面向世界科技前沿,面向國家重大需求,面向國民經濟主戰場,率先實現科學技術跨越發展,率先建成國家創新人才高地,率先建成國家高水平科技智庫,率先建設國際一流科研機構。

——中國科學院辦院方針

首頁 > 科研進展

大規模多中心腦影像研究發現阿爾茨海默病早期識別標記

2020-04-08 自動化研究所
【字體:

語音播報

  近日,中國科學院自動化研究所腦網絡組研究中心領銜發展了一套基于海馬影像組學的阿爾茨海默病早期識別的研究框架,發現海馬的影像組學是一種阿爾茨海默病穩定、有效、可泛化的生物標記,并有望應用于臨床輔助診斷的生物標記的個體化診斷,對未來阿爾茨海默病臨床的精準輔助識別、高危人群的縱向跟蹤具有重要臨床意義。相應的研究方法可推廣至其他精神疾病的研究。

  阿爾茨海默病(Alzheimer Disease, AD), 俗稱“老年癡呆癥”,作為一種不可逆的神經退行性疾病,是老年人群中最為常見的認知障礙疾病。傳統上,大腦海馬區(hippocampus)的萎縮被認為是與AD相關的一個影像學標志物,然而既往關于AD的影像學研究大多是基于單中心、小樣本的結果,標記物的泛化性存在爭議。

  為突破AD的早期診斷和療效評價所面臨的瓶頸,自動化所腦網絡組研究中心牽頭,聯合中國人民解放軍總醫院、首都醫科大學宣武醫院、天津環湖醫院和山東大學齊魯醫院等國內外多家單位共同發展了一套基于海馬影像組學的AD早期識別的研究框架(HR4AD: Hippocampal radiomics for AD)。團隊基于1900余例腦影像樣本,發現海馬影像組學可以作為AD的影像學標記,并從標記的泛化性、個體化精準診斷可行性與生物機制解析等方面進行了系統的研究。

  針對現有的臨床直接應用影像學標記的泛化性能不足這一關鍵問題,腦網絡組研究中心瞄準利用磁共振影像對AD進行輔助早期識別這一目標,收集了6個中心的AD及輕度認知損害(mild cognitive impairmentAD高風險人群)病人的腦影像、臨床與認知評估等數據,并利用美國ADNI數據庫(包括基因組學、腦影像、臨床認知評估、蛋白沉淀等臨床數據)作為驗證數據。在多中心、大樣本數據的基礎上,首次在多中心、大樣本的數據中證實了海馬的影像組學是AD穩定的生物標記,在此基礎上探索了影像標記與基因風險、認知能力、蛋白沉淀等臨床信息的潛在關系,并在縱向跟蹤的數據中驗證了影像學標記可以用來跟蹤高危人群的病情發展。

  HR4AD研究的主要創新性體現在以下幾個方面: (1) 多中心融合分析表明AD中存在著顯著可重復的異常海馬影像組學特征表達; (2) 獨立中心交叉驗證表明HR4AD可以用于AD的個體化識別; (3)基因、生物標記和縱向變化刻畫HR4AD背后的生物學意義。

  綜上,該研究表明海馬的影像組學是一種AD穩定、有效、可泛化、并且有希望應用于臨床輔助診斷的生物標記的個體化診斷的生物標記,可能對未來AD臨床的精準輔助識別、高危人群的縱向跟蹤具有重要的臨床意義。

  該研究以Independent and reproducible hippocampal radiomic biomarkers for multisite Alzheimer’s disease: diagnosis, longitudinal progress and biological basis 為題于43日在Science Bulletin 在線發表。通訊作者是自動化所腦網絡組研究中心研究員劉勇和中國人民解放軍總醫院教授張熙,第一作者是劉勇小組的碩士研究生趙坤。

  相應的研究方法可推廣至其他精神疾病的研究。團隊已經共享了研究中更新后的應用程序(https://github.com/YongLiulab)。這也是該團隊繼基于多中心的功能磁共振阿爾茨海默病腦活動改變研究(Science Bulletin, 2019, 64: 998-1010)之后,在AD的腦影像異常表征上取得的又一重要進展。團隊后續的工作將集中在更多獨立中心、縱向跟蹤的高危人群的驗證工作。

  該研究受到國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金委面上項目、中科院先導項目和模式識別國家重點實驗室開放課題等的支持。

  論文鏈接

圖:HR4AD研究框架

打印 責任編輯:葉瑞優

掃一掃在手機打開當前頁

© 1996 - 中國科學院 版權所有 京ICP備05002857號 京公網安備110402500047號

聯系我們 地址:北京市三里河路52號 郵編:100864

  • 雷竞技官网 JBO体育| JBO电竞| JBO| JBO体育| JBO官网| 竞博lol| 竞博官网下载| JBO电竞| JBO官网| JBO| 竞博app官方下载| 竞博app官方下载| 官网竞博| 竞博app官方下载|