淀粉样多发性硬化症
―通过血液检测早期发现阿尔茨海默病的分析方法―

淀粉样蛋白 MS 概述

淀粉样蛋白MS是岛津制作所与美国国家老年医学中心（NCGG）共同开发的一种筛查阿尔茨海默病的新型血液分析方法。该技术旨在通过几滴血液（约0.5毫升）预测早期阿尔茨海默病。

阿尔茨海默病

近年来，随着人口老龄化不断加剧，痴呆症患者的数量也在不断增加。截至 2012 年，日本 65 岁以上的老年人中，七分之一患有痴呆症，预计未来这一数字还会进一步增加。应对痴呆症的措施已成为一个社会问题，日本厚生劳动省和其他相关省份启动了一项加速痴呆症应对措施的综合战略（新橙色计划）。因此，有必要建立早期发现、治疗和预防的方法。虽然各种疾病都可能导致痴呆症（例如阿尔茨海默氏痴呆、脑血管性痴呆、路易体痴呆和额颞叶痴呆），但阿尔茨海默氏痴呆症的患者数量最多，约占总数的 60%。

虽然阿尔茨海默氏痴呆症的病因尚未查明，但随着病情的发展，可以观察到几种特征性病理。例如，淀粉样蛋白β在神经元细胞表面积聚形成老年斑，tau蛋白在神经元细胞内积聚，将蛋白质转变为棉绒状（神经原纤维缠结）。

因此，在认知能力下降的症状出现之前识别阿尔茨海默病病理的一种方法是可视化和量化淀粉样β蛋白和tau蛋白的积累水平（数量、浓度和分布）。例如，可以进行PET扫描或脑脊液（CSF）标记物测试。

此外，岛津还与美国国家老年医学中心（NCGG）合作，通过几滴血液发现了可用于预测淀粉样β斑块数量的生物标志物。

精准 Aβ 相关肽检测之路

即使堆积了大量的β淀粉样蛋白斑块，由于血液中各种外来物质的浓度也很高，β淀粉样蛋白的含量极少，因此，在血液样本中检测β淀粉样蛋白一直非常困难。

目前已知有两种主要类型的淀粉样β蛋白。一种是“Aβ1-40”，一种由40个氨基酸组成的肽，另一种是“Aβ1-42”，由42个氨基酸组成。此外，已知至少还有十种不同长度的其他类型。常用的酶联免疫吸附测定 (ELISA) 将多种长度的淀粉样β蛋白归为一类。即使可以区分 Aβ1-40 和 Aβ1-42 类型，ELISA 也无法准确测量其他 Aβ 相关肽（各种长度的淀粉样β蛋白的统称）。

由于质谱仪适合于对多种物质进行鉴别和同时测定，因此岛津决定尝试使用2010年参与世界领先创新科学技术研发资助计划（FIRST计划）的高性能质谱仪系统来测定Aβ相关肽。

虽然用质谱仪检测微量Aβ相关肽存在技术难度，但通过开发血液预处理方法，这一难题得以解决。此外，在与NCGG的联合研究中，发现了与淀粉样β蛋白斑块状态相关的生物标志物，从而成功开发出世界上第一个利用血液样本预测淀粉样β蛋白积聚的技术。

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  获取血液

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  预处理血液

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  分析质量

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  分析 Aβ 相关肽

创新1——血液预处理方法

为了准确检测出各Aβ相关肽的含量，岛津公司的金子直树尝试了多种血液预处理方法。
最终，他找到了一种方法，即使用一种具有 Aβ 相关肽内序列表位的特殊抗体，并进行两个连续的亲和纯化步骤。
通过选择最适合抗原抗体反应的表面活性剂，并在各步骤中使用最佳试剂（第一步使用含有表面活性剂的酸性溶液，第二步使用有机溶剂），使用适量的溶液促进与抗体的接触等，发现了一种从血液中仅提取Aβ相关肽，并使用质谱仪以足够高的S/N比检测它们的方法。

该方法结合了岛津在抗体技术方面的优势以及基于MALDI离子源^*的高效质谱技术，可以分离和测定22种Aβ相关肽。这22种类型中甚至包括8种以前从未在血液中证实过的新类型。

2. 评估淀粉样蛋白β积累水平的方法（生物标志物）

利用血液预处理和精确质谱系统，可以测定22种Aβ相关肽，其中包括8种新发现的肽。那么，如何利用所得数据来早期发现阿尔茨海默病呢？
为了获得这些知识，我们访问了 NCGG，并与阿尔茨海默病研究领域的权威 Katsuhiko Yanagisawa 博士开始合作研究。

为了在临床研究中根据明确的标准区分阳性结果和阴性结果的受试者，柳泽博士提出了使用 Aβ-PET 扫描结果进行生物标志物研究，而不是使用基于患者访谈的典型方法。
合作研究开始一年半后，我们发现，随着阿尔茨海默病的进展，新发现的肽 APP669-711 的数量趋于高于 Aβ1-42。换句话说，这表明，通过使用 APP669-711/Aβ1-42 作为新的生物标记，可能能够准确区分患有和不患有阿尔茨海默病（淀粉样β斑块）的患者。

Aβ1-42 和 APP669-711 之间的强度比根据淀粉样β蛋白积累的状态而变化的原因大概是由于两种肽之间的聚集能力不同。

即使在正常健康个体中，大脑中产生的部分 Aβ1-42 也会泄漏到脑脊液或血液中。
当淀粉样β蛋白开始在脑中积聚时，产生的 Aβ1-42 会相继与淀粉样β蛋白结合（聚集），从而减少渗漏到血液中。相比之下，APP669-711 两端的氨基酸序列不同，与 Aβ1-42 相比，其自聚集水平显著降低。因此，它不太可能与淀粉样β蛋白结合，据推测，无论脑中淀粉样β蛋白的积累水平如何，渗漏到血液中的比例都是固定的。
此外，Aβ1-42 的漏出量不仅因淀粉样β蛋白的蓄积程度而异，还受个体整体状况的影响。通过计算同样受到影响的 APP669-711 的漏出量与比率，可以消除全身影响，仅分离出由淀粉样β蛋白蓄积引起的变化。

所提及的技术、产品和其他信息仅供研究目的。
仅供研究使用。不可用于诊断程序。

共同创造

上述技术是将岛津在质谱技术方面的专业知识与国家老年医学中心的痴呆症研究知识相结合而建立的。
链接至国家老年医学和老年学中心网站