KR102496845B1 - 진단 지표로서 베타-아밀로이드 수준과 함께 혈장 타우 수준을 사용하는 알츠하이머병의 진단 및 치료 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 뇌에서 혈장 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42 수준과 AD-관련 타우 병리 사이의 상관관계에 관한 것이다. 본 발명은 또한 대상체의 뇌 영역에서 뇌 타우 축적 수준을 측정하는 방법, 타우 양성 대상체를 진단하고 그것을 치료하는 방법, 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 평가하고 그것을 치료하는 방법, 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하고 그것을 치료하는 방법, 대상체에서 뇌 글루코스 대사를 측정하는 방법, 대상체에서 신경퇴행을 측정하는 방법, 및 대상체에서 인지 기능을 측정하는 방법, 및 타우 양성 환자를 판별하고, 타우 양성 대상체를 진단하거나 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하기 위한 진단 키트에 관한 것이다.
Description
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2018년 8월 8일에 출원된 미국 가특허 출원 번호 62/716,168호의 이익을 주장하며, 상기 출원의 내용은 본원에 참조로 포함된다.
발명의 분야
본 발명은 β-아밀로이드 수준과 함께 혈장 타우(tau)를 사용하는 알츠하이머병에 대한 진단 방법 및 키트 및 그것에 의해 진단된 환자를 치료하는 방법에 관한 것이다.
알츠하이머병(AD)은 노인 인구에서 가장 흔한 신경퇴행성 질환이다. β-아밀로이드(Aβ) 펩타이드의 대뇌 축적 및 타우의 신경원섬유 엉킴(NFT)이 AD의 주요 병리적 특징이며 그것의 발병 중에 뉴런 및 시냅스의 독성 및 파괴로 이어지는 신경퇴행 메커니즘과 밀접하게 관련된다. 특히 타우는 그것의 Aβ와의 회합을 통해 AD 발병에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있고, 여러 라인의 증거가 타우-의존성 Aβ 독성 및 AD의 발병 중에 타우와 Aβ를 연결시키는 피드백 루프를 제시하였다.
타우는 MAPT(미세소관 관련 단백질 타우) 유전자에 의해 암호화되며 인간 뇌에서 그것들의 아미노 말단 삽입부와 미세소관 결합 도메인 반복부가 상이한 6개의 동형(isoform)으로서 존재한다. 타우는 그것의 미세소관 결합 도메인 반복부를 통해 튜불린 조립을 촉진하고 미세소관 구조 및 기능을 안정화시키는 작용을 한다. 타우는 많은 인산화 부위를 함유하며, 그것의 인산화 상태는 그것의 미세소관 조립에 미치는 효과에 영향을 준다. 타우가 AD 연구의 진원지를 따라 AD 발병의 중요한 기여자인지의 여부는 아밀로이드 가설을 토대로 한 AD-표적화 치료 전략의 임상 시험의 실망스러운 결과로 인해 현재 재평가가 이루어지고 있는 문제이다. 양전자 방출 단층촬영(PET) 영상은 뇌 타우 병리를 모니터링하기 위한 가치 있는 기법이 되었고, PET 영상을 통한 신경원섬유 병리의 확인을 위해 최근에 개발된 다양한 타우 방사성 추적자는 대단한 AD 진단 및 예측 잠재력을 제공한다. 그러나, 비록 타우의 PET 영상이 풍부한 정보를 제공하고 AD 병리를 꽤 잘 반영하지만, PET 기기는 많은 임상 환경에서 이용할 수 없고, PET 영상은 고비용 및 방사선 위험에 관한 우려와 결부된다.
그러므로, 뇌 타우 침착을 감지하고 모니터링하기 위한 편리하고 접근 가능한 방법에 대한 절실한 충족되지 않은 필요성이 있다.
본 발명은 혈장 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42 수준과 AD-관련 타우 병리 사이의 상관관계에 관한 것이다. 본 발명의 진단 키트는 관심 있는 대상체에서 뇌 타우 축적 수준을 예측하고 측정하는 데 유용할 수 있다.
발명의 한 측면은 혈장 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42 수준을 사용하여 뇌 타우 축적 수준을 측정하는 방법이며, 방법은: 대상체로부터 혈장 샘플을 얻는 단계; 혈장 총 타우, p-타우 및 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 혈장 Aβ를 측정하는 단계; 및 혈장 타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계를 포함하고, 여기서 혈장 타우/Aβ1-42 비율은 뇌 타우 축적의 수준에 대한 파라미터를 나타낸다.
발명의 다른 측면은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 포함하며 추가로 혈액 응고 억제제를 포함하는, 타우 양성 환자를 판별하기 위한 진단 키트이다.
발명의 또 다른 측면에는 본원에 기술된 방법을 사용하여 측정된 또는 예측된 타우 양성 환자의 증상을 치료 또는 개선하는 방법이 있다.
발명의 또 다른 측면에는 본원에 기술된 진단 키트를 사용하여 측정된 또는 진단된 또는 예측된 타우 양성 환자의 증상을 치료 또는 개선하는 방법이 있다.
발명의 또 다른 측면은 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하는 방법이며, 방법은: 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 포함하며, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 존재를 나타낸다. 구현예에서, 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 타우 축적 및/또는 대상체의 뇌에서의 Aβ 침착 및/또는 대상체의 뇌의 신경 기능장애 및/또는 대상체의 기능장애성 뇌 글루코스 대사 및/또는 대상체의 인지 기능 손상 및/또는 신경퇴행이다. 구현예에서, 인지 기능 손상은 MMSE(미니-정신 상태 검사) 점수에 의해 측정된다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장에서 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다.
발명의 또 다른 측면은 타우 양성 대상체를 진단하는 방법이고, 방법은: 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계; 및 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계를 포함하며, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 뇌 타우 침착의 존재를 나타낸다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 타우 양성 대상체는 알츠하이머병을 가진다.
발명의 또 다른 측면은 타우 양성 대상체를 진단하는 방법이며, 방법은: 대상체의 ApoE의 유전자형을 분류하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계를 포함하며, AD의 위험에 대한 ApoE 유전자형의 존재 및 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우 또는 p-타우의 더 많은 양 또는 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체의 뇌에서 타우 침착의 존재를 나타낸다. 구현예에서, AD의 위험에 대한 ApoE 유전자형은 ApoE4 유전자형이다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 타우 양성 대상체는 알츠하이머병을 가진다.
발명의 또 다른 측면은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 포함하는, 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하기 위한 또는 타우 양성 대상체를 진단하기 위한 진단 키트이다.
발명의 또 다른 측면은 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 가진 대상체를 치료하는 방법이며, 방법은: 상기 언급한 방법에 따라 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하는 단계; 및 치료적 유효량의 의약을 그것을 필요로 하는 대상체에게 투여하고, 그로써 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 완화 또는 감소시키거나 알츠하이머병의 발달을 지연시키는 단계를 포함한다. 구현예에서, 의약은 약물 치료, 비약물 치료, 또는 이것들의 조합이다. 구현예에서, 약물 치료는 콜린에스테라제 억제제, N-메틸-d-아스파테이트 차단제, 항-아밀로이드병 변형 요법, 항-타우 질환-변형 요법, 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제, 또는 이것들의 조합이다.
발명의 또 다른 측면은 타우 양성 대상체의 치료 방법으로, 방법은: 상기 언급된 방법에 따라 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계; 및 치료적 유효량의 의약을 그것을 필요로 하는 대상체에게 투여함으로써 타우 양성 대상체의 신호 또는 증상을 완화 또는 감소시키거나 타우 양성 대상체의 신호 또는 증상의 발달을 지연시키는 단계를 포함한다. 구현예에서, 의약은 약물 치료, 비약물 치료, 또는 이것들의 조합이다. 구현예에서, 약물 치료는 콜린에스테라제 억제제, N-메틸-d-아스파테이트 차단제, 항-아밀로이드병 변형 요법, 항-타우 질환-변형 요법, 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제, 또는 이것들의 조합이다.
발명의 또 다른 측면은 대상체의 뇌 영역에서 뇌 타우 축적 수준을 측정하는 방법이며, 방법은: 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계; 및 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계를 포함하고, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체의 뇌에서 타우 침착의 존재를 나타낸다.
발명의 또 다른 측면은 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 평가하는 방법이며, 방법은: (i) 제1 시점에서 대상체의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; (ii) 제1 시점에서 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; (iii) 제2 시점에서 대상체의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; (iv) 제2 시점에서 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 (v) 제1 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제2 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 포함하고, 제1 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 제2 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 나타낸다. 구현예에서, 방법의 단계 (i)은 제1 시점에서 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계를 추가로 포함하며; 방법의 단계 (ii)는 제1 시점에서 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계를 추가로 포함하고; 방법의 단계 (iii)은 제2 시점에서 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계를 추가로 포함하며; 방법의 단계 (iv)는 제2 시점에서 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계를 추가로 포함하고; 그리고 방법의 단계 (v)는 제1 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제1 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율, 제2 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제2 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율, 그리고 제1 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제2 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 추가로 포함하며, 여기서 제2 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제1 시점에서의 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율 사이의 차이와 비교하여 제2 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 제1 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율 사이의 더 큰 차이는 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 추가로 나타낸다. 구현예에서, 제1 시점과 제2 시점은 1개월, 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월, 8개월, 9개월, 10개월, 11개월, 12개월, 13개월, 14개월, 15개월, 16개월, 17개월, 18개월, 19개월, 20개월, 21개월, 22개월, 23개월, 24개월, 25개월, 26개월, 27개월, 28개월, 29개월, 30개월, 31개월, 32개월, 33개월, 34개월, 35개월, 36개월, 37개월, 38개월, 39개월, 40개월, 41개월, 42개월, 43개월, 44개월, 45개월, 46개월, 47개월, 48개월, 49개월, 50개월, 51개월, 52개월, 53개월, 54개월, 55개월, 56개월, 57개월, 58개월, 59개월, 또는 60개월만큼 떨어져 있다. 구현예에서, 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 타우 축적이다. 구현예에서, 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 타우 축적 및/또는 대상체의 뇌에서의 Aβ 침착 및/또는 대상체의 뇌에서의 신경 기능장애 및/또는 대상체의 기능장애성 뇌 글루코스 대사 및/또는 대상체의 인지 기능 손상 및/또는 신경퇴행이다. 구현예에서, 인지 기능 손상은 MMSE(미니-정신 상태 검사) 점수에 의해 측정된다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 방법은 제2 시점 후에 다중 시점에서 대상체의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 제1 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율 및/또는 제2 시점에서의 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하는 단계를 반복하는 것을 추가로 포함한다. 구현예에서, 다중 시점은 1개월, 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월, 8개월, 9개월, 10개월, 11개월, 12개월, 13개월, 14개월, 15개월, 16개월, 17개월, 18개월, 19개월, 20개월, 21개월, 22개월, 23개월, 24개월, 25개월, 26개월, 27개월, 28개월, 29개월, 30개월, 31개월, 32개월, 33개월, 34개월, 35개월, 36개월, 37개월, 38개월, 39개월, 40개월, 41개월, 42개월, 43개월, 44개월, 45개월, 46개월, 47개월, 48개월, 49개월, 50개월, 51개월, 52개월, 53개월, 54개월, 55개월, 56개월, 57개월, 58개월, 59개월, 또는 60개월만큼 떨어져 있다.
발명의 또 다른 측면은 상기 언급된 방법에 따라 대상체에서의 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 검출하는 단계; 및 치료적 유효량의 의약을 그것을 필요로 하는 대상체에게 투여함으로써 알츠하이머병의 진행을 예방 또는 지연시키는 단계를 포함하는, 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 진행을 가진 대상체를 치료하는 방법이다. 구현예에서, 의약은 약물 치료, 비약물 치료 또는 이것들의 조합이다. 구현예에서, 약물 치료는 콜린에스테라제 억제제, N-메틸-d-아스파테이트 차단제, 항-아밀로이드 질환-변형 요법, 항-타우 질환-변형 요법, 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제, 또는 이것들의 조합이다.
발명의 또 다른 측면은 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 포함하는, 대상체에서 뇌 글루코스 대사를 측정하는 방법이며, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교한 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서의 기능장애성 뇌 글루코스 대사를 나타낸다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 대상체는 알츠하이머병을 가진다.
발명의 또 다른 측면은 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 포함하는, 대상체에서 신경퇴행 수준을 측정하는 방법이며, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서의 더 높은 신경퇴행 수준을 나타낸다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 대상체는 알츠하이머병을 가진다.
발명의 또 다른 측면은 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계; 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및 대상체의 혈액 샘플 및 대조군의 혈액 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계를 포함하는, 대상체에서 인지 기능을 측정하는 방법이며, 대조군의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체의 인지 기능 손상을 나타낸다. 구현예에서, Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양은 혈액 샘플의 혈장 또는 혈액 샘플의 혈청에서 검출된다. 구현예에서, Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출된다. 구현예에서, 대상체는 알츠하이머병을 가진다.
도 1a 및 도 1b는 혈장 타우-관련 바이오마커가 뇌 타우병증과 상당히 상관이 있음을 보여주는 그래프이다. 도 1a는 타우 브라크 단계(Braak stages)에 따르는 혈장 바이오마커 값을 보여준다. 도 1b는 AD-시그니처 영역의 연역적 ROI에 대비된 혈장 바이오마커 값의 부분 상관 플롯을 보여준다. 브라크 단계: 알츠하이머병의 질환 단계분류. 브라크 단계 I 및 II는 신경원섬유 엉킴 침범(involvement)이 주로 뇌의 내후각주위(transentorhinal) 영역에 국한될 때 사용되며, 단계 III 및 IV는 해마와 같은 변연부의 침범이 또한 있을 때 사용되고, V 및 VI은 광범위한 신피질 개입이 있을 때 사용된다. 이것은 다르게 진행되는 노인성 플라크 침범 정도와 혼동되지 않아야 한다.
도 2a 및 도 2b는 혈장 타우 관련 바이오마커와 인지 기능 상태 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3a-도 3d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 타우-PET 사이의 상관관계를 보여주는 이미지이다. 결과는 각각의 혈장 타우 바이오마커와 지역적 뇌 타우 부담(burden) 사이의 복셀(voxel)-식 관련을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b는 더 높은 혈장 p-타우 및 t-타우 값이 중앙 측두부에서만 더 높은 뇌 타우 침착과 관련된 것을 보여준다. 도 3c 및 도 3d는 혈장 p-타우/Aβ1-42 및 t-타우/Aβ1-42 비율이 중앙 측두부뿐만 아니라 대상 피질, 측두엽 피질, 전두 피질, 및 두정엽 피질을 포함한 확산 뇌 영역에서 타우 침착과 양성의 상관관계를 가지고 있음을 보여준다. 특히, 혈장 t-타우/Aβ1-42 비율이 뇌 타우와 상관이 있는 뇌 영역이 AD의 신경원섬유 엉킴의 전형적인 침착 부위와 매우 유사하였다.
도 4a-도 4d는 혈장 p-타우(도 4a), 혈장 t-타우(도 4b), 혈장 p-타우/Aβ1-42 비율(도 4c) 및 t-타우/Aβ1-42 비율(도 4d)과 해마 부피, 피질 두께, 및 FDG-PET(18F-표지된 플루오로-2-데옥시글루코스(18F-FDG)-양전자 방출 단층촬영술))와 같은 신경퇴행 마커 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다.
도 5a-도 5e는 타우-PET- 대상체로부터 타우-PET+를 식별하는 데 혈장 바이오마커의 성능을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 5a는 ROC에 대한 타우-PET 양성 기준을 보여준다. 도 5b는 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이의 혈장 바이오마커 수준의 차이를 보여준다. 도 5c 및 도 5d는 혈장 p-타우, t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42 중에서 ROC 분석의 비교를 보여준다. 도 5e는 혈장 바이오마커 사분위수를 사용하는 타우-PET 양성의 상대적 위험(RR) 분석을 보여준다. 뇌 타우-PET 양성(각각의 사분위수에서 PET+ 대상체 부분)의 상대적 위험(RR)은 사분위수 1 그룹과 비교하여 모든 혈장 바이오마커 사분위수 4 그룹에서 상당히 증가하였다.
도 6a 및 도 6b는 혈장 Aβ1-42와 대뇌 Aβ 침착 사이의 관계를 보여주는 예시 및 그래프이다.
