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Phenomics| 我国科学家发布阿尔茨海默病淀粉样蛋白PET分子影像临床应用国际专家共识

已有 1749 次阅读 2023-5-19 10:06 |系统分类:论文交流

近日,《表型组学》(Phenomics)在线发表了由复旦大学田梅教授、左传涛教授、浙江大学张宏教授牵头,联合美国、西班牙、日本、韩国、瑞士、德国等多国专家和国际学术组织制定的题为International Nuclear Medicine Consensus on the Clinical Use of Amyloid Positron Emission Tomography in Alzheimer’s Disease的国际专家共识论文。阿尔兹海默症(AD)是老年痴呆症的主要类型。脑淀粉样蛋白正电子发射断层显像(PET)可实现活体病理蛋白可视化,是目前临床诊断AD的金标准之一。因此,临床PET分子影像诊断的规范化、标准化也越来越得到重视。我国科学家田梅、左传涛、张宏等人牵头国际相关领域专家及国际学术组织,全面梳理了淀粉样蛋白PET分子影像检查在AD患者诊疗应用中的新发现、新进展,重点关注临床指征,患者准备,分子影像探针合成,图像采集、处理、解读和报告,整合国际知名研究机构的专家意见建议,更新完成了最新临床共识;这将进一步促进淀粉样蛋白PET分子影像检查在AD患者临床诊疗中的规范化应用。

论文DOI链接:

doi.org/10.1007/s43657-

论文pdf链接:

link.springer.com/conte

研究背景

AD是导致65岁以上老年人痴呆的主要原因,其临床诊治仍具有挑战性。根据经典的淀粉样蛋白(Aβ)级联假说,Aβ相关毒性是突触功能障碍和随后的神经退行性病变的重要原因,也是AD进展的病理基础。2018年,美国国家衰老与阿尔茨海默病协会(NIA-AA)将AD病理机制的三个重要维度总结为A(淀粉样蛋白)/ T(磷酸化tau蛋白)/ N(神经退行性病变)。此外,从阿尔茨海默病的连续体中排除了Aβ阴性的患者,进一步强调了各种病理生物标志物在精确疾病表征和理解中的作用。分子影像是医学影像中的一个重要领域,它能够在体内分子和细胞水平上对生物过程进行可视化、表征和测量。分子影像学的发展显示了改革传统病理学的极大潜力,并由此变革出一种新的病理学实践方法——基于分子影像的“透明病理”。PET作为最常用的分子影像方法,开启了AD疾病管理的新阶段。随着高亲和力特异性核素分子影像探针的发展,Aβ沉积可通过PET分子影像无创评估。AD患者中,Aβ沉积在临床认知功能障碍约20年前即会出现。但是,对于Aβ阳性的认知障碍患者,除AD外还需鉴别路易体痴呆、脑淀粉样血管病,以及一些其他伴随Aβ沉积的大脑疾病。在认知功能正常的人群中,Aβ阳性与随后的认知功能下降相关。因此,Aβ阳性是诊断AD的必要不充分条件,单靠Aβ阳性并不足以确切诊断AD疾病。 2013年,美国阿尔茨海默病协会(AA)和美国核医学与分子影像学会(SNMMI)联合发布了淀粉样蛋白PET分子影像建议和推荐的使用标准。2020年起,由中国科学家牵头国际同行专家和国际学术组织开展了为期两年的共识研究,形成的国际共识进一步分析和更新了淀粉样蛋白PET分子影像在临床应用中的重要方面,包括临床适应症和禁忌证、分子影像探针、患者准备、PET图像的采集、分析和解读。

临床指征

2013年发布的淀粉样蛋白PET分子影像建议和推荐的使用标准提出了3个推荐使用和7个不推荐使用的临床场景,该新版共识修订为5个推荐使用和6个不推荐使用的临床场景,如表1所示。在原版指南中,满足“很可能的AD(Probable AD)”临床诊断标准的患者不推荐进行淀粉样蛋白PET分子影像检查。但是,随后两项III期临床试验结果显示,部分满足该标准的患者未达到淀粉样蛋白阳性阈值,证明此标准不足以准确反映病人潜在病理。同时,AD临床诊断的准确性在国内和国际上存在很大差异,2016年加拿大发布的共识认为淀粉样蛋白PET分子影像重要性仅次于痴呆症。随着近年淀粉样蛋白靶向治疗的持续发展,有必要在临床诊断“很可能的AD”的患者中确定淀粉样蛋白状态,因此该新版共识将原版共识中这一不推荐使用的场景修改为推荐。另外一个新增的临床适用场景为符合主观认知功能下降(SCD)-Plus核心标准的SCD患者。在2014年SCD-I工作组提出的诊断框架中,特别提到了获取AD生物标志物证据的重要性。另外,研究显示,符合SCD-Plus标准的APOE ε4携带者更易进展为临床前的AD,SCD阳性特征与脑脊液中Aβ水平下降相关。系列研究为将干预从AD临床前阶段人群提前到符合SCD标准且淀粉样蛋白阳性人群奠定了基础。

