Уменьшение толщины серого вещества в нескольких областях мозга может указывать, как быстро человек с ранней болезнью Альцгеймера перейдет от легких когнитивных нарушений к деменции и начнет терять самостоятельность. Ученые разработали МРТ-биомаркер, который оценивает характерную для заболевания картину атрофии и дополняет прогноз, основанный на текущих симптомах пациента. О том, как работает новая «сигнатура» мозга, насколько точен такой прогноз и когда метод может войти в клиническую практику, — в материале «Известий».
Болезнь до 65 лет
Ранняя болезнь Альцгеймера отличается от наиболее распространенной формы возрастом появления симптомов: нарушения памяти, речи, мышления или зрительно-пространственного восприятия возникают до 65 лет. По данным Национального института старения США, на такие случаи приходится менее 10% всех диагнозов болезни Альцгеймера.
Справка «Известий»Заболевание может проявиться в период, когда человек продолжает работать, воспитывает детей, выплачивает кредиты и принимает решения, от которых зависит благополучие семьи. Поэтому пациентам важно понимать не только сам диагноз, но и вероятную скорость ухудшения состояния.
Ранняя форма не всегда начинается с выраженной забывчивости. У некоторых людей первыми нарушаются речь, способность планировать действия, распознавать предметы или ориентироваться в пространстве. Из-за этого заболевание могут ошибочно принять за психическое расстройство, последствия стресса или другую неврологическую патологию.
При этом раннее начало болезни не означает, что она обязательно передается по наследству. Редкие изменения в генах APP, PSEN1 и PSEN2 действительно способны непосредственно вызывать заболевание, однако большинство ранних случаев являются спорадическими. Авторы нового исследования изучали именно пациентов без выявленной наследственной мутации, вызывающей болезнь Альцгеймера.
Где заканчиваются легкие нарушения и начинается деменция
Участники исследования находились на стадии легких когнитивных нарушений. В этот период проблемы с памятью и мышлением уже выходят за пределы обычных возрастных изменений, но человек еще способен самостоятельно справляться с большинством повседневных задач.
Переход к деменции фиксируют тогда, когда когнитивные нарушения начинают существенно мешать повседневной жизни. Человеку становится сложнее работать, управлять финансами, готовить еду, принимать лекарства, ориентироваться в незнакомой обстановке или выполнять другие привычные действия без посторонней помощи.
Продолжительность промежуточной стадии значительно различается. Один пациент может сохранять самостоятельность в течение нескольких лет, тогда как у другого состояние ухудшается намного быстрее. Клиническое обследование позволяет оценить тяжесть симптомов в настоящий момент, однако по нему трудно установить дальнейшую скорость изменений.
Что ученые назвали сигнатурой мозга
Разработанный метод получил название «сигнатура ранней болезни Альцгеймера». Это не отдельное образование, которое можно увидеть на снимке, а карта областей коры, особенно уязвимых при ранней форме заболевания.
Основу биомаркера заложили в предыдущей работе той же группы. Тогда ученые установили, что у пациентов с ранней болезнью Альцгеймера атрофия особенно заметна в нижней части теменной доли, задней поясной коре, предклинье и задних отделах височной коры. Исследование показало, что этот рисунок воспроизводится в разных группах пациентов и связан с выраженностью когнитивных нарушений.
Такая картина отличается от типичной поздней болезни Альцгеймера, при которой особенно заметно поражение медиальных отделов височной доли, включая структуры, тесно связанные с памятью. У более молодых пациентов нейродегенерация может шире затрагивать теменные и задние височные области, отвечающие не только за запоминание, но также за речь, внимание, рассуждение и обработку зрительно-пространственной информации.
Как проходило исследование
Ученые проанализировали данные 130 человек в возрасте от 40 до 64 лет. У всех были легкие когнитивные нарушения, связанные с подтвержденной биомаркерами ранней болезнью Альцгеймера, однако на момент включения в исследование они сохраняли самостоятельность. Контрольную группу составили 97 когнитивно здоровых людей сопоставимого возраста.
Каждому добровольцу сделали МРТ в начале исследования. Затем участники прошли как минимум одно повторное ежегодное обследование. Средняя продолжительность наблюдения составила около двух лет. Исследователи измерили толщину коры в восьми областях, связанных с памятью, речью и мышлением. В их число вошли медиальная и латеральная теменная кора, а также задняя часть латеральной височной коры. Полученные значения объединили в общий показатель выраженности атрофии.