도 7은 참가자의 인구통계학적 특징을 보여주는 표 5이다. 총, n = 76. 데이터는 평균 ± SEM 또는 n으로서 표시된다. AD = 알츠하이머병; CDR = 임상 치매 등급; CN = 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; MMSE z점수 = 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 상관이 있는 미니-정신 상태 검사. 대상체는 그들의 2년간의 인지 상태에 따라 그룹이 나누어졌고 횡단 연구를 수행하기 위해 사용되었다(도 8-10). aP - 카이 제곱 테스트로부터의 값. bP - Tukey 사후검정 테스트를 사용한 변량분석으로부터의 값.
도 8a 및 도 8b는 혈장 타우-관련 바이오마커가 뇌 타우병증과 상당히 상관이 있음을 보여주는 그래프이다. 도 8a는 타우 브라크 단계에 따르는 혈장 바이오마커 값을 보여준다(Tukey 다중 비교 테스트가 이어지는 변량분석에 의한 P-값). 도 8b는 알츠하이머병 시그니처 영역의 연역적인 관심 영역에 대비된 혈장 바이오마커 값의 부분 상관 플롯을 도시한다. 공변량(연령 및 성별)이 조정되었고 알츠하이머병 시그니처 영역(ROI)에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위해 변환된 자연 로그였다. n = 혈장 p-타우에 대해 51, n = 혈장 t-타우에 대해 75, n = 혈장 p 타우/아밀로이드-β1-42에 대해 51; n = 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 75. # P < 0.10, * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 및 **** p < 0.0001. 그룹 효과에 대한 통계학적 값(ANOVA F-테스트)은 그래프 위에 표시된다.
도 9a-도 9d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 타우-PET 사이의 상관관계를 보여주는 이미지이다. 결과는 복셀 수준에서 P미보정 < 0.005와 클러스트 수준에서 PFWE-보정 < 0.05를 조합하는 한계값을 사용하여 도시된다; T-값은 예시 목적의 경우 r-값으로 전환되었다. 복셀-식 관련은 부분 부피 오차-보정된 타우-PET SUVR과 혈장 p-타우(도 9a) 및 t-타우(도 9b) 사이에서, 및 p-타우/아밀로이드-β1-42(도 9c) 수준과 t-타우/아밀로이드-β1-42(도 9d) 값 사이에서 평가되었다. 상관 계수는 모든 혈장 타우 바이오마커에 대해 양이었다. 모든 복셀-식 연관성은 연령 및 성별에 대해 조정되었다.
도 10a-도 10e는 타우-PET- 대상체로부터 타우-PET+를 식별하는 데 있어 혈장 바이오마커의 성능을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 10a는 ROC에 대한 타우-PET 양성 기준을 보여준다. 도 10b는 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이의 혈장 바이오마커 수준 사이의 차이를 보여준다(독립표본 t-테스트에 의한 P-값; n = 혈장 p-타우에 대해 51, n = 혈장 t-타우에 대해 75, n = 혈장 p-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 51; n = 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 75). 도 10c 및 도 10d는 혈장 p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 중에서의 ROC 분석의 비교를 보여준다(n = 35 타우-PET-, n = 15 타우-PET+). 각각의 컷오프 값은 ROC 분석에 대한 유든 지수(Youden's index)를 사용하여 측정되었다(상세한 설명은 표 6에서 기술됨). 도 10e는 혈장 바이오마커 이분법을 사용하는 타우-PET 양성의 상대적 위험(RR) 분석을 보여준다(그룹 1, n = 25; 그룹 2, n = 25). 뇌 타우-PET 양성(그룹의 모든 참가자 중에서 PET+ 대상체의 분율)의 상대적 위험은 모든 혈장 바이오마커에서 그룹 1에 비해 그룹 2에서 상당히 증가하였다(상대적 위험 분석으로부터의 P-값). 상세한 설명에 대해서는 표 7을 참조한다. * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 및 **** p < 0.0001.
도 11은 ROC 곡선 분석의 상세한 내용을 보여주는 표 6이다(타우-PET+에 대비된 타우-PET-). AUC = 곡선 아래의 면적; 95% CI = 95% 신뢰 구간; 컷오프 기준은 유든 지수에 의해 측정되었다. 대상체의 수는 ROC 곡선 분석을 비교하기 위해 전부 4개의 모델에서 동등하게 매칭되었다(타우-PET-에 대해 n = 35, 타우-PET+에 대해 n = 15). 컷오프 값은 연령 및 성별에 대해 제어되는 로지스틱 회귀 모델로부터 유래된 로짓 값이었다.
도 12는 상대적 위험 분석의 상세한 내용을 보여주는 표 7이다. 상대적 위험 분석에 의한 유의성. 대상체의 수는 전부 4개의 모델에서 동등하게 매칭되었다(타우-PET-에 대해 n = 35, 타우-PET+에 대해 n = 15). * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 상대적 위험 분석 및 카이 제곱 테스트에 의한 유의성. RR = 상대적 위험.
도 13a-도 13g는 기준선 혈장 t-타우/ 아밀로이드-β1-42가 신경퇴행의 종단적 변화를 예측하는 것을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 13a는 종단 연구의 시각표를 보여준다. 타우-PET 스캔은 2년차 집단에서만 수행되었다. 도 13b-도 13e는 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 수준이 해마 부피, 대뇌 아밀로이드 침착, 및 글루코스 대사의 종단적 변화와 상관이 있음을 보여준다. 도 13F는 2-년 타우-PET 결과를 포함한 델타(△) 혈장 t-타우 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 수준을 사용하는 종단 연구의 시각표를 보여준다. 도 13g는 △혈장 t-타우 및 △(t-타우/아밀로이드-β1-42)가 2-년 알츠하이머병 시그니처 영역 타우 축적과 상관이 있음을 보여준다. △, 제2 측정값과 제1 측정값 사이의 차이. 연령 및 성별에 대해 제어하는 부분 상관 분석에 의한 P-값, # P < 0.1, * P < 0.05, ** P < 0.01.
도 14는 종단적 변화에 대한 참가자의 인구통계학적 특성을 보여주는 표이다(n = 76). 데이터는 평균 ± SEM 또는 N(%)로서 표시되었다; CN, 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; AD, 알츠하이머병; MMSE z-점수, 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 보정된 미니-정신 상태 검사; CDR, 임상 치매 등급; ApoE, 아포리포단백질 ε4. P-값, 기준선과 2년차 사이의 p-값; ap, 대응표본 t-테스트로부터의 p-값; bp, 독립표본 t-테스트로부터의 p-값; cp, 카이 제곱 테스트로부터의 p-값.
도 15는 참가자의 인구통계학적 데이터를 보여주는 표 9이다(도 8a 및 9b, 및 도 9a-9d, 2년차 샘플과 관련됨). 데이터는 평균 ± SEM 또는 N(%)로서 표시되었다; aP, 카이 제곱 테스트에 의한 유의성; bP, Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석에 의한 유의성; CN, 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; AD, 알츠하이머병; MMSE z-점수, 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 보정된 미니-정신 상태 검사; CDR, 임상 치매 등급; ApoE, 아포리포단백질 ε4; A 베타, Aβ, 아밀로이드 베타, β-아밀로이드;
도 16은 혈장 마커와 뇌 영역 타우병증 사이의 상관관계를 보여주는 표 10이다(도 8b와 관련됨). P, 부분 상관 분석에 의한 유의성(연령 및 성별 차이에 대해 보정됨).
도 l7a 및 도 17b는 혈장 타우-관련 바이오마커와 인지 기능 사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 도 17a는 대상체의 인지 기능 상태와 관련된 혈장 바이오마커 수준을 보여준다(변량분석과 이어서 Tukey 다중 비교 테스트에 의함). 도 17b는 CERAD-K 지연된 언어 기억과 혈장 바이오마커 사이의 상관관계를 보여준다. 변수는 부분 상관 분석에 의한 공변량(연령, 성별)의 효과에 대해 통계학적 제어로 조정되었다. # P < 0.10, * P < 0.05, 및 ** P < 0.01. CERAD-K는 알츠하이머병 평가 패킷 레지스터리를 확립하기 위한 컨소시엄의 대한민국 버전을 나타낸다.
도 18a-도 18d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 신경퇴행 마커 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 도 18a-도 18d는 혈장 p-타우, 혈장 t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42가 신경퇴행 마커(해마 부피, 피질 두께, 및 FDG-PET)와 상당히 상관이 있음을 보여준다. 변수는 공변량(연령, 성별)의 효과에 대해 통계학적 제어로 조정되었다. # P < 0.10, * P < 0.05, ** P < 0.01, 및 *** P < 0.001; 부분 상관 분석.
도 19a-19c는 혈장 Aβ1-42와 뇌 Aβ 침착 사이의 관계를 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 19a는 PiB(피츠버그 화합물 B)-PET+에 대비된 PiB-PET-에 대한 기준을 보여준다. 도 19b는 PiB-PET-와 PiB-PET+ 사이의 혈장 Aβ1-42 수준(독립표본 t-테스트에 의함) 및 뇌 Aβ 침착과 혈장 Aβ1-42 수준 사이의 상관관계를 보여준다. 공변량(연령 및 성별)은 조정되었고 전반적인 Aβ 침착(ROI)에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위해 변환된 자연적인 로그였다(부분 상관 분석에 의함). 도 19c는 타우-PET-와 타우-PET+ 사이의 혈장 Aβ1-42 수준(독립표본 t-테스트에 의함) 및 뇌 타우 침착과 혈장 Aβ1-42 수준 사이의 상관관계를 보여준다. 공변량(연령 및 성별)은 조정되었고 AD 시그니처 ROI에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위한 자연적인 로그였다(부분 상관 분석에 의함). * P < 0.05, ** P < 0.01, 및 *** P < 0.001. PIB: 피츠버그 화합물 B(PiB), 신경 조직의 베타-아밀로이드 플라크를 이미지화하기 위한 양전자 방출 단층촬영 스캔에 사용될 수 있는 티오플라빈 T의 방사성 유사체.
도 20은 혈장 Aβ1-42를 사용하는 ROC 곡선 분석이 이어지는 로지스틱 회귀를 보여주는 그래프 및 표이다. 혈장 Aβ1-42(검은색 점선)만이 또한 높은 AUC 값을 가진다(66.67% 민감성 및 82.86% 특이성을 포함한 0.800). 혈장 Aβ1-42를 제외한 ROC 곡선은 도 10에 도시된 동일한 그래프였다.
도 21a-도 21d는 기준선 혈장 t-타우/Aβ1-42와 기준선 신경퇴행 사이의 유의미한 상관관계가 없음을 보여주는 그래프 및 표이다. 도 21a는 혈장 t-타우/Aβ1-42와 FDG-PET 또는 해마 부피 사이에 유의미한 상관관계가 없음을 보여준다. PiB-PET SUVR만이 혈장 t-타우/Aβ1-42로의 유의미한 경향성을 향한 경향을 가졌다(P = 0.1, r = 0.2; 연령 및 성별에 대한 제어를 포함한 부분 상관관계). 도 21b는 뇌에서의 기준선 혈장 t-타우/Aβ1-42와 2년차 AD 시그니처 타우 축적 사이의 상관관계를 보여준다(# P < 0.10, r = 0.21; 연령 및 성별에 대한 제어를 포함한 부분 상관). 도 21 c는 신경퇴행 마커(FDG-PET, 해마 부피)와 PiB-PET SUVR 두 기준선 및 2년차 시점 사이의 상관관계를 보여준다. 도 21d는 두 기준선 샘플 및 2년차 샘플의 추측된 대상체 분포 범위가 가상 AD 진행-비정상 플롯 상에 표시된 것을 보여준다.
도 22a-도 22d는 종단 연령(X 축)과 신경퇴행 마커(Y 축)를 보여주는 쌍별 플롯이다. 점으로 덮인 원형(기준선 시점) 및 진한 원형(후속 2년차 시점)은 ADD 환자(적색)로부터의 값의 범위를 나타낸다.
도 23a-도 23d는 ROC 곡선의 ApoE 유전자형과의 비교를 보여주는 그래프 및 표이다.
도 24는 혈장 t-타우/Aβ42와 MMSE 점수 사이의 상관관계를 보여주는 그래프 및 표이다.
도 25는 혈장 t-타우/Aβ42에 대한 종단 연구 설계를 보여주는 예시이다.
도 26은 FDG-PET 표준화된 흡수 비율 값(SUVR)과 혈장 t-타우/Aβ42 사이의 상관관계를 보여주는 표 11이다.
도 27은 PiB-PET 표준화된 흡수 비율 값(SUVR)과 혈장 t-타우/Aβ42 사이의 상관관계를 보여주는 표 12이다.
도 28은 혈액 t-타우/Aβ42를 변수로서 첨가하는 것이 ApoE 단독과 비교하여 AUC 값을 증가시키는 것을 보여주는 그래프 및 표이다(0.803 대 0.911).
도 29a 및 29b는 각각 혈액 t-타우/Aβ42가 뇌 글루코스 대사를 종단적으로 및 횡단적으로 전부 반영하는 것을 보여주는 표 13 및 표 14이다.
도 30은 혈액 t-타우/Aβ42가 환자의 인지 기능을 반영하는 것을 보여주는 표 15이다.
도 31은 혈액 t-타우/Aβ42가 뇌 Aβ 침착(AD의 또 다른 병리적 특징)을 반영하는 것을 보여주는 표 16이다.
도 32는 AD의 발병에서 ApoE에 대한 Aβ-독립 역할의 요약을 보여주는 예시이다(Yu et al., 2014, Annu. Rev. Neurosci. 37:79-100으로부터 재현됨). ApoE의 동형-의존적 효과가 표시된다. 약어: ApoE, 아포리포단백질 E; BBB, 혈액-뇌 장벽; NFT, 신경원섬유 엉킴.
도 2a 및 도 2b는 혈장 타우 관련 바이오마커와 인지 기능 상태 사이의 관계를 보여주는 그래프이다.
도 3a-도 3d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 타우-PET 사이의 상관관계를 보여주는 이미지이다. 결과는 각각의 혈장 타우 바이오마커와 지역적 뇌 타우 부담(burden) 사이의 복셀(voxel)-식 관련을 나타낸다. 도 3a 및 도 3b는 더 높은 혈장 p-타우 및 t-타우 값이 중앙 측두부에서만 더 높은 뇌 타우 침착과 관련된 것을 보여준다. 도 3c 및 도 3d는 혈장 p-타우/Aβ1-42 및 t-타우/Aβ1-42 비율이 중앙 측두부뿐만 아니라 대상 피질, 측두엽 피질, 전두 피질, 및 두정엽 피질을 포함한 확산 뇌 영역에서 타우 침착과 양성의 상관관계를 가지고 있음을 보여준다. 특히, 혈장 t-타우/Aβ1-42 비율이 뇌 타우와 상관이 있는 뇌 영역이 AD의 신경원섬유 엉킴의 전형적인 침착 부위와 매우 유사하였다.
도 4a-도 4d는 혈장 p-타우(도 4a), 혈장 t-타우(도 4b), 혈장 p-타우/Aβ1-42 비율(도 4c) 및 t-타우/Aβ1-42 비율(도 4d)과 해마 부피, 피질 두께, 및 FDG-PET(18F-표지된 플루오로-2-데옥시글루코스(18F-FDG)-양전자 방출 단층촬영술))와 같은 신경퇴행 마커 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다.
도 5a-도 5e는 타우-PET- 대상체로부터 타우-PET+를 식별하는 데 혈장 바이오마커의 성능을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 5a는 ROC에 대한 타우-PET 양성 기준을 보여준다. 도 5b는 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이의 혈장 바이오마커 수준의 차이를 보여준다. 도 5c 및 도 5d는 혈장 p-타우, t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42 중에서 ROC 분석의 비교를 보여준다. 도 5e는 혈장 바이오마커 사분위수를 사용하는 타우-PET 양성의 상대적 위험(RR) 분석을 보여준다. 뇌 타우-PET 양성(각각의 사분위수에서 PET+ 대상체 부분)의 상대적 위험(RR)은 사분위수 1 그룹과 비교하여 모든 혈장 바이오마커 사분위수 4 그룹에서 상당히 증가하였다.
도 6a 및 도 6b는 혈장 Aβ1-42와 대뇌 Aβ 침착 사이의 관계를 보여주는 예시 및 그래프이다.
