AI检测血液中阿尔茨海默氏病的蛋白质特征

使用具有不同表面特性的纳米粒子，研究人员能够在出现阿尔茨海默氏病临床症状(包括记忆力减退，混乱和认知困难)之前检测血浆中蛋白质组成的细微变化。

由于纳米粒子的独特特性，生物体液中的不同蛋白质选择性地粘附在其表面上，形成蛋白质电晕，该蛋白质电晕在疾病期间会发生变化。来自美国和意大利的研究人员确定了血浆蛋白模式的这些细微变化，以区分血浆样品与健康个体和确诊为阿尔茨海默氏病的个体。

米兰-比可卡大学(University of Milano-Bicocca)的克劳迪娅·科博(Claudia Corbo)博士和发表在《高级医疗保健材料》上的这项研究的主要作者说：“蛋白质电晕的成分受特定健康状况以及纳米粒子本身的化学和物理特性的影响。”

“蛋白质与颗粒表面的结合非常精确，并取决于颗粒的化学和形状以及蛋白质的化学和结构，”资深作者，布里格姆妇女医院和哈佛医学院的Omid Farokhzad教授说。

他说：“通过对相同的生物样品使用不同的颗粒，您可以在蛋白质组学中做得越来越深，这意味着您可以以高度可重复且强大的方式捕获越来越多的蛋白质。”

他们开发了一种诊断平台，该平台使用六个不同的纳米粒子，每个纳米粒子结合一组不同的血浆蛋白，这些蛋白通过质谱鉴定和定量。在首先使用健康个体和阿尔茨海默氏病患者的蛋白质电晕模式集训练机器学习算法后，研究人员随后使用人工智能来识别阿尔茨海默氏病的蛋白质电晕特征。

六个不同的纳米颗粒，每个将一组不同的血浆蛋白结合在一起，形成健康和阿尔茨海默氏病状态之间截然不同的蛋白电晕特征

这种多纳米粒子平台与人工智能的结合，识别出的老年痴呆症样本的准确率超过92%。这组作者甚至可以在最终诊断出阿尔茨海默氏病之前，在储存多年的患者样本中检测出阿尔茨海默氏病特定蛋白的电晕，其准确率达到95%以上。

使用简单的非侵入性方法进行早期检测将减少常规检测的障碍，并为中止甚至逆转疾病的进展提供更好的机会。

近年来，在血液测试以检测阿尔茨海默氏病迹象方面已进行了相当大的努力，因为诊断当前依赖于昂贵的大脑PET(正电子发射断层扫描)扫描和侵入性测试，需要进行腰椎穿刺来检测淀粉样蛋白B的积累。脑脊液。在没有其他迹象或症状表示阿尔茨海默氏病的情况下，很少进行这些检查。

正在开发的大多数血液检查都是基于血浆中生物标志物的检测。由于缺乏生物标志物检测的特异性或敏感性，这些测试受到阻碍。例如，循环淀粉样蛋白肽的浓度太低而无法在血液中可靠地检测到，这些肽类也可能源自其他器官。

作者没有依靠生物标志物来检测阿尔茨海默氏病，而是比较了健康人血浆和确诊阿尔茨海默氏病的血浆中血浆蛋白的组成。

“我们不知道我们在寻找什么，我们在寻找差异。这样才能获得新颖的生物学见解，我们对我们的结果感到兴奋。” Farokhzad说。

“为了真正利用蛋白质组学的力量，您需要能够以无偏倚的方式和可扩展的方式询问许多不同类型的蛋白质变体。这就是我们的方法所能实现的，并且我们证明了其在阿尔茨海默氏病诊断中的效用，”他说。

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