综述:阿尔茨海默病的病理机制与分子影像学研究进展

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Clinical Interventions in Aging 3.7

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  这篇综述系统阐述了阿尔茨海默病(AD)的病理机制与分子影像学进展,重点探讨了Aβ沉积、Tau蛋白磷酸化、神经炎症等核心机制,以及PET(正电子发射断层扫描)、MRI(磁共振成像)、视网膜成像等技术的临床应用,同时展望了纳米技术、肠道菌群分析和人工智能(AI)等新兴检测手段在早期诊断中的潜力。

  

病理机制

阿尔茨海默病(AD)的病理机制呈现复杂的级联反应。β淀粉样蛋白(Aβ42)通过β和γ分泌酶切割淀粉样前体蛋白(APP)形成,触发小胶质细胞激活和神经炎症。Aβ寡聚体(oAβ)通过激活糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)促进Tau蛋白过度磷酸化,形成神经原纤维缠结(NFTs)。线粒体功能障碍和氧化应激(OS)进一步加剧神经元损伤,而肠道菌群失调通过“肠-脑轴”促进炎症因子释放,加速Aβ沉积和Tau病理。

分子影像技术

PET成像

  • Aβ类示踪剂11C-PiB和18F-flutemetamol可特异性结合Aβ斑块,但存在白质脱靶信号。

  • Tau类示踪剂18F-AV1451和18F-MK-6240能区分AD与其他Tau蛋白病,后者对早期Tau积累更敏感。

  • 能量代谢类18F-FDG通过检测脑葡萄糖代谢减退,反映神经元功能丧失,但对非AD痴呆特异性较低。

MRI技术

  • 结构MRI(sMRI):显示海马和内侧颞叶萎缩,但缺乏分子特异性。

  • 功能MRI(fMRI):默认模式网络(DMN)连接减弱是AD的特征性改变。

  • 血管评估:扩散准备伪连续动脉自旋标记(DP-pCASL)技术可量化血脑屏障(BBB)水交换率(Kw),早期发现BBB功能障碍。

视网膜成像

光学相干断层扫描(OCT)显示视网膜神经纤维层(RNFL)变薄,光学相干断层扫描血管成像(OCTA)检测微血管密度降低,但需排除青光眼等混杂因素。

新兴技术

纳米技术

金纳米颗粒(AuNPs)和量子点(QDs)增强Aβ和Tau检测灵敏度,但面临血脑屏障穿透难题。

肠道菌群分析

AD患者肠道菌群中厚壁菌门减少,变形菌门增加,代谢物如花生四烯酸水平异常,可作为潜在生物标志物。

细胞外囊泡(EVs)

神经元源性EVs携带APP、BACE1等蛋白及miRNA,其脂质组学变化比脑组织更敏感反映AD病理。

人工智能(AI)

深度学习模型(如3D-CNN)整合多模态影像数据,AD识别准确率达96%,但需解决数据异质性和伦理问题。

未来展望

多靶点协同干预、多模态影像标准化及AI与分子诊断的深度融合是AD研究的关键方向。通过跨学科合作,早期精准诊疗或将成为现实。

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