도 7은 참가자의 인구통계학적 특징을 보여주는 표 5이다. 총, n = 76. 데이터는 평균 ± SEM 또는 n으로서 표시된다. AD = 알츠하이머병; CDR = 임상 치매 등급; CN = 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; MMSE z점수 = 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 상관이 있는 미니-정신 상태 검사. 대상체는 그들의 2년간의 인지 상태에 따라 그룹이 나누어졌고 횡단 연구를 수행하기 위해 사용되었다(도 8-10). aP - 카이 제곱 테스트로부터의 값. bP - Tukey 사후검정 테스트를 사용한 변량분석으로부터의 값.
도 8a 및 도 8b는 혈장 타우-관련 바이오마커가 뇌 타우병증과 상당히 상관이 있음을 보여주는 그래프이다. 도 8a는 타우 브라크 단계에 따르는 혈장 바이오마커 값을 보여준다(Tukey 다중 비교 테스트가 이어지는 변량분석에 의한 P-값). 도 8b는 알츠하이머병 시그니처 영역의 연역적인 관심 영역에 대비된 혈장 바이오마커 값의 부분 상관 플롯을 도시한다. 공변량(연령 및 성별)이 조정되었고 알츠하이머병 시그니처 영역(ROI)에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위해 변환된 자연 로그였다. n = 혈장 p-타우에 대해 51, n = 혈장 t-타우에 대해 75, n = 혈장 p 타우/아밀로이드-β1-42에 대해 51; n = 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 75. # P < 0.10, * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 및 **** p < 0.0001. 그룹 효과에 대한 통계학적 값(ANOVA F-테스트)은 그래프 위에 표시된다.
도 9a-도 9d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 타우-PET 사이의 상관관계를 보여주는 이미지이다. 결과는 복셀 수준에서 P미보정 < 0.005와 클러스트 수준에서 PFWE-보정 < 0.05를 조합하는 한계값을 사용하여 도시된다; T-값은 예시 목적의 경우 r-값으로 전환되었다. 복셀-식 관련은 부분 부피 오차-보정된 타우-PET SUVR과 혈장 p-타우(도 9a) 및 t-타우(도 9b) 사이에서, 및 p-타우/아밀로이드-β1-42(도 9c) 수준과 t-타우/아밀로이드-β1-42(도 9d) 값 사이에서 평가되었다. 상관 계수는 모든 혈장 타우 바이오마커에 대해 양이었다. 모든 복셀-식 연관성은 연령 및 성별에 대해 조정되었다.
도 10a-도 10e는 타우-PET- 대상체로부터 타우-PET+를 식별하는 데 있어 혈장 바이오마커의 성능을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 10a는 ROC에 대한 타우-PET 양성 기준을 보여준다. 도 10b는 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이의 혈장 바이오마커 수준 사이의 차이를 보여준다(독립표본 t-테스트에 의한 P-값; n = 혈장 p-타우에 대해 51, n = 혈장 t-타우에 대해 75, n = 혈장 p-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 51; n = 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42에 대해 75). 도 10c 및 도 10d는 혈장 p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 중에서의 ROC 분석의 비교를 보여준다(n = 35 타우-PET-, n = 15 타우-PET+). 각각의 컷오프 값은 ROC 분석에 대한 유든 지수(Youden's index)를 사용하여 측정되었다(상세한 설명은 표 6에서 기술됨). 도 10e는 혈장 바이오마커 이분법을 사용하는 타우-PET 양성의 상대적 위험(RR) 분석을 보여준다(그룹 1, n = 25; 그룹 2, n = 25). 뇌 타우-PET 양성(그룹의 모든 참가자 중에서 PET+ 대상체의 분율)의 상대적 위험은 모든 혈장 바이오마커에서 그룹 1에 비해 그룹 2에서 상당히 증가하였다(상대적 위험 분석으로부터의 P-값). 상세한 설명에 대해서는 표 7을 참조한다. * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 및 **** p < 0.0001.
도 11은 ROC 곡선 분석의 상세한 내용을 보여주는 표 6이다(타우-PET+에 대비된 타우-PET-). AUC = 곡선 아래의 면적; 95% CI = 95% 신뢰 구간; 컷오프 기준은 유든 지수에 의해 측정되었다. 대상체의 수는 ROC 곡선 분석을 비교하기 위해 전부 4개의 모델에서 동등하게 매칭되었다(타우-PET-에 대해 n = 35, 타우-PET+에 대해 n = 15). 컷오프 값은 연령 및 성별에 대해 제어되는 로지스틱 회귀 모델로부터 유래된 로짓 값이었다.
도 12는 상대적 위험 분석의 상세한 내용을 보여주는 표 7이다. 상대적 위험 분석에 의한 유의성. 대상체의 수는 전부 4개의 모델에서 동등하게 매칭되었다(타우-PET-에 대해 n = 35, 타우-PET+에 대해 n = 15). * P < 0.05, ** P < 0.01, *** P < 0.001, 상대적 위험 분석 및 카이 제곱 테스트에 의한 유의성. RR = 상대적 위험.
도 13a-도 13g는 기준선 혈장 t-타우/ 아밀로이드-β1-42가 신경퇴행의 종단적 변화를 예측하는 것을 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 13a는 종단 연구의 시각표를 보여준다. 타우-PET 스캔은 2년차 집단에서만 수행되었다. 도 13b-도 13e는 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 수준이 해마 부피, 대뇌 아밀로이드 침착, 및 글루코스 대사의 종단적 변화와 상관이 있음을 보여준다. 도 13F는 2-년 타우-PET 결과를 포함한 델타(△) 혈장 t-타우 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 수준을 사용하는 종단 연구의 시각표를 보여준다. 도 13g는 △혈장 t-타우 및 △(t-타우/아밀로이드-β1-42)가 2-년 알츠하이머병 시그니처 영역 타우 축적과 상관이 있음을 보여준다. △, 제2 측정값과 제1 측정값 사이의 차이. 연령 및 성별에 대해 제어하는 부분 상관 분석에 의한 P-값, # P < 0.1, * P < 0.05, ** P < 0.01.
도 14는 종단적 변화에 대한 참가자의 인구통계학적 특성을 보여주는 표이다(n = 76). 데이터는 평균 ± SEM 또는 N(%)로서 표시되었다; CN, 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; AD, 알츠하이머병; MMSE z-점수, 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 보정된 미니-정신 상태 검사; CDR, 임상 치매 등급; ApoE, 아포리포단백질 ε4. P-값, 기준선과 2년차 사이의 p-값; ap, 대응표본 t-테스트로부터의 p-값; bp, 독립표본 t-테스트로부터의 p-값; cp, 카이 제곱 테스트로부터의 p-값.
도 15는 참가자의 인구통계학적 데이터를 보여주는 표 9이다(도 8a 및 9b, 및 도 9a-9d, 2년차 샘플과 관련됨). 데이터는 평균 ± SEM 또는 N(%)로서 표시되었다; aP, 카이 제곱 테스트에 의한 유의성; bP, Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석에 의한 유의성; CN, 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; AD, 알츠하이머병; MMSE z-점수, 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 보정된 미니-정신 상태 검사; CDR, 임상 치매 등급; ApoE, 아포리포단백질 ε4; A 베타, Aβ, 아밀로이드 베타, β-아밀로이드;
도 16은 혈장 마커와 뇌 영역 타우병증 사이의 상관관계를 보여주는 표 10이다(도 8b와 관련됨). P, 부분 상관 분석에 의한 유의성(연령 및 성별 차이에 대해 보정됨).
도 l7a 및 도 17b는 혈장 타우-관련 바이오마커와 인지 기능 사이의 관계를 보여주는 그래프이다. 도 17a는 대상체의 인지 기능 상태와 관련된 혈장 바이오마커 수준을 보여준다(변량분석과 이어서 Tukey 다중 비교 테스트에 의함). 도 17b는 CERAD-K 지연된 언어 기억과 혈장 바이오마커 사이의 상관관계를 보여준다. 변수는 부분 상관 분석에 의한 공변량(연령, 성별)의 효과에 대해 통계학적 제어로 조정되었다. # P < 0.10, * P < 0.05, 및 ** P < 0.01. CERAD-K는 알츠하이머병 평가 패킷 레지스터리를 확립하기 위한 컨소시엄의 대한민국 버전을 나타낸다.
도 18a-도 18d는 혈장 타우-관련 바이오마커와 신경퇴행 마커 사이의 상관관계를 보여주는 그래프이다. 도 18a-도 18d는 혈장 p-타우, 혈장 t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42가 신경퇴행 마커(해마 부피, 피질 두께, 및 FDG-PET)와 상당히 상관이 있음을 보여준다. 변수는 공변량(연령, 성별)의 효과에 대해 통계학적 제어로 조정되었다. # P < 0.10, * P < 0.05, ** P < 0.01, 및 *** P < 0.001; 부분 상관 분석.
도 19a-19c는 혈장 Aβ1-42와 뇌 Aβ 침착 사이의 관계를 보여주는 예시 및 그래프이다. 도 19a는 PiB(피츠버그 화합물 B)-PET+에 대비된 PiB-PET-에 대한 기준을 보여준다. 도 19b는 PiB-PET-와 PiB-PET+ 사이의 혈장 Aβ1-42 수준(독립표본 t-테스트에 의함) 및 뇌 Aβ 침착과 혈장 Aβ1-42 수준 사이의 상관관계를 보여준다. 공변량(연령 및 성별)은 조정되었고 전반적인 Aβ 침착(ROI)에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위해 변환된 자연적인 로그였다(부분 상관 분석에 의함). 도 19c는 타우-PET-와 타우-PET+ 사이의 혈장 Aβ1-42 수준(독립표본 t-테스트에 의함) 및 뇌 타우 침착과 혈장 Aβ1-42 수준 사이의 상관관계를 보여준다. 공변량(연령 및 성별)은 조정되었고 AD 시그니처 ROI에 대한 SUVR 값은 변량을 정규화하기 위한 자연적인 로그였다(부분 상관 분석에 의함). * P < 0.05, ** P < 0.01, 및 *** P < 0.001. PIB: 피츠버그 화합물 B(PiB), 신경 조직의 베타-아밀로이드 플라크를 이미지화하기 위한 양전자 방출 단층촬영 스캔에 사용될 수 있는 티오플라빈 T의 방사성 유사체.
도 20은 혈장 Aβ1-42를 사용하는 ROC 곡선 분석이 이어지는 로지스틱 회귀를 보여주는 그래프 및 표이다. 혈장 Aβ1-42(검은색 점선)만이 또한 높은 AUC 값을 가진다(66.67% 민감성 및 82.86% 특이성을 포함한 0.800). 혈장 Aβ1-42를 제외한 ROC 곡선은 도 10에 도시된 동일한 그래프였다.
도 21a-도 21d는 기준선 혈장 t-타우/Aβ1-42와 기준선 신경퇴행 사이의 유의미한 상관관계가 없음을 보여주는 그래프 및 표이다. 도 21a는 혈장 t-타우/Aβ1-42와 FDG-PET 또는 해마 부피 사이에 유의미한 상관관계가 없음을 보여준다. PiB-PET SUVR만이 혈장 t-타우/Aβ1-42로의 유의미한 경향성을 향한 경향을 가졌다(P = 0.1, r = 0.2; 연령 및 성별에 대한 제어를 포함한 부분 상관관계). 도 21b는 뇌에서의 기준선 혈장 t-타우/Aβ1-42와 2년차 AD 시그니처 타우 축적 사이의 상관관계를 보여준다(# P < 0.10, r = 0.21; 연령 및 성별에 대한 제어를 포함한 부분 상관). 도 21 c는 신경퇴행 마커(FDG-PET, 해마 부피)와 PiB-PET SUVR 두 기준선 및 2년차 시점 사이의 상관관계를 보여준다. 도 21d는 두 기준선 샘플 및 2년차 샘플의 추측된 대상체 분포 범위가 가상 AD 진행-비정상 플롯 상에 표시된 것을 보여준다.
도 22a-도 22d는 종단 연령(X 축)과 신경퇴행 마커(Y 축)를 보여주는 쌍별 플롯이다. 점으로 덮인 원형(기준선 시점) 및 진한 원형(후속 2년차 시점)은 ADD 환자(적색)로부터의 값의 범위를 나타낸다.
도 23a-도 23d는 ROC 곡선의 ApoE 유전자형과의 비교를 보여주는 그래프 및 표이다.
도 24는 혈장 t-타우/Aβ42와 MMSE 점수 사이의 상관관계를 보여주는 그래프 및 표이다.
도 25는 혈장 t-타우/Aβ42에 대한 종단 연구 설계를 보여주는 예시이다.
도 26은 FDG-PET 표준화된 흡수 비율 값(SUVR)과 혈장 t-타우/Aβ42 사이의 상관관계를 보여주는 표 11이다.
도 27은 PiB-PET 표준화된 흡수 비율 값(SUVR)과 혈장 t-타우/Aβ42 사이의 상관관계를 보여주는 표 12이다.
도 28은 혈액 t-타우/Aβ42를 변수로서 첨가하는 것이 ApoE 단독과 비교하여 AUC 값을 증가시키는 것을 보여주는 그래프 및 표이다(0.803 대 0.911).
도 29a 및 29b는 각각 혈액 t-타우/Aβ42가 뇌 글루코스 대사를 종단적으로 및 횡단적으로 전부 반영하는 것을 보여주는 표 13 및 표 14이다.
도 30은 혈액 t-타우/Aβ42가 환자의 인지 기능을 반영하는 것을 보여주는 표 15이다.
도 31은 혈액 t-타우/Aβ42가 뇌 Aβ 침착(AD의 또 다른 병리적 특징)을 반영하는 것을 보여주는 표 16이다.
도 32는 AD의 발병에서 ApoE에 대한 Aβ-독립 역할의 요약을 보여주는 예시이다(Yu et al., 2014, Annu. Rev. Neurosci. 37:79-100으로부터 재현됨). ApoE의 동형-의존적 효과가 표시된다. 약어: ApoE, 아포리포단백질 E; BBB, 혈액-뇌 장벽; NFT, 신경원섬유 엉킴.
본 발명의 구현예에서, 발명은 혈장 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42 수준을 사용하는 뇌 타우 축적의 수준을 측정하는 방법에 관한 것이며, 방법은 대상체로부터 혈장 샘플을 얻는 단계; 혈장 총 타우, p-타우 및 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 혈장 Aβ를 측정하는 단계; 및 혈장 타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계를 포함하며; 여기서 혈장 타우/Aβ1-42 비율은 뇌 타우 축적의 수준에 대한 지시 파라미터이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 발명은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 포함하고 혈액 응고 억제제를 추가로 포함하는 타우 양성 환자를 판별하기 위한 진단 키트를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 발명은 본원에 기술된 방법을 사용하여 측정된 또는 예측된 타우 양성 환자의 증상을 치료 또는 개선하는 방법을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 발명은 본원에 기술된 진단 키트를 사용하여 측정된 또는 진단된 또는 예측된 타우 양성 환자의 증상을 치료 또는 개선하는 방법을 제공한다.
알츠하이머병
본원에서 사용되는 용어 "알츠하이머병"은 신경퇴행성 장애를 나타내며 가족성 및 산발성 AD를 포함한다. 인간 대상체에서 AD를 나타내는 증상으로 전형적으로, 한정하는 것은 아니지만, 경도 내지 중증의 인지 장애 치매, 기억의 진행성 손상(경도 건망증으로부터 방향감각 상실 및 중증의 기억 상실까지), 시공간 기술 부족, 성격 변화, 충동 제어 부족, 판단력 부족, 타인에 대한 불신, 고집 증가, 안절부절 못함, 계획 능력 부족, 의사 결정 부족, 및 사회적 철회를 들 수 있다. 뇌 조직 내의 특징적인 병리로는 세포외 신경 β-아밀로이드 플라크, 신경원섬유 엉킴, 신경원섬유 퇴행, 과립혈관 신경 퇴행, 시냅스 손실, 및 광범위한 신경 세포 사멸을 들 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "AD 환자"는 알려져 있는 AD 병리 또는 증상을 토대로 한 AD를 가지는 또는 가질 가능성이 있는 것으로서 확인된 AD 환자를 나타낸다. 예를 들어, AD 환자는 상기 언급된 특징적인 병리를 가진 개인이며 인지적으로 정상이거나, 경도 인지 장애, 또는 치매 상태에 있을 수 있다.
