と記憶のコントラストの両方が顕著な影響を受け、主に視覚的エピソード記憶形成に重要な役割を果たす脳領域、例えば海馬体、前帯状皮質（precun）および側頭後部接合部（TPJ）が含まれます。

  1. スコア差異：

    • FADEおよびSAMEスコアは、異なる参加者群で一定の変動傾向が見られました。
    • 応募者間でFADEスコアが年齢、その健康度およびAD患者において徐々に増加する一方、SAMEスコアは徐々に減少する傾向が見られました。この傾向は病状の進展段階と密接に関連しています。

  2. 認知関連指標との関連性：

診断群を制御した場合、FADEおよびSAMEスコアとこれらの指標は一定の関連性を示しました。例えば、fMRIタスク中の記憶パフォーマンスと両スコアの間に顕著な関連性が見られました。

  1. APOE 遺伝子型の影響：

AD親族の中で、FADEおよびSAMEスコアはAPOE ε4キャリア間で顕著な差異が見られました。

  1. アミロイドβ陽性とFADEおよびSAMEの関連性：

SCD被験者およびAD患者一等親の中で、FADEスコアの増加とアミロイドβ陽性果の間に顕著な関連性が見られました。

結論

この研究は、FADEおよびSAMEスコアが病気の進行程度を一定程度反映することを示し、診断および予測の潜在的なバイオマーカーとして利用可能であることを発見しました。特にSCDやAD患者の一等親において、FADEおよびSAMEのスコアがアミロイドβ陽性とAPOE遺伝子型との関連を示すことから、ADリスクの予測に包括的な参考となることが明示されました。