表1 淀粉样蛋白PET使用建议

分子影像探针

目前,已有三种18F标记的淀粉样蛋白靶向分子影像探针得到了美国和欧洲的批准:Florbetapir (18F-AV-45, Amyvid),Flutemetamol (18F-GE067, Vizamyl)和Florbetaben (18F-BAY94-9172, NeuraCeq)。此外,另有一个18F标记的淀粉样蛋白PET配体NAV4694 (18F-AZD4694) 也被用于临床试验和研究。尽管这些淀粉样分子影像探针具有相似的成像特征和共同的成像靶点,但每一种分子影像探针都具有不同的动力学、特异结合比和理想成像参数。该共识总结了相应分子影像探针的推荐剂量、扫描时间等参数,以供临床应用参考,如表2所示。

表2 现有分子影像探针进行淀粉样蛋白PET显像使用建议

患者准备和图像采集

SNMMI程序标准和欧洲核医学协会(EANM)脑淀粉样蛋白PET分子影像实践指南1.0为淀粉样PET临床扫描规范化操作提供了参考。该新版共识对原版所述流程进行了总结,主要包括患者准备、分子影像探针注射、患者摆位、图像采集、患者安全等内容。图1总结了淀粉样蛋白PET扫描的工作流程。

图1 淀粉样蛋白PET扫描的工作流程

人员资格与责任

核医学医生和技师在参与淀粉样蛋白PET分子影像检查前,均应接受基本培训。详细要求参见SNMMI程序标准和EANM实践指南。

图像解读

图像质量应优先评估,如头动导致图像质量不佳应考虑重新扫描。该新版共识将图像解读分为视觉评估和定量分析两大块进行说明。

视觉评估主要包括图像显示、Aβ沉积阴性和阳性的定义、特定区域征象等内容。图像显示部分对视觉评估的色阶、顺序、切面、最大显示强度等进行了推荐;Aβ沉积阴性阳性定义部分说明了Aβ沉积常见部位、沉积区域形态、不同探针阳性标准;特定区域征象方面,共识对额叶、枕叶、颞叶、顶叶等区域Aβ沉积可能出现的征象进行了介绍和总结,如图2所示。

图2 淀粉样蛋白PET图像视觉评价包括图像颜色(a)、观察顺序(b)、图像质量评价(c)、图像阴性征象(d)、图像阳性征象(e)

定量分析部分除介绍常规定量分析流程外,还包括参考区域、感兴趣区、阳性截断值、Centiloid标准化方法、数据库构建等内容。参考区域部分对常用的参考区域(如小脑、白质、脑桥等)及其优缺点进行了总结,如表3所示;感兴趣区部分对常见Aβ沉积的勾画靶区进行了推荐(如颞外侧叶、额叶、扣带回、顶叶等);阳性截断值部分强调了严格遵循流程的必要性,同时对四个分子影像探针阴性与阳性的截断值进行了推荐;Centiloid标准化方法部分介绍并推荐了Centiloid这一有利于不同中心结果相互比较的工作流程;数据库构建部分,共识强调各中心、地区和国家建立图像信息数据库的重要性;共识还在定量部分介绍了周围容积效应校正、基于体素的分析方法、人工智能图像分析等内容。

表3 淀粉样蛋白PET定量不同参考区域的优缺点

研究结论

随着淀粉样蛋白PET分子影像临床应用的快速增长,靶向淀粉样蛋白PET分子影像探针的不断开发,以及淀粉样蛋白PET分子影像本身的复杂性,将患者成像程序进行严格标准化对于临床实践至关重要。临床应严格按照淀粉样蛋白PET分子影像检查指征进行患者评估。标准化的分子影像探针合成和质量控制流程的建立以及标准化的图像采集和处理方法为淀粉样蛋白PET分子影像应用研究提供了图像质量保障。最终报告应综合考虑患者情况,包括淀粉样蛋白PET、其他影像学数据和临床资料。医生应当根据实际情况进行患者评估。