브라크 단계
본원에서 사용되는 용어 "브라크 단계" 또는 브라킹 단계"는 Braak 및 Braak에 의해 설명된 엉킴 침착의 신경해부학적으로 대략적인 병리 상태를 나타낸다(1995, Neurobiol. Aging, 16: 271-8; discussion 8-4). 구체적으로, 브라크 단계 I/II(내후각주위), III/IV(변연부), 및 V/VI(신피질)의 해부학적 정의에 상응하는 가중 평균 SUVR의 3개의 복합 관심 영역(ROI)이 이용된다.
브라크 단계 I 및 II는 신경원섬유 엉킴 침범이 뇌의 내후각주위 영역에 주로 국한될 때, 단계 III 및 IV는 해마와 같은 변연부 영역의 침범이 또한 있을 때, 그리고 V 및 VI은 광범위한 신피질 침범이 있을 때에 사용된다. 브라크 단계 0-II는 타우-PET 음성으로서 측정되고 브라크 단계 III-VI은 타우-PET 양성으로서 측정된다.
혈장 타우 및 Aβ 측정 방법
본 발명은 혈장 타우 및 Aβ를 측정하는 방법을 제공한다. 2018년 4월 30일에 출원된 미국 특허 출원 15/570,186호의 내용은 본원에 참조로 포함된다.
밤새 금식한 혈액 샘플은 예를 들어, 한정하는 것은 아니지만 K2 EDTA 튜브(BD Vacutainer Systems, Plymouth, UK)와 같은 EDTA와 같은 혈액 응고 억제제를 포함하는 혈액 수집 튜브에 수집된다. 수집된 혈액 샘플은 안정화되고 원심분리되어 혈장 및 혈청 상층액, 및 버피 코트가 얻어진다. 고순도의 샘플을 얻기 위하여, 혈장 및 혈청 상층액은 동일한 조건 하에 추가로 원심분리되고, 수집된 순수 혈장 및 혈청 상층액은 부분표본화되며 즉시 -80℃에서 보관된다. 혈장 총 타우 및 p-타우(Thr 181)의 수준이, 한정하는 것은 아니지만 면역검정 및 질량 분석을 포함하는 분석 검정을 사용하여 측정된다. 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물(MPP)이 사전처리되어 혈장 Aβ가 안정화되고 혈장 Aβ 수준은, 한정하는 것은 아니지만 면역검정 및 질량 분석을 포함하는 분석 검정을 사용하여 정량화된다.
진단 키트
본 발명은 타우 양성 환자를 판별하기 위한 진단 키트를 제공하며, 키트는 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 포함한다. 키트는 혈액 응고 억제제를 추가로 포함한다.
진단 키트는 대상체 및/또는 환자의 혈장 샘플에서 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42의 정량적 비율을 측정하기 위한 구성요소 및/또는 조성물을 포함하며, 여기서 구성요소 및/또는 조성물은 그것들이 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 정량적 비율을 측정할 목적으로 t-타우, p-타우 및 Aβ1-42의 정량적 측정을 가능하게 할 수 있도록 선택된다. 발명의 키트의 구성요소 또는 조성물은 특히 조사될 타우 및 Aβ의 정제, 농축, 분리 등을 위한 조성물 또는 구성요소일 수 있다.
AD의 치료
도네페질(donepezil)(Aricept®), 갈란타민(galantamine)(Razadyne®) 및 리바스티그민(rivastigmine)(Exelon®)과 같은 콜린에스테라제 억제제는 경도 내지 중간의 알츠하이머병을 가진 환자에서의 정신 능력의 상실을 지연시킨다. 이들 약물은 알츠하이머병에 의해 뇌에서 고갈되는 신경전달물질(아세틸콜린)을 제공함으로써 세포-대-세포 소통의 수준을 부스팅함으로써 작동한다. 콜린에스테라제 억제제는 또한 초조 또는 우울과 같은 신경정신병적 증상을 개선시킬 수 있다.
N-메틸 D-아스파테이트 길항물질인 메만틴(Memantine)(Namenda®)은 중간 내지 중증의 알츠하이머병을 치료하기 위해 사용된다. 이 약물은 글루타메이트를 조절함으로써 또 다른 뇌 세포 소통 네트워크에서 작동하고 중간 내지 중증의 알츠하이머병의 증상의 진행을 둔화시킨다. 메만틴은 콜린에스테라제 억제제와 함께 사용될 수 있다.
항우울제 및 항불안 약물과 같은 다른 약물은 알츠하이머병의 행동적 증상을 돕기 위해 사용될 수 있다.
예를 들어, 식품의약국(FDA) 승인 AD 약물인 콜린에스테라제 억제제(ChEI), 및 N-메틸-d-아스파테이트(NMDA) 길항물질 메만틴은 포괄적인 관리 계획의 일부로서 이용될 때, 일반적으로 증상이 있는 약물로 간주되는 한편, 인지를 향상시키고, 독립성의 상실을 감소시킴으로써 적당한 "질환 과정-변형" 효과를 제공할 수 있다. 결합시, 약물학적 및 비약물학적 치료는 증상을 의미있게 완화시킬 수 있고 임상 진행 및 관리 부담을 감소시킬 수 있다. AD 약물요법은 먼저 잠재적으로 유해한 약물 및 보충물의 확인 및 제거를 포함한다. 신경정신병적 증상 및 문제 행동에 대한 제1선 치료는 비약물학적이고 심리 교육, 촉발요인 식별, 및 실행, 반복적인 평가, 및 행동 및 환경 개입 조정을 포함한다. AD의 일차 및 이차 예방을 위한 진행 중인 조사 연구 및 증상이 있는 AD의 증상적이고 질환-변형 치료를 평가하는 임상 시험은 신경화학물질, 아밀로이드 및 타우 병리적 과정, 미토콘드리아, 염증 경로, 신경교, 및 다중모드의 생활방식 개입을 포함한 다양한 치료 표적을 겨냥한다. AD의 효과적인 다단계 관리의 핵심 요소는, 예를 들어, 환자-간병인 다이애드-중심 평가, 진단 및 공개, 및 돌봄 계획 과정, 비약물학적 관리, 예컨대 개입 및 행동적 접근법 및 전략, 약물학적 관리, 및 환자-간병인 다이애드의 동맹, 고수 및 안녕을 지속시키기 위한 실용적 변형을 포함한다. 약물학적 관리와 관련하여, AD 약물로, 예를 들어, 콜린에스테라제-억제제(ChEI), 예컨대 도네페질, 리바스티그민, 리바스티그민 경피 패치, 갈란타민, 및 갈란타민 연장 방출, 및 AD 치매 전압-의존성, 저친화성, 개방-채널 NMDA(N-메틸-d-아스파테이트) 차단제(NMDA 길항물질), 예컨대 메만틴, AVP-786, AXS-05, 및 릴루졸(Riluzole)을 들 수 있다. 더불어, 다른 질환 변형 요법(DMT), 예컨대 Aβ42 생성의 감소에 촛점을 맞춘 항-아밀로이드 DMT(예컨대, 세크레타제 억제제: 감마-세크레타제 억제제(예를 들어, 세마가세스타트(Semagacestat), 아바가세스타트(Avagacestat), EVP-0962) 및 β-세크레타제 억제제(예를 들어, BACE 억제제 BI 1181181, RG7129, LY2811376, LY2886721, E2609, AZD3293, CNP520, JNJ-54861911, AZD3293(LY3314814), CAD106 & CNP520, 크레네주맙(Crenezumab), 및 베루베세스타트(Verubecestat)), 응집 억제제를 통한 Aβ-플라크 부담의 감소에 촛점을 맞춘 항-아밀로이드 DMT(예를 들어, GV-971(소디움 올리고-만누라레이트(mannurarate)), 및 활성 또는 수동 면역요법을 통한 Aβ 제거의 촉진에 촛점을 맞춘 항-아밀로이드 DMT(예를 들어, Aβclearance AN-1792, 바피뉴주맙(Bapineuzumab), AAB-003, GSK933776, 솔라네주맙(Solanezumab), 크레테주맙(Crenezumab), 간테네루맙(Gantenerumab), BAN2401, 및 아두카누맙(Aducanumab)), 항-타우 DMT(예를 들어, 타우 안정화 에포틸론(Epothilone) D, 타우 응집 억제제 Rember TM 및 TRx0237, 및 p-타우 제거 AADvac-1 및 ACI-35), 및 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제(예를 들어, 소교세포 활성화 억제제 AlzhemedTM, 아젤리라곤(Azeliragon), 이부프로펜, 및 FlurizanTM, 세로토닌 재흡수 억제 에스시탈로프람(Escitalopram), 신경보호 이코사펜트 에틸(IPE), 대사 인슐린 비강(휴물린(Humulin)), 5-HT2A 길항물질 및 도파민 수용체 조절제 ITI-007, 도파민 재흡수 억제제 메틸페니데이트, 이중 또는 엑신 수용체 길항물질 MK-4305(수보렉산트(suvorexant)), 칸나비노이드(수용체 작용제) 나빌론(Nabilone), 아세틸콜린에스테라제 억제제 옥토하이드로아미노아크리딘 석시네이트, RAGE 길항물질 TTP488(아젤리라곤), 및 GABA-A 수용체 졸피뎀의 양성 알로스테릭 조절제)가 또한 고려된다(예컨대, Atri, Semin Neurol 2019;39:227-240, Graham et al. Annu. Rev. Med. 2017. 68:413-30, Cummings et al., Alzheimer's & Demetia: Translational Research & Clinical Interventions 2018, 4: 195-214, 및 Pinheiro and Faustino, Current Alzheimer Research, 2019, 16, 418-452(이것들의 내용은 본원에 참조로 포함됨)를 참조한다).
AD 치료는 또한 비약물 치료를 포함한다. 예를 들어, 인지 장애, 치매, 및 AD는 혈관 및 생활방식 요인, 예컨대 중년기의 고혈압, 이상지질혈증 및 비만, 진성 당뇨병, 흡연, 신체활동 부족, 우울증 및 낮은 교육 수준을 포함한 여러 잠재적으로 수정 가능한 위험 요인을 가진 다중요인적이고 복합적인 상태이다. 치매 및 AD의 다인성 병인으로 인해, 여러 위험 요인 및 메커니즘을 동시에 표적으로 하는 다중영역 개입, 예컨대 식이요법 개입, 신체 활동 개입, 및 인자 자극 개입이 효과적인 예방을 위해 필요할 것이다. 인지 장애를 방지하기 위한 다중영역 생활방식 개입의 첫 번째 큰 무작위 제어 시험의 결과는 치매 위험이 있는 개인에 대한 개입을 목표로 하는 것이 효과적인 전략인 것을 시사한다. 그러므로, 상이한 연령 그룹에 대한 및 상이한 위험 프로파일을 가진 개인에 대한 최적의 생활방식 개입 전략을 용이하게 하기 위해 인생-과정 접근법이 필요하다(예컨대, Kivipelto et al. Nat. Rev. Neurol. 2018, l4(11):653-666(이것의 내용은 본원의 참조로 포함됨) 참조).
유익한 효과
발명의 개념은 그것이 규정된 샘플 중의, 알츠하이머병과 직접적으로 상관이 있는 규정된 신경화학적 바이오마커의 분석을 토대로 하기 때문에 의미있다. 더불어, 본원에 기술되는 발명의 방법 및 용도는 선행 기술에서 사용된 방법, 예컨대 PET 영상 방법 등에 비교하여 훨씬 특이적으로, 민감하며, 단순화되고 저렴한 방식으로 수행될 수 있다.
알츠하이머병의 위험에 대한 ApoE 유전자형
ApoE는 강력한 후기 개시(LOAD)- 알츠하이머병(AD) 위험 요인으로서 인식되어 왔다(Yu et al., 2014, Annu Rev Neurosci. 2014;37:79-100). 1993년에, ApoE4 유전자형이 주요 위험 대립유전자라는 보고가 있었고(Corder et al., 1993, Science. 26l(5l23):92l-3) ApoE2가 AD에 대해 보호하는 것으로서 확인되었다(Chartier-Harlin et al., 1994, Hum Mol Genet. 3(4): 569-74). ApoE 유전자형의 차이는 베타-아밀로이드 제거, 미토콘드리아 기능장애, 및 신경염증과 같은 다양한 경로를 통한 AD 발병에 기여한다(Yu et al., 2014, Annu Rev Neurosci. 37:79-100)(예컨대, 도 32 참조). 추가로, 이전의 연구는 ApoE3보다 ApoE4 유전자형의 위험성; 예컨대 아밀로이드 병리의 시딩의 가속화(Liu et al., 2017, Neuron 96(5): l024-l032.e3), 신경독성 효과 및 타우 인산화의 자극(Harris et al., 2003, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 100(19): 10966-71), 피질 뉴런의 더 적고 더 짧은 수지상 돌출부(Dumanis et al., 2009, J. Neurosci. 29(48): 15317-22)를 보고하였다.
일반적인 정의
본원에서 사용되는 용어 "대상체"는 신경 장애의 증상의 완화 또는 장애의 억제가 추구되는 살아있는 유기체를 포함하는 것으로 의도된다. 바람직한 대상체는 포유류이다. 대상체의 예로는 한정하는 것은 아니지만, 인간, 원숭이, 개, 고양이, 마우스, 래트, 소, 말, 돼지, 염소 및 양을 들 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "신경퇴행성 장애" 또는 "신경 장애"는 신경 세포 또는 신경 세포 집단의 형태적 및/또는 기능적 비정상을 유발하는 장애를 나타낸다. 신경퇴행성 장애는 대상체에서 정상적인 신경학적 기능의 손상 또는 부재 또는 비정상적인 신경학적 기능의 장애의 존재를 초래할 수 있다. 예를 들어, 신경퇴행성 장애는 질환, 상해, 및/또는 노화의 결과일 수 있다. 형태학적 및 기능적 비정상의 비제한적인 예로는 신경 세포의 물리적 쇠퇴 및/또는 사멸, 신경 세포의 비정상적인 성장 패턴, 신경 세포 간의 물리적 연결의 비정상, 신경 세포에 의한 물질 또는 물질들, 예컨대 신경전달물질의 과소 또는 과잉 생성, 신경 세포가 정상적으로 생성하는 물질 또는 물질들을 생성하지 못함, 물질, 예컨대, 신경전달물질의 생산, 및/또는 비정상적인 패턴으로 또는 비정상적인 시간에 전기 임펄스의 전파를 들 수 있다. 신경퇴행은 대상체의 뇌의 어떠한 구역에서도 일어날 수 있고, 예를 들어 간질, 머리 외상, 뇌졸중, ALS, 다발성 경화증, 헌팅턴병, 파킨슨병, 및 알츠하이머병을 포함한 많은 장애에서 볼 수 있다.
"아밀로이드 단백질"은 AD 신경성 노인성 플라크와 관련된 단백질 또는 펩타이드를 의미한다. 바람직하게, 아밀로이드 단백질은 아밀로이드 전구체 단백질(APP) 또는 자연적으로 발생하는 단백질 가수분해성 절단 생성물이다. APP 절단 생성물로는, 한정하는 것은 아니지만, Aβ1-40, Aβ2-40, Aβ1-42, 뿐만 아니라 산화된 또는 가교결합된 Aβ를 들 수 있다. AD는 취약한 뇌 영역에서의 불용성 단백질의 병리적 축적과 이어지는 신경 독성 및 기능장애를 특징으로 한다. 독성 아밀로이드 Aβ 펩타이드 및 타우는 일반적으로 AD에서 주요 병원성 참여자인 것으로 간주된다. 이들 다양한 펩타이드는 β-아밀로이드 전구체 단백질(APP)로 불리는 더 큰 단백질의 절단에 의해 생성된다. 프레세닐린(PS1, PS2)으로 불리는 단백질이 절단을 매개할 수 있다. 다른 신경 플라크-관련 단백질로는 아밀로이드 단백질과 관련되는 β-아밀로이드 세크레타제 효소 I 및 II(BASE I 및 II)를 들 수 있다. 결과적으로 생성되는 Aβ 펩타이드의 일부는 다른 것보다 더 독성이다. 뇌에서의 특이적 Aβ 펩타이드의 생성은 모든 공지된 형태의 AD와 인과적으로 관련이 있다고 여겨진다. 이런 일반적으로 허용된 "Aβ 가설"은 뇌에서의 Aβ 생성, 침착 및/또는 축적이 이런 파괴적인 신경 장애에서 질환 과정의 기저에 있는 중요한 최종 공통 경로인 것을 나타낸다.