Для расчетов использовали не только абсолютную толщину коры. Показатели каждого участника сравнивали с результатами здоровой контрольной группы и корректировали с учетом возраста и пола. Это позволило определить, насколько состояние мозга конкретного пациента отклонялось от ожидаемого уровня.
Такой анализ нельзя приравнивать к обычному визуальному просмотру МРТ. В исследовании снимки подвергались количественной обработке, во время которой программа измеряла заранее определенные участки и формировала сводную оценку. Следовательно, наличие стандартного заключения МРТ еще не означает, что пациенту автоматически рассчитали новую сигнатуру.
Что показали два года наблюдений
За время исследования 84 из 130 пациентов, или примерно 65%, перешли от легких когнитивных нарушений к деменции. У людей с более выраженным истончением коры этот переход в среднем происходил быстрее. На каждое стандартное отклонение в сторону более сильной атрофии приходилось увеличение относительного риска перехода к деменции в 1,24 раза. Иными словами, при более выраженном уменьшении толщины коры мгновенный риск ухудшения в течение периода наблюдения был примерно на 24% выше.
Эту цифру важно интерпретировать осторожно. Она не означает, что деменция обязательно разовьется у дополнительных 24% пациентов. Показатель также не позволяет по одному снимку определить конкретный месяц или год, когда человек потеряет самостоятельность. Речь идет о статистической разнице в скорости развития заболевания между людьми с разной выраженностью атрофии.
Добавление МРТ-сигнатуры улучшило модель прогноза, уже учитывавшую возраст, пол и исходную тяжесть когнитивных нарушений. Следовательно, состояние определенных областей коры содержало дополнительную информацию, которую невозможно было получить только из оценки симптомов.
Можно ли считать биомаркер «часами»
Биомаркер сравнивается с таймером, который может показывать скорость приближения деменции. Такая метафора помогает объяснить идею исследования, но пока не должна восприниматься буквально. Метод распределяет пациентов по вероятной скорости прогрессирования, а не запускает индивидуальный обратный отсчет. Два человека с похожими результатами МРТ могут столкнуться с разной динамикой заболевания из-за особенностей здоровья, уровня образования, сопутствующих патологий, образа жизни и других биологических факторов.
Кроме того, в работе оценивалась связь исходной атрофии с последующим ухудшением в среднем на протяжении двух лет. Для расчета долгосрочных прогнозов потребуются более продолжительные наблюдения.
Справка «Известий»Биомаркер показывает последствия нейродегенерации — уменьшение толщины коры, но не устанавливает причину повреждения. Поэтому он не может самостоятельно подтвердить, что когнитивные нарушения вызваны именно болезнью Альцгеймера.
В исследование включали людей, у которых диагноз уже был поддержан специальными биомаркерами. Применять полученный алгоритм ко всем пациентам с ухудшением памяти без предварительного обследования пока нельзя.
Какие ограничения обнаружили ученые
Полученные результаты пока нельзя переносить на всех пациентов с ранней болезнью Альцгеймера. Биомаркер разрабатывался и проверялся на одной исследовательской группе, большинство участников которой относились к белому населению неиспаноязычного происхождения. Неизвестно, насколько точно алгоритм будет работать в других этнических и социальных группах.
У большинства участников нарушения в первую очередь затрагивали память. Между тем ранняя болезнь Альцгеймера может начинаться с речевых, поведенческих или зрительно-пространственных проблем. Авторы допускают, что для таких вариантов заболевания карта уязвимых областей мозга и ее прогностическая точность могут отличаться.
Выборка также была сформирована по строгим критериям. Участники проходили расширенное обследование, не имели ряда других неврологических заболеваний и наблюдались в специализированных исследовательских центрах. В повседневной клинической практике пациенты обычно сильнее различаются по состоянию здоровья.
Исследование не показало, может ли сигнатура предсказывать другие значимые события, например необходимость постоянного ухода, переезд в специализированное учреждение или продолжительность жизни. Для этого необходимы отдельные и более длительные наблюдения. Наконец, ученым предстоит провести внешнюю проверку алгоритма — применить его к независимой группе пациентов, которая не использовалась при разработке модели. Только после этого можно будет оценивать готовность метода к широкому клиническому использованию.