复旦大学附属华山医院田梅教授、左传涛教授,浙江大学医学院附属第二医院张宏教授为该论文的通讯作者。该研究得到国家自然科学基金(NSFC)(81761148029、81725009、82030049、82021002、81971641),科技部重点研发计划项目(MOST) (2021YFA110004500、2021YFE0108300),SHDC临床研究计划(SHDC2020CR1038B),科技创新2030重大项目(2022ZD0211600),瑞士国家科学基金(185028、188355、169876),韩国国家研究基金(NRF 2017K2A9A2A10013554)项目的资助。

Abstract

Alzheimer’s disease (AD) is the main cause of dementia, with its diagnosis and management remaining challenging. Amyloid positron emission tomography (PET) has become increasingly important in medical practice for patients with AD. To integrate and update previous guidelines in the field, a task group of experts of several disciplines from multiple countries was assembled, and they revised and approved the content related to the application of amyloid PET in the medical settings of cognitively impaired individuals, focusing on clinical scenarios, patient preparation, administered activities, as well as image acquisition, processing, interpretation and reporting. In addition, expert opinions, practices, and protocols of prominent research institutions performing research on amyloid PET of dementia are integrated. With the increasing availability of amyloid PET imaging, a complete and standard pipeline for the entire examination process is essential for clinical practice. This international consensus and practice guideline will help to promote proper clinical use of amyloid PET imaging in patients with AD.

通讯作者

田梅

田梅,教育部“长江学者”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、科技部“重点领域创新团队”负责人。复旦大学人类表型组研究院执行院长。长期从事分子影像的重大疾病精准诊治的临床、教学和科研工作,研发系列重大疾病精诊治的分子影像诊断新方法,领衔制定多部分子影像诊断国际专家共识。担任世界分子影像学会主席、中国认知科学学会副理事长、中国认知科学学会分子影像分会理事长;应邀担任美、欧、英、日、世界等五大分子影像与核医学权威学会官方期刊副主编,以及英国《柳叶刀》杂志编辑顾问;获教育部科技进步一等奖两项、中国青年科技奖、中国青年女科学家奖、中国产学研合作创新成果一等奖;提出“透明病理”新理论,丰富了医学影像理论体系。人卫社统编规划教材《核医学》(第四版)主编及《医学影像学》英文版副主编。

左传涛

左传涛,医学博士,教授,主任医师,博士生导师,复旦大学附属华山医院核医学/PET中心副主任,中华医学会核医学分会青年委员会副主任委员,中华医学会核医学分会神经学组副组长,中国医师协会核医学分会委员。专长于神经核医学,尤其是神经退行性疾病PET/MR多模态和多示踪剂联合研究。论著发表于Brain、Movement Disorders、Journal of Nuclear Medicine、European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging等国际权威期刊。参与PET脑显像国际专家共识两篇,发表于European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging和Phenomics。

张宏

张宏,浙江大学二级教授、浙江大学学术委员会委员、浙江大学“求是”特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”领军人才。浙江大学生物医学工程与仪器科学学院院长、浙江大学医学PET中心主任、浙江大学医学院附属第二医院核医学科主任。从事重大疾病的分子影像精准诊治研究,“透明病理”理论共同提出者,主持制定小儿癫痫及AD PET分子影像诊断国际专家共识3部。担任“十三五”“十四五”国家重点研发计划干细胞专项两任首席科学家,“十三五”“十四五”国家自然科学基金重大科研仪器研制项目两任负责人,国家自然科学基金重点项目负责人。获教育部科技进步一等奖两项、中国感光学会科技进步一等奖、全国发明展览会金奖、日内瓦国际发明展金奖。应邀担任美国、欧洲、英国、日本核医学与分子影像学会会刊编委、中国认知科学学会分子影像分会副理事长、医学装备知识产权联盟副理事长、浙江省分子医学学会副主任委员、浙江省核学会副理事长。

Phenomics期刊简介

Phenomics是一本新创的同行评审国际期刊,聚焦表型组学前沿研究,搭建全球表型组学领域专家交流的国际平台,推动该领域相关的理论创新和学科发展。

本期刊拥有强大的国际编委团队,复旦大学金力院士担任主编,美国系统生物学研究所Leroy Hood院士、澳大利亚莫道克大学Jeremy Nicholson院士、德国莱布尼兹环境医学研究所Jean Krutmann院士、复旦大学唐惠儒教授共同担任副主编,复旦大学丁琛教授担任执行主编,另有来自全球多国的三十多位著名科学家共同组成编委团队,以及四十多位青年科学家组成青年编委团队。

我们诚挚地邀请广大科研人员投稿! 

Phenomics官网:springer.com/journal/43

投稿链接:editorialmanager.com/pn

编辑部邮箱:phenomics@ihup.org.cn、phenomics@fudan.edu.cn

欢迎关注Phenomics官方公众号

文章来源:人类表型组计划公众号




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