본원에서 사용되는 용어 "브라크 단계"는 알츠하이머병의 질환 단계분류를 나타낸다. 브라크 단계 I 및 II는 신경원섬유 엉킴 침범이 뇌의 내후각주위 영역에 주로 국한될 때 사용되고, 단계 III 및 IV는 또한 해마와 같은 변연부 영역의 침범이 있을 때 사용되며, V 및 VI은 광범위한 신피질 침범이 있을 때 사용된다. 이것은 상이하게 진행되는 노인성 플라크 침범 정도와 혼동되지 않아야 한다.
본원에서 사용되는 용어 "MMSE(미니-정신 상태 검사)"는 신경인지 기능 테스트의 유형을 나타낸다. 그것은 인지 장애를 측정하기 위해 임상 및 조사 환경에서 광범위하게 사용되는 30-점 설문지이다. 일반적으로, (30점 중에서) 24점보다 크거나 동등한 임의의 점수는 정상 인지를 나타낸다. 이것보다 아래의 점수는 중증(<9점), 중간(10-18점) 또는 경도(19-23점) 인지 장애를 나타낼 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "CDR(임상 치매 등급)"은 또 다른 유형의 신경인지 기능 테스트를 나타낸다. 본원에서 사용되는 용어 "CDR-K"는 CDR의 대한민국 버전을 나타낸다.
본원에서 사용되는 용어 "FDG PET"는 18F-표지된 플루오로-2-데옥시글루코스(18F-FDG)-양전자 방출 단층촬영을 나타낸다. 18F-표지된 플루오로-2-데옥시글루코스(18F-FDG)는 글루코스 유사체이다. 조직에 의한 18F-FDG의 흡수는 글루코스의 조직 흡수에 대한 마커이고, 그것은 결국 특정 유형의 조직 대사와 밀접하게 상관이 있다. 18F-FDG가 환자에 주입된 후, PET 스캐너는 신체 내에서 뇌 글루코스 대사를 나타내는 18F-FDG의 분포의 2차원 또는 3차원 이미지를 형성할 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "횡단 연구"는 동시에 취해진 샘플의 비교 분석을 나타낸다. 예를 들어, 예컨대 도 13a에서 나타낸 것과 같이, 먼저, 환자 및 정상 대조군 그룹으로부터의 혈액 샘플이 기준선으로서 수집되었고, 둘째, 2년 후에, 혈액 샘플이 동일한 환자 및 동일한 정상 그룹으로부터 수집되었다. 본원에서 사용되는 횡단 연구는 기준선에서 수집된 환자로부터의 혈액 샘플을 정상 대조군 그룹으로부터의 혈액 샘플과 비교하거나, 또는 2년차에 수집된 환자로부터의 혈액 샘플을 정상 대조군 그룹으로부터의 혈액 샘플과 비교하는 횡단 분석을 나타낸다.
본원에서 사용되는 용어 "종단 연구"는 상이한 시간에 동일한 그룹으로부터 수집된 샘플의 비교 분석을 나타낸다. 예를 들어, 그것은 기준선에서 수집된 환자로부터의 혈액 샘플을 2년차에 수집된 그것과 비교하는 분석을 의미한다(예컨대, 도 13a 참조).
용어 "치료" 또는 "치료하는"은 장애와 관련된 증상의 감소 또는 장애의 증상의 재발의 개선, 질환 또는 장애, 또는 그것의 적어도 하나의 식별할 수 있는 증상의 예방, 또는 반전을 나타낸다. 용어 "치료" 또는 "치료하는"은 질환 또는 장애, 예컨대, 간질의 물리적인 진행의 억제 또는 둔화, 예컨대 식별할 수 있는 증상, 예컨대 발작의 안정화를 나타낸다. 용어 "치료" 또는 "치료하는"은 질환 또는 장애의 개시를 지연시키는 것을 나타낸다. 용어 "예방" 또는 "예방하는"은 장애의 증상의 개시를 지연시키는 것을 나타낸다.
본원에서 사용되는 용어 "대조군", "대조군 샘플", "정상", 또는 "정상 샘플"은 테스트 대상체 또는 테스트 샘플에 비교하기 위하여, 참조, 보통 알려져 있는 참조로서 작용하는 대상체 또는 샘플을 나타낸다. 구현예에서, 대조군 또는 정상은 두 유형, 질환 대조군(또는 질환 관련 대조군) 및 정상(비-질환 대조군)일 수 있다. 구현예에서, 대조군, 특히 질환 대조군(또는 참조)은 관심 있는 신경 질환으로 이전에 진단된 환자 또는 그의 임의의 집단으로부터 취한 대조군 대상체, 샘플 또는 값이다. 구현예에서, 질환 대조군은 관심 있는 신경 질환을 나타내는 또는 그것과 관련된(즉 존재하는 것으로 알려진) 증상을 가지는 것으로 이전에 알려진 대상체 또는 그의 임의의 집단으로부터 취한 대조군 대상체, 샘플, 이미지 또는 값이다. 특정 신경 질환과 관련된 경우에, 신경 질환 대조군에 존재하는 증상은 관련된 신경 질환을 나타내거나 그것과 관련된 사상판(cribriform plate)의 임의의 형태적 특징(들)을 포함할 수 있다. 구현예에서, 정상(비질환) 대조군은 신경 질환을 가지지 않은 것으로 알려져 있는 또는 갖지 않은 것으로 추측되는 건강한 대상체로부터 취한 대상체, 샘플, 이미지 또는 값을 나타낸다. 구현예에서, 대조군 또는 참조는 또한 유사한 개인의 집단, 예컨대, 유사한 의학적 배경, 동일한 연령, 체중 등을 가진 신경학적 및/또는 정신의학적 환자 또는 건강한 개인으로부터 모아진 평균 값을 나타낼 수 있다. 구현예에서, 대조군 또는 참조 샘플, 값 또는 이미지는 또한 동일한 개인으로부터, 예컨대 특히 동일한 개인으로부터의 다수의 샘플, 값 또는 이미지가 시간 경과에 따라 모니터링될 때, 질환 전에, 또는 치료 전에, 앞서 얻어진 샘플로부터 얻어질 수 있다.
본원에서 사용되는 용어 "치료적 개입"은, 예를 들어, 치료적 실시의 포함 및 중재에 의해 질환 또는 통증을 감소 또는 치유하기 위해 사용된 의약(예컨대 치료 조성물) 및/또는 치료법(예컨대 화학적 및/또는 수술적 과정)을 나타낸다. 치료적 개입은, 예를 들어, 이러한 치료적 개입을 필요로 하는 환자의 상태 또는 질환에 따라 방법이 달라질 수 있다. 대상체의 신경 질환을 치료하는 방법의 맥락에서, 치료적 개입은 치료에 대해 확인된 대상체에게 수행될 수 있다.
용어 "투여", "투여하는" 등은 시험관내에서 세포에 대한 투여, 생체내에서 세포에 대한 투여, 의료 전문가에 의한 또는 대상체에 의한 자가 투여에 의한 대상체에 대한 투여일 수 있는 직접 투여, 및/또는 조성물을 처방하는 행위일 수 있는 간접 투여 둘 다를 나타낸다. 전형적으로, 유효량이 투여되고, 그 양은 기술분야의 숙련자에 의해 결정될 수 있다. 임의의 투여 방법이 사용될 수 있다. 화합물(예컨대, 약물)이 대상체에게 투여될 수 있다. 대상체에 대한 투여는, 예를 들어, 경구 전달, 비경구 전달, 혈관내 주사, 직접적인 두개내 전달, 비강내 전달, 등에 의해 이루어질 수 있다.
제약학적 조성물의 적절한 용량은 장애의 증상의 재발을 방지하거나 또는 환자가 앓고 있는 장애의 일부 증상을 치료하기에 효과적인 양이다. "유효량", "치료량" 또는 "유효 용량"은 원하는 약물학적 또는 치료적 효과를 유도하고, 그로써 장애의 효과적인 예방 또는 치료를 초래하기에 충분한 양을 의미한다. 유효 용량은 환자의 상태, 장애의 증상의 중증도, 및 제약학적 조성물이 투여되는 방식과 같은 요인에 따라 달라진다. 조성물의 유효 용량은 환자별로 상이하지만 일반적으로 원하는 치료 효과가 발생하기 시작하지만, 유의한 바람직하지 못한 부작용이 관찰되는 그런 양 아래의 양을 포함한다. 그러므로, 신경 질환의 증상을 치료할 때, 조성물의 유효량은 대상체의 혈액-뇌 장벽을 가로질러 통과하고 대상체의 뇌의 관련 부위와 상호작용하기에 충분하며, 그로써 장애의 효과적인 예방 또는 치료를 초래하는 양이다.
본 발명과 함께 사용하기에 적합한 제약학적 제제는 정제된 화합물 또는 기능적 유사체가 유효량으로, 즉, 의도된 목적, 예를 들어, 신경 질환의 증상을 치료, 예방, 또는 감소시키는 것을 이루기에 효과적인 양으로 존재하는 조성물을 포함한다. 물론, 특정 적용에 효과적인 화합물의 실제 양은 그 중에서도 치료되는 장애의 유형, 및 대상체의 연령 및 체중을 포함하는 다양한 요인에 따라 좌우된다. 신경 질환의 증상을 치료 또는 예방하기 위해 투여될 때, 그러한 조성물은 이들 결과를 이루기에 효과적인 화합물의 양을 함유한다. 유효량의 결정은 기술분야에 숙련된 사람들의 능력 내에 있다. 화합물은 필요한 치료 또는 예방 효과를 이루는 임의의 방식으로 투여될 수 있다. 발명의 화합물의 치료적으로 또는 예방적으로 효과적인 용량은 유사한 약물학적 활성을 나타내는 것으로 알려져 있는 유사한 화합물에 대한 동물 또는 인간 데이터로부터 결정될 수 있다. 적용된 용량은 이들 다른 작용제와 비교하여 투여된 화합물의 상대적인 생체이용률, 효능 및 생체내 반감기를 토대로 조정된다. 상기 기술된 방법 및 잘 알려져 있는 다른 방법을 토대로 인간에서 최대 효능을 이루기 위한 용량의 조정은 통상적으로 숙련된 전문가의 능력 내에 있다. 특정 화합물에 대한 독성과 치료 효과 사이의 비율은 그것의 치료 지수이며 LD 50(집단의 50%에서 치명적인 화합물의 양)과 ED 50(집단의 50%에서 효과적인 화합물의 양) 사이의 비율로서 표시된다. 치료 지수 데이터는 동물 연구로부터 얻어지며 인간에서 사용하기 위한 다양한 투여량을 공식화하는 데 사용된다. 이러한 화합물의 투여량은 바람직하게는 독성이 거의 또는 전혀 없는 ED 50을 포함하는 혈장 농도의 범위 내에 있다. 투여량은 사용되는 투여 형태 및 이용되는 투여 경로에 따라 이 범위 내에서 달라진다.
본원에서 사용되는 구절 "제약학적으로 허용되는 염(들)"은, 한정하는 것은 아니지만, 천연물 화합물로 존재할 수 있는 산성 또는 염기성 기의 염, 및 그것들의 수화물을 포함한다. 자연적으로 염기성인 천연물 화합물, 및 그것의 수화물은 다양한 무기 및 유기 산과 광범위한 다양한 염을 형성할 수 있다. 그러한 염기성 화합물의 제약학적으로 허용되는 염을 제조하기 위해 사용될 수 있는 산은, 한정하는 것은 아니지만, 아세테이트, 벤젠설포네이트, 벤조에이트, 중탄산염, 바이타르트레이트, 에데테이트, 캄실레이트, 탄산염, 브롬화물, 염화물, 요오드화물, 시트레이트, 이염산염, 에디실레이트, 에스톨레이트, 에실레이트, 푸마레이트, 글루셉테이트, 글루코네이트, 글루타메이트, 글리콜릴라르사닐레이트, 헥실레소르시네이트, 하이드라바민, 하이드록시나프토에이트, 이세티오네이트, 락테이트, 락토비오네이트, 말레이트, 말레에이트, 만델레이트, 메실레이트, 메틸설페이트, 무스케이트, 납실레이트, 니트레이트, 판토테네이트, 포스페이트/다이포스페이트, 폴리갈락투로네이트, 살리실레이트, 스테아레이트, 석시네이트, 설페이트, 탄네이트, 타르트레이트, 테오클레이트, 트라이에티오다이드, 및 파모에이트(즉, 1,r-메틸렌-비스-(2-하이드록시-3-나프토에이트))를 포함한, 제약학적으로 허용되는 음이온을 포함하는 염을 형성하는 것들이다. 아미노 모이어티를 포함하는 천연물 화합물, 및 그것의 수화물은 또한, 상기 언급된 산 외에 다양한 아미노산과 제약학적으로 허용되는 염을 형성할 수 있다. 자연적으로 산성인 천연물 화합물, 및 그것의 수화물은 다양한 약물학적으로 허용되는 양이온과 염기 염을 형성할 수 있다. 그러한 염의 예로는 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 염, 특히 칼슘, 마그네슘, 나트륨, 리튬, 아연, 칼륨, 및 철 염을 들 수 있다.
본원에서 제공되는 용어 "아밀로이드-베타 A4 단백질(아밀로이드 전구체 단백질(APP))"은 아밀로이드-베타 A4 단백질 자연적으로 발생하는 형태, 단백질 활성을 유지하는(예컨대, 천연 단백질과 비교하여 적어도 50%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 활성 내에서) 상동체 또는 변이체 중 임의의 것을 포함한다. 구현예에서, 변이체 또는 상동체는 자연적으로 발생하는 형태와 비교하여 전체 서열 또는 서열의 일부(예컨대, 50, 100, 150 또는 200개의 연속 아미노산 부분)를 가로질러 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 아미노산 서열 동일성을 가진다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 A4 단백질은 UniProt P05067에 의해 식별된 단백질 또는 그것의 기능성 단편이다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 A4 단백질은 SEQ ID NO: 1의 서열을 포함한다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 단백질 42(A베타42)는 아밀로이드-베타 A4 단백질의 아미노산 잔기 672-713의 단편에 상응한다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 단백질 42는 SEQ ID NO: 2의 서열을 포함한다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 단백질 40(A베타40)은 아밀로이드-베타 A4 단백질의 아미노산 잔기 672-711의 단편에 상응한다. 구현예에서, 아밀로이드-베타 단백질 42는 SEQ ID NO: 3의 서열을 포함한다.
본원에서 제공되는 용어 "타우 단백질"은 타우 단백질 자연적으로 발생하는 형태, 단백질 활성을 유지하는(예컨대, 천연 단백질과 비교하여 적어도 50%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 활성 내에서) 상동체 또는 변이체 중 임의의 것을 포함한다. 구현예에서, 변이체 또는 상동체는 자연적으로 발생하는 형태와 비교하여 전체 서열 또는 서열의 일부(예컨대, 50, 100, 150 또는 200개의 연속 아미노산 부분)를 가로질러 적어도 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 아미노산 서열 동일성을 가진다. 구현예에서, 타우 단백질은 UniProt P 10636에 의해 식별되는 단백질 또는 그것의 기능성 단편이다. 구현예에서, 타우 단백질은 SEQ ID NO: 4의 서열을 포함한다. 본원에서 언급되는 "아포리포단백질 E(ApoE) 유전자"는 아포리포단백질 E(ApoE)를 암호화하는 유전자의 재조합 또는 자연적으로 발생하는 형태, ApoE 단백질 활성을 유지하는(예컨대, ApoE와 비교하여 적어도 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 활성 내에서) 그것의 상동체 또는 변이체 중 임의의 것을 포함한다. 일부 측면으로, 변이체는 자연적으로 발생하는 ApoE 폴리펩타이드 또는 ApoE 뉴클레오타이드와 비교하여 전체 서열 또는 서열의 일부(예컨대, 50, 100, 150 또는 200개의 연속 아미노산 또는 핵산 부분)를 가로질러 적어도 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99% 또는 100% 아미노산 또는 핵산 서열 동일성을 가진다. 예를 들어, APOE 유전자의 3가지 유형(대립유전자), ApoE2, E3 및 E4(또는 ApoE 엡실론4 또는 ApoE ε4)가 확인되었다. 구현예에서, ApoE 유전자는 NCBI 참조 번호 유전자 ID: 348(ApoE4) 또는 그것에 대해 실질적인 동일성을 가진 변이체에 의해 식별된 핵산에 실질적으로 동일하다.
실시예
실시예 1. 인구 통계
참가자 특성은 표 1에 기술한다. 참가자들을 그들의 뇌 타우 브라크 단계분류에 따라 4개의 그룹으로 분류하였다(25명은 브라크 단계 0, 28명은 단계 I-II, 15명은 단계 III-IV, 그리고 8명은 단계 V-VI임; 표 2). 4개의 그룹 중에서 성별 또는 교육 수준의 차이는 없었지만(성별, p = 0.628, 카이 제곱 테스트; 교육 수준, p = 0.788, Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석; 표 2), 연령은 그룹 중에서 상당히 달랐다(** p = 0.002, Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석; 표 2). CN, 인지적으로 정상; MCI, 경도 인지 장애; AD, 알츠하이머병; MMSE z-점수, 연령, 성별, 및 교육 수준에 대해 보정된 최소-정신 상태 검사; CDR, 임상 치매 등급; ApoE, 아포리포단백질 ε4.
| 인구 통계 | |
| CN/MCI/AD(n) | 52/9/15 |
| 브라크 타우 0/I-II/III-IV/V-VI(n) | 25/28/15/8 |
| 성별, M/F | 23/53 |
| 연령, 년수, 평균 ± SEM | 71.84±0.9 |
| 교육, 평균 ± SEM | 10.57±0.6 |
| MMSE z 점수, 평균± SEM | -0.36±0.2 |
| CERAD-K 지연된 언어 기억 원점수, 평균 ± SEM | 5.26±0.3 |
| CDR 점수 0/0.5/1/2(n) | 52/10/11/3 |
| ApoE4 양성, ε4+/N(%) | 19/76(25%) |
| 특성(n) | 브라크 0(25) | 브라크 I-II(28) | 브라크 III-IV(15) | 브라크 V-VI(8) | P-값 |
| CN/MCI/AD(n) | 22/3/0 | 22/3/3 | 8/2/5 | 0/1/7 | <0.001a |
| 성별, M/F | 6/19 | 11/17 | 4/11 | 2/6 | 0.628a |
| 연령, 년수, 평균±SEM | 68.7±1.4 | 72.1±1.4 | 77.6±1.4 | 69.8±2.3 | 0.002b |
| 교육, 평균±SEM | 11.4±0.8 | 10.0±0.9 | 10.2±1.6 | 10.6±2.4 | 0.788b |
| MMSE z 점수, 평균±SEM | 0.16±0.2 | 0.39±0.2 | -0.71±0.4 | -3.97±0.6 | <0.001b |
| CERAD-K 지연된 언어 기억 원점수, 평균±SEM | 7.04±0.4 | 5.46±0.5 | 3.87±0.9 | 1.63±0.9 | <0.001b |
| CDR 점수 0/0.5/1/2(n) | 22/3/0/0 | 22/3/3/0 | 8/3/4/0 | 0/1/4/3 | <0.001a |
| ApoE4 양성, ε4+/N(%) | 4/25(16%) | 4/28(14%) | 6/15(40%) | 5/8(63%) | 0.014a |
| 혈장 p-타우, 평균±SEM(pg/ml, T181) | 0.45±0.06 | 0.70±0.10 | 0.93±0.26 | 0.96±0.20 | 0.035b |
| 혈장 t-타우, 평균±SEM(pg/ml) | 2.37±0.1 | 2.78±0.2 | 3.33±0.3 | 3.36±0.3 | 0.006b |
| 혈장 Aβ1-42, 평균±SEM(pg/ml) | 29.3±1.2 | 33.6±1.1 | 29.7±2.1 | 25.1±0.9 | 0.004b |
| 혈장 p-타우/Aβ1-42, 평균±SEM(비율) | 0.02±0.003 | 0.02±0.004 | 0.03±0.007 | 0.04±0.008 | 0.025b |
| 혈장 t-타우/Aβ1-42, 평균±SEM(비율) | 0.08±0.004 | 0.08±0.005 | 0.18±0.010 | 0.19±0.012 | <0.001b |
실시예 2. 혈장 타우 및 Aβ의 정량화
밤새 금식한 혈액 샘플(70 mL, n = 76)을 정맥천공에 의해 아침에 수집하고 K2 EDTA 튜브에 수집하였다. 샘플을 안정화하고 원심분리하여(700g, 5분, 실온) 혈장 및 혈청 상층액, 및 버피 코트를 얻었다. 고순도 샘플을 얻기 위하여, 혈장 및 혈청 상층액을 동일한 조건 하에 추가로 원심분리하고, 수집한 순수한 혈장 및 혈청 상층액을 부분표본화하여 즉시 -80℃에서 보관하였다. 혈장 총 타우(n = 75) 및 p-타우(Thr 181, n = 51)의 수준을 Seoulin Bioscience(Seongnam, Gyeonggi-do, South Korea)에서 Simoa HD-1 분석기(Quanterix, Lexington, MA, USA) 상의 Simoa 인간 타우 면역검정(총 타우 2.0 또는 인-타우 Thr 181 면역검정) 키트를 사용하여 측정하였다. 혈장 Aβ 수준을 xMAP 기술(Bioplex 200 System; Bio-Rad, Hercules, CA, USA)에 의하여 INNO-BIA 혈장 Aβ 형태 키트(Fujirebio Diagnostics, Ghent, Belgium) 및 MPP(프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물)를 사용하는 변형된, 안정적인 정량화 방법을 사용하여 측정하였다.
실시예 3. 혈장 타우-관련 바이오마커와 뇌 타우병증 사이의 관계
전부 4개의 혈장 타우-관련 바이오마커(p-타우, t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42)의 수준은 뇌 타우병증이 진행됨에 따라 상당히 증가하였다(브라크 단계 0 내지 VI)(도 1A; * p < 0.05, ** p < 0.01, 및 *** p < 0.001; Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석; & p < 0.05 및 && p < 0.01; 독립표본 t-테스트). AD-시그니처 관심 영역(ROI)에서 혈장 타우-관련 바이오마커와 뇌 타우 부담 사이의 연관을 평가하기 위하여, 공변량(연령 및 성별)에 대해 보정 후 부분 상관 분석을 수행하였다(도 1b). 모든 마커는 뇌 AD-시그니처 ROI에서 타우 부담과 고도로 유의미한 상관관계를 보였다(* p < 0.05, ** p < 0.01, *** p < 0.001, 및 **** p < 0.0001; 부분 상관 플롯).
실시예 4. 타우 PET-음성 및 PET-양성 대상체를 식별하기 위한 혈장 타우-관련 바이오마커의 고성능 - 수신기 작동 곡선
뇌 타우 부담을 예측하는 데 혈장 타우-관련 바이오마커의 성능을 평가하기 위하여, 수신기 작동 곡선(ROC)이 이어지는 로지스틱 회귀를 수행하였다. 이들 분석을 위해, 대상체를 두 그룹으로 나누었다: 타우-PET-음성(타우-PET-)/브라크 0-II 단계분류 그룹, 및 타우-PET-양성(타우-PET+)/브라크 III- VI 단계분류 그룹. 대상체를 혈장 타우-관련 바이오마커(특히 t-타우/Aβ1-42)의 수준이 브라크 0 및 I/II 그룹과 비교하여 두 브라크 III/IV 및 V/VI 그룹에서 극적으로 더 높았기 때문에 그에 따라 그룹을 나누었고, 브라크 0과 I/II 사이 또는 브라크 III/IV와 V/VI 사이의 바이오마커에는 유의한 차이가 없었다(도 1a). 더불어, 혈장 타우-관련 바이오마커의 수준은 타우-PET- 대상체와 비교하여 타우-PET+ 대상체에서 상당히 더 높았다(* p < 0.05, ** p < 0.01, 및 **** p < 0.0001, 독립표본 t-테스트; 도 5b). 특히, t-타우/Aβ1-42의 수준은 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이에서 상대적으로 분명한 이분법을 보였다(도 5b).
혈장 타우-관련 바이오마커를 사용하는 4개의 로지스틱 회귀 모델을 생성하고, 공변량(연령 및 성별)에 대해 보정하고, 예측 확률을 ROC 모델에 대한 독립 값으로서 사용하였다. 전부 4개의 ROC 모델 - p-타우, t-타우, p-타우/Aβ1-42, 및 t-타우/Aβ1-42는 타우-PET- 및 타우-PET+ 대상체를 식별하기 위한 고성능(p-타우의 경우 ** p = 0.0029, p-타우/Aβ1-42의 경우 *** p = 0.0003, 및 t-타우 및 t-타우/Aβ1-42의 경우 **** p < 0.0001)을 보였다(도 5c 및 도 5d; 표 3). 나아가, ROC 모델의 비교는 t-타우/Aβ1-42에 대한 AUC 값(AUC, 0.890; 민감성, 80.0%; 특이성, 91.4%)이 t-타우 단독에 대한 AUC 값(AFTC, 0.802; 민감성, 93.3%; 특이성, 62.9%)보다 극적으로 더 높았다(* p < 0.05, ROC 분석의 비교). 상세한 내용은 표 3에서 제시한다.
| 특성(n) | 혈장 p-타우 | 혈장 t-타우 | 혈장 p-타우/Aβ 1-42 | 혈장 t-타우/Aβ 1-42 |
|
AUC
(95% CI) |
0.731 (0.587, 0.847) |
0.802 (0.665, 0.901) |
0.766 (0.625, 0.874) |
0.890 (0.769, 0.961) |
| 유의성(P) | 0.0029 | <0.0001 | 0.0003 | <0.0001 |
| 민감성(%) | 93.33 | 93.33 | 93.33 | 80.00 |
| 특이성(%) | 48.57 | 62.86 | 51.43 | 91.43 |
| 컷오프 | >0.183 | >0.207 | >0.175 | >0.349 |
실시예 5. 타우 PET-음성 및 PET-양성 대상체를 식별하기 위한 혈장 타우-관련 바이오마커의 고성능 - 상대적 위험
뇌 타우 부담을 예측하는 데 혈장 타우-관련 바이오마커의 성능을 평가하기 위하여, 상대적 위험(RR) 분석이 이어지는 로지스틱 회귀를 수행하였다. 이들 분석을 위해, 대상체를 두 그룹으로 나누었다: 타우-PET-음성(타우-PET-)/브라크 0-II 단계분류 그룹, 및 타우-PET-양성(타우-PET+)/브라크 III- VI 단계분류 그룹. 대상체를 혈장 타우-관련 바이오마커(특히 t-타우/Aβ1-42)의 수준이 브라크 0 및 I/II 그룹과 비교하여 두 브라크 III/IV 및 V/VI 그룹에서 극적으로 더 높았기 때문에 그에 따라 그룹을 나누었고, 브라크 0과 I/II 사이 또는 브라크 III/IV와 V/VI 사이의 바이오마커에는 유의한 차이가 없었다(도 1a). 더불어, 혈장 타우-관련 바이오마커의 수준은 타우-PET- 대상체와 비교하여 타우-PET+ 대상체에서 상당히 더 높았다(* p < 0.05, ** p < 0.01, 및 **** p < 0.0001, 독립표본 t-테스트; 도 3b). 특히, t-타우/Aβ1-42의 수준은 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이에서 상대적으로 분명한 이분법을 보였다(도 5b).
상대적 위험(RR) 분석을 로지스틱 회귀 모델에 의해 생성된 예측 확률을 사용하여 수행하였다(도 5e; 표 4). 하위그룹을 그것들의 혈장 타우-관련 바이오마커 수준 순서로 4분위(Q)로 분류하였다(Ql < Q2 < Q3 < Q4). Q4에서 타우-PET+ 대상체의 분율은 Q1에서의 그것보다 극적으로 더 높았다(p-타우, t-타우, 및 p-타우/Aβ1-42: * p = 0.0410, RR = 7.4; t-타우/Aβ1-42: * p = 0.0140, RR = 10.8). 이들 결과는 저수준의 혈장 타우-관련 바이오마커를 가진 대상체가 타우-PET 양성의 더 높은 위험을 보이는 것을 나타낸다.
| 마커 | 사분위(n) | Q(13) | Q2(12) | Q3(13) | Q4(12) |
| P-타우 | 타우-PET+/N(%) RR(95% CI) P-값 |
7.7% 1.0(0.1, 14.3) 1 |
33.3% 4.3(0.6, 33.5) 0.1601 |
23.1% 3.0(0.4, 25.2) 0.3117 |
58.3% 7.5(1.1, 52.9) *0.0410 |
| T-타우 | 타우-PET+/N(%) RR(95% CI) P-값 |
7.7% 1.0(0.1, 14.3) 1 |
8.3% 1.1(0.1, 15.4) 0.9529 |
46.2% 6.0(0.8, 43.1) 0.0750 |
58.3% 7.5(1.1, 52.9) *0.0410 |
| P-타우/Aβ 1-42 | 타우-PET+/N(%) RR(95% CI) P-값 |
7.7% 1.0(0.1, 14.3) 1 |
25.0% 3.3(0.4, 27.2) 0.2765 |
30.7% 4.0(0.5, 31.1) 0.1855 |
58.3% 7.5(1.1, 52.9) *0.0410 |
| T-타우/Aβ 1-42 | 타우-PET+/N(%) RR(95% CI) P-값 |
7.7% 1.0(0.1, 14.3) 1 |
0% 0.4(0.0, 8.1) 0.5185 |
30.8% 4.0(0.5, 31.1) 0.1855 |
83.3% 10.8(1.6, 72.4) *0.0140 |
실시예 6. 혈장 타우/아밀로이드-β
1-42
비율은 알츠하이머병의 뇌 타우 침착 및 신경퇴행을 예측한다
알츠하이머병의 특징 중 하나는 뇌에서의 타우 단백질의 비정상적인 침착이다. 비록 혈장 타우가 알츠하이머병에 대한 잠재적 바이오마커로서 제안되었지만, 타우의 뇌 침착에 대한 직접적인 관련은 제한된다. 여기서, PET 영상에 의해 뇌에서의 생체내 타우 침착의 양을 산정하였고, 총 타우(t-타우), 인산화된 타우(p-타우, T181) 및 아밀로이드-β1-42의 혈장 수준을 측정하였다. 횡단 및 종단 방식으로 혈장 p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42와 뇌 타우 침착의 유의한 상관관계가 발견되었다. 특히, 혈장의 t-타우/아밀로이드-β1-42는 뇌 타우 침착을 고도로 예측하며, 80% 민감성 및 91% 특이성을 나타냈다. 흥미롭게도, 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42가 뇌 타우와 상관이 있는 뇌 영역은 알츠하이머병에서 신경원섬유 엉킴의 전형적인 침착 부위와 유사하였다. 나아가, 대뇌 아밀로이드 침착, 뇌 글루코스 대사, 및 해마 부피 변화의 종단적 변화가 또한 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42와 고도로 관련이 있었다. 이들 결과는 혈장 타우 및 아밀로이드-β1-42 수준의 조합이 뇌 타우 병리 및 신경퇴행을 예측하는 데 잠재적인 바이오마커일 것임을 나타낸다.
알츠하이머병은 노인 인구에서 가장 흔한 신경퇴행성 질환이다. 아밀로이드-b 펩타이드의 뇌 축적 및 타우의 신경원섬유 엉킴(NFT)이 알츠하이머병의 주요 병리적 특징이며, 그것의 발병 중에 뉴런과 시냅스의 독성 및 파괴로 이어지는 결합 파트너와의 상호작용을 통한 신경퇴행 메커니즘과 밀접하게 관련된다(Ballatore et al., 2007, Nat. Rev. Neurosci., 8: 663-72; Han et al., 2016, Prog. Neurobiol., 137: 17-38). 타우는 특히 아밀로이드-β와의 회합을 통해 알츠하이머병 발병에서 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있고, 여러 라인의 증거가 알츠하이머병의 발병 중에 타우-의존성 아밀로이드-β 독성 및 타우와 아밀로이드-β를 연결시키는 피드백 루프를 제시하였다(Rapoport et al., 2002, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 99: 6364-9).
타우는 MAPT(미세소관 관련 단백질 타우) 유전자에 의해 암호화되며 인간 뇌에서 그것의 아미노 말단 삽입부와 미세소관 결합 도메인 반복부가 상이한 6개의 동형으로서 존재한다(Goedert et al., 1989, EMBO I, 8: 393-9). 타우는 튜불린 조립을 촉진하고 기능뿐만 아니라 미세소관 구조를 안정화시키는 그것의 미세소관 결합 도메인 반복부를 통해 작용한다(Weingarten et al., 1975, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 72: 1858-62). 타우는 많은 인산화 부위를 함유하며, 그것의 인산화 상태는 그것의 미세소관 조립에 미치는 효과에 영향을 준다(Lindwall and Cole, 1984, J. Biol. Chem., 259: 5301-5). 타우가 알츠하이머병 발병에 대한 중요한 기여자인지의 여부는 아밀로이드 가설을 토대로 한 아밀로이드-β-표적화 치료 전략의 임상 시험의 실망스러운 결과로 인해 현재 재평가가 이루어지고 있는 문제이다(Kametani and Hasegawa, 2018, Front. Neurosci., 12: 25). PET 영상은 뇌 타우 병리를 모니터링하기 위한 가치 있는 기법이고, PET 영상을 통한 신경원섬유 병리의 확인을 위해 최근에 개발된 다양한 타우 방사성 추적자는 대단한 알츠하이머병 진단 및 예측 잠재력을 제공한다(Saint-Aubert et al., 2017, Mol. Neurodegener., 12: 19). 비록 타우의 PET 영상이 풍부한 정보를 제공하고 알츠하이머병 병리를 꽤 잘 반영하지만, PET 기기는 많은 임상 환경에서 이용할 수 없고, PET 영상은 고비용 및 방사선 위험에 관한 우려와 결부된다.
그러므로, 뇌 타우 침착을 감지하고 모니터링하기 위한 편리하고 접근 가능한 방법에 대한 절실한 충족되지 않은 필요성이 있다.
알츠하이머병 발병의 CSF에서 타우 수준 사이의 연관성은 문헌에 꾸준히 보고된다. CSF에서 증가된 수준의 타우는 알츠하이머병 치매 환자에서 검출된다(Vandermeeren et al., 1993, J. Neurochem., 61 : 1828-34). 더불어, CSF의 총 타우(t-타우) 및 과인산화된 타우(p-타우, T181)의 농도는 아밀로이드-β1-42와 함께, 경도 인지 장애(MCI) 환자 중에서 초기 알츠하이머병 치매를 높은 민감성 및 특이성으로 예측한다(Hansson et al., 2006, Lancet Neurol., 5: 228-34).
그러므로, 현재 연구의 목적은 세가지였다. 첫째, 혈장 t-타우, p-타우, 및 아밀로이드-β1-42의 수준을 정량화하고 타우-PET 상에서 관찰된 뇌 타우 침착 정도와 이들 혈장 마커 사이의 관계를 조사하였다. 또한, 혈장의 어떤 형태의 타우 수준(t-타우 또는 p-타우)이 뇌의 알츠하이머병-관련 타우병증과 더 강한 상관관계가 있는지를 테스트하였다. 둘째, 타우-PET에서 볼 수 있는 알츠하이머병-관련 타우병증과 혈장 타우 및 아밀로이드-β1-42의 복합 바이오마커, 예컨대 p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 사이의 연관성을 조사하였다. 또한, 타우-PET 양성을 식별하는 데 복합 혈장 바이오마커의 능력을 조사하였다. 혈장 아밀로이드-β1-42 수준을 혈장 t-타우 또는 p-타우 수준과 함께 고려하는 것이 알츠하이머병-관련 타우병증과 더 나은 연관성을 초래하고 타우-PET 양성을 식별하는 데 특이성을 증가시킬 것인지에 대한 개념을 테스트하였다. 마지막으로, 신경병리적 변화를 예측하기 위한 복합 혈장 바이오마커의 유효성을 2년에 걸쳐 조사하였다.
실시예 6에서 사용한 물질 및 방법.
방법의 상세한 설명은 또한 Park et al., 2017. Alz. Res. Ther, 9:20, doi: lO. H86/sl 3195-017-0248-8; 및 Park et al., 2019. Brain. 2019, 142, 3, 771-786, https://doi.org/l0. l093/brain/awy347(이 문헌들의 내용은 본원에 참조로 포함됨)에서 기술된다.
대상체: 76명의 대상체(52명은 인지적으로 정상, 9명은 MCI, 15명은 알츠하이머병 치매임)가 이 연구에 참가하였다. 포함 및 배제 기준의 상세한 내용은 이전에 기술되었다(Byun et al., 2017, Psychiatry Invest., 14: 851-63). 간단히 설명하면, 모든 인지적으로 정상인 개인은 0의 임상 치매 등급(CDR) 전반적 점수를 가졌고 MCI 또는 치매로 진단되지 않았다. MCI 개인은 0.5의 CDR을 가졌고 NIA-AA 가이드라인(Albert et al., 2011, Alzheimers Dement., 7: 270-9)의 권고를 따르는 MCI의 진단을 위한 핵심 임상 기준을 토대로 한 포함 기준을 충족하였다. 알츠하이머병 치매를 가진 참가자는 CDR 점수 5 0.5를 가졌고 정신 장애 진단 및 통계 매뉴얼 4판(DSM-IV-TR)(American Psychiatric Association, 2000)에 따르는 치매에 대한 포함 기준 및 NIA-AA 가이드라인(McKhann et al., 2011, Alzheimers Dement., 7: 263-9)에 따르는 개연성이 있는 알츠하이머병 치매에 대한 기준을 충족하였다. 중요 정신 질환 또는 정신 기능에 영향을 미칠 수 있을 유의미한 신경학적 또는 의학적 상태 또는 동반질환을 가진 개인은 연구에 포함시키지 않았다. 모든 참가자 또는 그들의 법적 대리인은 서울 대학교 병원 생명윤리 심의위원회에 의해 승인된, 연구의 완전한 설명을 들은 후 이 연구에 참가하기 위한 서면 동의를 제공하였다. 타우-PET 스캔을 제외한, 대상체에 대한 모든 평가는 2번 이루어졌다(기준선에서 및 2년 추적). 타우-PET 스캔을 2년 추적시에만 수행하였다.
임상 및 신경심리적 평가: 모든 참가자는 CERAD-K 임상 평가를 통합한 알츠하이머병(KBASE) 임상 평가 프로토콜의 조기 진단 및 예측을 위한 한국인 뇌 노화 연구를 토대로 한 훈련된 위원회-인증 정신과의사에 의한 표준화된 임상 평가를 받았다(Lee et al., 2002, J. Gerontol. B Psychol. Sci. Soc. Sci., 57: 47-53). 모든 대상체는 또한 CERAD-K 신경심리학 배터리를 통합한 표준화된 프로토콜(Lee et al., 2004, J. Int. Neuropsychol. Soc., 10: 72-81)에 따라 임상 신경심리학자 또는 훈련된 정신분석사에 의해 관리된 포괄적인 신경심리학적 평가 배터리를 받았다. 전체 평가 배터리에 대한 상세한 내용은 이전에 기술되었다(Byun et al., 2017, Psychiatry Invest., 14: 851-63.). 게놈 DNA를 전혈로부터 추출하고 아포리포단백질(APOE) 유전자형분류를 수행하였다(Wenham et al., 1991, Lancet, 337: 1158-9); 적어도 하나의 ε4 대립유전자를 가진 대상체를 ApoE4 운반체로서 확인하였다.
신경영상 데이터: 참가자들은 3.0 T Biograph mMR(PET-MR) 스캐너(Siemens)를 사용하여 18F-플루오로데옥시글루코스(FDG)-PET, MRI를 포함한 다중모드 영상을 얻기 위하여 PET 자기 공명 주사 세션을 진행하였다. 그들은 또한 3.0 T PET-MR 스캐너, 및 18FAV-1451 PET 스캔(Siemens)을 사용하여 제조사의 승인된 가이드라인을 따라 동시에 3D 11C-피츠버그 화합물 B(PiB)-PET 및 3D T1-가중 MRI를 진행하였다.
MRI 획득 및 처리: T1-가중 이미지를 시상 방향으로 얻었고 파라미터는 다음과 같았다: 반복 시간 = 1670 ms, 에코 시간 = 1.89 ms, 시야 250 mm, 및 1.0 mm 슬라이스 두께를 가지는 256 X 256 매트릭스. 모든 MRI를 FreeSurfer 버전 6.0(http://surfer.nmr.mgh.harvard.edu/)을 사용하여 사소한 세분화 오류를 수동으로 수정하면서 자동으로 세분화하였다. Desikan-Killiany 아틀라스(Desikan et al., 2006, Neuroimage, 31 : 968-80)를 토대로 하여, 이전 연구(Jack et al., 2014, Lancet Neurol., 13: 997-1005)에 따르는 내안경, 하측두엽, 중측두엽 및 방추형 이랑을 포함한, 평균 피질 두께 값을 알츠하이머병 시그니처 영역으로부터 얻었다. 조정된 해마 부피를 참조 그룹으로서 젊은 정상 대조군(n = 73명, 연령 범위 = 20-55)의 총 두개내 부피에 대한 해마 부피의 선형 회귀로부터의 잔차로서 계산하였다(Jack et al., 2014, Lancet Neurol., 13: 997-1005); 그것은 참가자의 해마 부피에서 머리 크기를 기준으로 예상되는 값과 입방 밀리미터 단위의 편차로 해석된다.
FDG-PET 획득 및 처리: 참가자들은 적어도 6시간 동안 금식하고 대기실에서 40분 동안 휴식한 후 0.1 mCi/kg의 18F-FDG 방사성 리간드의 정맥내 투여 후에 스캐닝하였다. 목록 모드로 수집한 PET 데이터(5분 X 4 프레임)를 균일성, 초단 에코 시간(UTE)-기반 감쇠 및 감쇠 보정과 같은 일상적인 보정을 위해처리하였다. 임의의 유의미한 머리 움직임에 대한 데이터를 검사한 후, 그것을 반복적인 방법을 사용하여 20-분 합산 이미지로 재구성하였다(21개 하위세트로 6회 반복). 다음의 이미지 처리 단계를 MATLAB 20l4a(Mathworks, Natick, MA, USA)에서 실행된 SPM12(http://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm)를 사용하여 수행하였다. 먼저, 정적 FDG-PET 이미지를 동시에 촬영한 개별 T1 구조 이미지에 공동등록하고, 개별 T1 이미지를 표준 MNI 형판으로 공간 정규화하기 위한 변환 파라미터를 계산하고 PET 이미지를 MNI 형판으로 공간적으로 정규화하기 위해 사용하였다. 공간적으로 정규화된 FDG-PET 이미지를 12-mm 가우스 필터로 평활화한 후, 폰즈를 참조 영역으로서 사용하여 세기 정규화를 수행하였다. 자동 해부학적 표지화(AAL) 아틀라스(Tzourio-Mazoyer et al., 2002, Neuroimage, 15: 273-89)를 사용하여, 관심 있는 복셀-가중 평균 영역(즉, FDG 4ri)을 유도하기 위하여 표준 흡수 값 비율(SUVR) 값을 각 이랑, 후 대상 피질, 전구, 하 측두 이랑으로부터 추출하였다.
타우-PET 획득 및 처리: 18F-AV-1451 PET 스캔을 370 MBq의 18F-AV-1451을 주사한 후 80분 후에 Biograph True point 40 PET/CT 스캐너(Siemens) 상에서 동적 스캔으로서 LIST-모드를 사용하여 10분 동안 수행하였다. 감쇠 보정을 위한 저용량의 CT 스캔을 PET 스캔 직전에 동일한 환자 위치에서 수행하였다. 반복적인(OSEM3D+PSF) True X 알고리즘을 24개 하위세트, 3 mm 가우스 필터를 사용한 6회 반복으로의 PET 데이터 재구성을 위해 사용하였다. 혈액 샘플과 18F-AV-1451 PET 영상 사이의 평균 간격은 135일이었다(7 내지 277일 범위). 타우 단백질을 측정하기 위하여, 18F-AV-1451 PET SUVR 이미지를 주사 후 80 내지 100분 동안 평균 흡수를 토대로 생성하고, 평균 하 소외 회백질 흡수에 의해 정규화하였다. SUVR 이미지를 공동등록하고 구조적 MRI에 재분할하였다. 위축 및 신호 유출로 인한 부분 부피 효과를 설명하기 위해, 기하학적 전달 매트릭스 접근법을 이전에 기술된 대뇌외 조직에 대한 보정을 포함한, 추적 방문시 취한 T1로부터의 관심 있는 FreeSurfer-유래 영역을 토대로 한 부분 부피 보정에 사용하였다(Baker et al., 2017, Data Brief, 15: 648-57; Jack et al., 2017, Alzheimers Dement., 13: 205-16). 복셀식 분석은 MNI-152 공간으로 변환된 SUVR 이미지(부분 부피 보정 포함됨)를 사용하였다. 관심 영역 분석을 위해, 데이터를 Baker 등에 의해 공개된 방법(2017, Data Brief, 15: 648-57)에 따라 원래 공간으로부터 추출하였다. 18F- AV-1451 PET 흡수를 Braak 및 Braak에 의해 기술된 알츠하이머병의 타우 단백질 엉킴 침착의 병리적 단계에 상응한 관심 영역을 함께 그룹화함으로써 정량화하였다(1995, Neurobiol. Aging, 16: 271-8; discussion 8-4). 각각의 브라크 단계에 그룹화된 관심 영역은 이전에 공개되었다(Baker et al., 2017, Data Brief, 15: 648-57; Maass et al., 2017, Neuroimage, 157: 448-63). 원래 공간에서의 가중 평균 SUVR(부분 부피 보정 후)을 알츠하이머병 브라크 단계 0, 단계 I/II, 단계 III/IV, 및 단계 V/VI의 해부학적 정의에 대략적으로 상응하는 3개의 복합 관심 영역을 형성하기 위하여 계산하였다. 그런 후 참가자를 관심 있는 브라크 영역-특이적 추적자 흡수를 토대로 한 한계값에 따라 알츠하이머병 브라크 단계로 분류하였다(Maass et al., 2017, Neuroimage, 157: 448-63). 타우 축적의 '알츠하이머병 시그니처' 영역의 연역적 관심 영역을 또한 이들 분석에 포함시켰는데, 그것은 이전 보고서를 토대로 한 관심의 내 후각, 편도체, 해마 주위, 방추형, 하 측두엽 및 중간 측두엽 영역의 부분 부피 보정 흡수의 크기 가중 평균이다(Jack et al., 2017, Alzheimers Dement., 13: 205-16).
PiB-PET 획득 및 처리: 참가자들은 3.0 T PET-MR 스캐너를 사용하여 동시에 3D 11C-PiB-PET 및 3D T1-가중 MRI를 진행하였다. 555 MBq의 11C-PiB(범위, 450-610 MBq)의 정맥내 투여 후에, 30-분 방출 스캔을 주사 후 40분 후에 얻었다. 목록 모드로 수집한 PiB-PET 데이터를 균일성, UTE-기반 감쇠, 및 감쇠 보정과 같은 일상적인 보정에 대해 처리하였고, 반복적인 방법(21개 하위세트로 6회 반복)을 사용하여 256 X 256 이미지 매트릭스에 재구성하였다. 각 참가자에 대해, 역변환 파라미터를 PiB-PET 및 MNI 형판과 같은 날에 취한 개별 T1을 사용하여 SPM12 D ARTEL 세분화 과정으로부터 얻었다. 얻어진 역변환 파라미터를 각 참가자에 대한 원래 공간에서 AAL 아틀라스를 획득하기 위해 AAL 아틀라스에 적용하였고, 그런 후에 PiB 보유 수준을 추출하기 위해 사용하였다. 세기 정규화 과정을 개선하기 위하여, 소뇌에서의 보유를 소뇌와 뇌간의 공간적으로 편향되지 않은 아틀라스 형판(SUIT)을 사용하여 별도로 추출하였다(Diedrichsen et al., 2011, Neuroimage, 54: 1786-94); 소뇌 회백질에서의 보유를 세기 정규화에 대해 사용하였다. 관심의 각 영역에 대한 SUVR로서의 PiB 보유 지수를 지역적 평균 값을 개별 평균 소뇌 흡수 값으로 나눔으로써 계산하였다. AAL 알고리즘(Rolls et al., 2015, Neuroimage, 122: 1-5) 및 영역 조합 방법(Reiman et al., 2009, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 106: 6820-5)을 정면, 측면 정수리, 후대상 쐐기앞소엽 및 측면 측두엽 영역에서 PiB 보유 수준을 특성화하기 위해 관심 영역을 세팅하기 위해 적용하였다. 각 참가자를 SUVR 값이 관심의 4 영역 중 적어도 하나에서 41.4였으면 아밀로이드-β-양성으로서 분류하였고 전부 4개의 관심 영역의 SUVR 값이 41.4였으면 아밀로이드-β-음성으로서 분류하였다(Villeneuve et al., 2015, Brain, 138(Pt 7): 2020-33). 또한, 전반적 가중 관심 영역을 4개의 상기 언급한 지역적 관심 영역의 생체내 전반적 PiB 보유 수준을 나타내기 위해 계산하였다.
종단 영상 데이터 처리: 기준선과 동일한 처리 방법을 추적 영상 데이터(즉 MRI, FDG-PET, 및 PiB-PET)에 적용하였다.
혈장 타우 및 아밀로이드-β 측정: 밤새 금식한 혈액 샘플(70 ml, n = 76)을 아침에 정맥천공에 의해 수집하고 K2 EDTA 튜브에 수집하였다. 그것을 안정화하고 원심분리하여(700g, 5분, 실온) 혈장 및 혈청 상층액, 및 버피 코트를 얻었다. 고순도의 샘플을 얻기 위하여, 혈장 및 혈청 상층액을 동일한 조건 하에 추가로 원심분리하고, 수집된 순수 혈장 및 혈청 상층액은 부분표본화하고 즉시 -80℃에서 보관하였다. 혈장 t-타우 및 p-타우(Thr 181)의 수준을 Seoulin Bioscience에서 Simoa HD-l 분석기(Quanterix) 상의 Simoa 인간 타우 면역검정(총 타우 2.0 또는 인-타우 Thr 181 면역검정) 키트를 사용하여 측정하였다. 혈장 p-타우를 76명의 개인 중 51명에서만 정량화하였고, 혈장 t-타우를 76명 중 75명 개인에게서 정량화하였다. 혈장 t-타우(t-타우 또는 t-타우/아밀로이드-β1-42)와 결부된 그 결과는 혈장 아밀로이드-β1-42를 포함한 모든 측정을 한 50명의 개인에 제한되었을 때 본질적으로 유사하게 유지되었다. 혈장 아밀로이드-β1-42 수준(n = 76)을 xMAP 기술(Bio-Plex® 200 시스템; Bio-Rad)에 의하여, 이전에 기술된 것과 같이 INNO-BIA 혈장 아밀로이드-β 형태 키트(Fujirebio Diagnostics) 및 MPP(프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물)를 사용하는 변형된, 안정적인 정량화 방법을 사용하여 측정하였다(Park et al., 2017, Alzheimers Res. Ther. 9: 20). 본원에서 기술된 혈장 Aβ42의 측정을 혈장 Aβ의 안정화를 허용하는, 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물(MPP)로 처리함으로써, 그리고 측정함으로써 수행하였다(예컨대, Park et al., 2017. Alz. Res. Ther., 9:20, doi: 10.1186/S13195-017-0248-8 및 한국 특허 KR 10-1786859(이것들의 내용은 본원에 참조로 포함됨) 참조).
통계학적 분석: 데이터 분석을 Medcalc 17.2(Medcalc Software, Ostend, Belgium) 및 GraphPad Prism 7(GraphPad Software, San Diego, CA, USA)을 사용하여 수행하였다. 인구 통계 표에 대해, 범주형 데이터(성별, CDR 점수, APOE4 양성, 인지 기능 상태)를 카이 제곱 (χ2) 테스트를 사용하여 분석하였고, 수치 데이터(연령, 교육, MMSE z-점수, CERAD-K 점수, 및 혈장 바이오마커 수준)을 Tukey 사후 검정 테스트를 사용한 변량분석을 사용하여 분석하였다. 수치 변수에 대해 수행된 결합 분석을 반영하기 위하여, 복셀식 선형 회귀 분석을 부분 부피 보정된 18F-AV-1451 PET SUVR 이미지와 혈장 타우 바이오마커 사이에서 Voxelstats 도구박스(Mathotaarachchi et al., 2016, Front. Neuroinform., 10: 20)를 사용하여 실행하여, 그 결과를 클러스터 수준에서의 PFWE-보정 < 0.05와 조합된 복셀 수준에서의 P미보정 < 0.005를 사용하여 나타냈다. 복셀식 결과의 해석을 단순화하기 위하여, T-지도를 상관 계수 지도에 대해 변환하였다(PET 및 혈장 타우 연관성에 대해). 혈장 바이오마커와 뇌 타우 사이의 관계를 부분 상관 분석에 의해, 공변량(연령 및 성별)의 효과에 대해 보정하면서 측정하였다. 선택적으로, 비대칭을 통제하고 변량을 정규화하기 위하여 변수를 로그-변환시켰다(Han et al., 2018, Neurobiol. Aging, 73: 21-9). 로지스틱 회귀 분석과 이어지는 수신기 작동 곡선(ROC) 및 상대적 위험 분석을 또한 수행하였다(모든 측정을 한 50명의 개인에 제한함). 구체적으로, 혈장 바이오마커(p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42) 및 공변량(연령 및 성별)을 적절하게 통합하고 각 회귀 모델로부터 예측된 확률을 생성하였다. 그런 후 각각을 타우 PET 양성을 예측하기 위한 ROC 모델에 대한 독립 변수로서(타우-PET+, 브라크 단계 III 내지 VI 대상체; 타우-PET-, 브라크 단계 0 내지 II 대상체) 또는 상대적 위험 분석에 대한 독립 변수로서 사용하였다. 주목할 것은, 타우-PET- 대비 타우-PET+를 단계 III의 알츠하이머병 치매(Mattsson et al., 2017, EMBO Mol. Med., 9: 1212-23)와 관련된 유의미한 초기 타우 응집을 보인 이전의 보고를 토대로 브라크 단계 0-II와 III- VI 사이에 있는 것으로 설정한 것이었고, 그것은 알츠하이머병-관련 타우 병리가 해마 형성으로 확장된 제1 단계이다(Rub et al., 2017, 1. Alzheimers Dis., 57: 683-96). 상대적 위험 분석을 위해, 참가자를 두 그룹으로 분류하였다: (i) 대상체를 혈장 타우-관련 바이오마커를 사용하여 각각의 예측 확률의 그것들의 수준의 오름차순으로 분류하였고; (ii) 혈장 마커 저 그룹(대상체 1-25)을 '그룹 1'로 명명하고 고 그룹(대상체 26-50)을 '그룹 2'로 명명하였다. 모든 실험 과정 및 통계학적 분석을 맹검 방식으로 수행하였다.
인구 통계
참가자의 특성을 표 1에 기술한다(n = 76명; 52명은 인지적으로 정상, 9명은 MCI, 15명은 알츠하이머병 치매임). 이전에 언급된 것과 같이, 타우-PET 스캔을 추적시에만 수행한 반면, 모든 다른 평가를 2회 수행하였고(기준선시에 및 2년 추적시에), 그로써, 표 5는 2년 추적을 토대로 한 인구 통계 데이터를 나타낸다. 도 14, 표 8은 종단적 변화의 데이터를 포함한다. 나아가, 대상체를 뇌 타우 브라크 단계분류에 따라 4개 그룹으로 분류하였다(25명은 브라크 단계 0, 28명은 단계 I-II, 15명은 단계 III-IV, 그리고 8명은 단계 V-VI임; 도 15, 표 9)(Braak and Braak, 1995, Neurobiol. Aging, 16: 271-8; discussion 8-4). 4개 그룹 사이에서 유의미한 성별 또는 교육 차이는 없었지만, 연령은 그룹 사이에서 유의하게 상이하였다(도 15, 표 9).
혈장 타우-관련 바이오마커와 뇌 타우병증 사이의 관계
전부 4개의 혈장 타우-관련 바이오마커(p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42)의 수준은 뇌 타우병증이 진행됨에 따라 상당히 증가하였다(브라크 단계 0 내지 VI)(도 8a). 알츠하이머병 시그니처 관심 영역에서 혈장 타우-관련 바이오마커와 뇌 타우 부담 사이의 연관을 평가하기 위하여, 부분 상관 분석을 공변량(연령 및 성별)을 보정한 후에 수행하였다(도 8b). 모든 마커는 뇌의 알츠하이머병 시그니처 관심 영역에서 타우 부담과의 고도로 유의미한 상관관계를 보였다(도 8b). 도 16, 표 10은 각각의 개별 뇌 영역에서 마커와 타우 부담 사이의 모든 가능한 상관관계를 보여준다. 도 9a-9d는 각각의 혈장 타우 바이오마커와 지역적 뇌 타우 부담 사이의 복셀-식 연관성을 나타낸다. 더 높은 혈장 p-타우 및 t-타우 값이 내측 측두엽에서만 더 높은 뇌 타우 침착과 관련이 있는 한편(도 9a 및 도 9b), 혈장 p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율은 내측 측두엽뿐만 아니라 대상, 측두엽, 전두엽 및 정수리 피질을 포함한 미만성 뇌 영역에서 타우 침착과의 양성 상관관계를 보였다(도 9c 및 도 9d). 특히, 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율이 뇌 타우와 상관이 있는 뇌 영역은 알츠하이머병의 신경원섬유 엉킴의 전형적인 침착 부위와 매우 유사하였다(도 9d).
타우 PET-음성 및 PET-양성 대상체를 식별하기 위한 혈장 타우-관련 바이오마커의 고성능
뇌 타우 부담을 예측하는 데 있어 혈장 타우-관련 바이오마커의 성능을 평가하기 위하여, 로지스틱 회귀 분석과 이어서 ROC 및 상대적 위험 분석을 수행하였다(도 10a 및 도 10b). 이들 분석을 위해, 대상체를 두 그룹으로 나누었다: 타우-PET- 및 타우-PET+(도 10a). 타우-PET- 또는 타우-PET+ 내에서 그룹간(즉 각각 브라크 단계 0과 I/II 사이, 브라크 III/IV과 V/VI 사이) 바이오마커의 유의미한 차이는 없었다(도 8a). 더불어, 혈장 타우-관련 바이오마커의 수준은 타우-PET- 대상체와 비교하여 타우-PET+ 대상체에서 상당히 더 높았다(도 10b). 특히, t-타우/아밀로이드-β1-42 수준은 타우-PET-와 타우-PET+ 대상체 사이에서 상대적으로 분명한 이분법을 보였다(도 10b). 4개의 로지스틱 회귀 모델을 공변량(연령 및 성별)에 대해 보정한 혈장 타우-관련 바이오마커를 사용하여 생성하였고, 예측 확률을 ROC 모델에 대한 독립 변수로서 사용하였다. 전부 4개의 ROC 모델 - p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 -은 타우-PET- 및 타우-PET+ 대상체를 식별하기 위한 상당히 높은 성능을 보였다(도 10c, 도 10d 및 표 6). 나아가, ROC 모델의 비교는 t-타우/아밀로이드-β1-42에 대한 AUC 값(AUC, 0.890; 민감성, 80.0%; 특이성, 91.4%)이 t-타우에 대한 값(AUC, 0.802; 민감성, 93.3%; 특이성, 62.9%)보다 극적으로 더 높은 것을 보여주었다(표 6).
마지막으로, 상대적 위험 분석을 로지스틱 회귀 모델에 의해 생성된 예측 확률을 사용하여 수행하였다(도 10e 및 표 7). 두 그룹을 그들의 혈장 타우-관련 바이오마커 수준에 의해 분류하였다(그룹 1 < 그룹 2; '물질 및 방법' 섹션 참조). 그룹 2의 타우-PET+ 대상체의 분율(즉 상대적 위험 값)은 p-타우(상대적 위험 = 2.0, p = 0.1)를 제외하고 그룹 1에서의 그것보다 상당히 더 높았다(t-타우, 상대적 위험 = 6.5, P < 0.01; p-타우/아밀로이드-β1-42, 상대적 위험 = 2.8, P < 0.05; t-타우/아밀로이드-β1-42, 상대적 위험 = 14.0, P < 0.01). 이들 결과는 고수준의 혈장 타우-관련 바이오마커를 가진 대상체가 타우-PET 양성에 대한 더 높은 위험을 보여주는 것을 나타낸다. 상대적 위험 값은 다음 순서, p-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42, t-타우, t-타우/아밀로이드-β1-42로 증가하였고, 이런 패턴은 도 10c 및 도 10d에서 도시된 것과 같이 ROC 곡선 분석으로부터의 AUC 값에 따르는 것이었다(p-타우 < p-타우/아밀로이드-β1-42 < t-타우 < t-타우/아밀로이드-β1-42). 나아가, 추가 분석(χ2 테스트)을 그룹 조성 차이(그룹 2에 대비한 그룹 1)에 대해 조사하기 위해 수행하였다(표 7). 그것은 아밀로이드-β가 p-타우 및 t-타우 둘 다에 첨가되었을 때 증가된 χ2(P-값은 감소함)을 보였다(χ2, p-타우 < p-타우/아밀로이드-β1-42 < t-타우 < t-타우/아밀로이드-β1-42). 이런 패턴은, 더욱이, 도 10c 및 도 10d에서 도시된 것과 같이 ROC 곡선 분석의 결과와 정확하게 매칭되었다(AUC, p-타우 < p-타우/아밀로이드-β1-42 < t-타우 < t-타우/아밀로이드-β1-42).
혈장 t-타우/아밀로이드-β
1-42
수준은 2년 동안 뇌의 신경병리적 변화를 예측한다
뇌에서의 종단적 변화를 예측하기 위한 바이오마커로서 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율의 유효성을 평가하기 위하여, 기준선에서의 t-타우/아밀로이드-β1-42의 혈장 수준을 2년 동안 신경병리적 변화와 비교하였다. 변화를 델타(△)로서 표시하였다(도 13a). 2년 추적 시점에서의 횡단 연구(도 18d)와 유사하게, 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율(기준선 시점에서의)은 해마 부피(△해마 부피, P < 0.05, r =-0.25; 도 13b), 뇌 아밀로이드 침착(△PiBPET, P < 0.01, r = 0.37; 도 13c), 및 뇌 글루코스 대사(△FDG-PET, 후방 대상 피질, P < 0.05, r =-0.30; 4roi, P < 0.01, r =-0.33; 도 13d 및 도 13e)와 같은 뇌 신경병리적 변화와 강한 상관관계를 나타냈다. 결과는 복합 바이오마커 t-타우/ 아밀로이드-β1-42가 횡단적 뇌 상태를 반영할뿐만 아니라 점진적인 신경퇴행을 예측하는데 유용한 마커인 것을 시사한다.
2년 동안의 혈장 t-타우/아밀로이드-β
1-42
의 변화는 2년 추적 시점에서의 타우-PET 결과를 반영한다
혈장 바이오마커[혈장 델타(△)]와 2년차 뇌 타우 축적의 2년 사이의 차이의 연관성을 조사하였다(도 13f 및 도 13g). 흥미롭게도, 혈장 델타 타우는 알츠하이머병 시그니처 관심 영역 타우 침착과 상관이 있었다(P < 0.10, r =0.21; 유의성을 향한 경향; 도 13g, 좌측). 혈장 델타 t-타우/아밀로이드-β1-42 또한 알츠하이머병 시그니처 관심 영역 타우 침착과 상당히 상관이 있었다(P < 0.01, r =0.37; 도 13g, 우측). 이것들을 함께 고려하면, 결과는 2년 동안의 혈장 t-타우 및 t-타우/ 아밀로이드-β1-42 수준의 변화가 2년차 시점에서 뇌 타우 축적을 예측할 수 있음을 시사한다. 이것의 통계학적 유의성은 2년 추적시에 측정된 2년차 뇌 타우 축적과 t-타우/아밀로이드-β1-42 뿐만 아니라 2년차 혈장 t-타우 사이의 상관관계보다 상당히 더 낮았다(도 8b; t-타우의 경우 P < 0.01, r = 0.32; t-타우/아밀로이드-β1-42의 경우 P < 0.0001, r = 0.52). 그럼에도 불구하고, 이런 관찰은 종단적 혈장 타우 변화와 뇌 타우 축적 사이의 연관성을 보여주는 이전의 보고가 없었기 때문에 의미있는 정보를 제공한다.
혈장 t-타우/아밀로이드-β
1-42
는 기준선 시점에서의 뇌의 신경병리를 반영하지 못하였다
혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 마커가 신경퇴행, 뇌 아밀로이드, 및 뇌 타우 축적을 횡단적으로(2년차 시점) 및 종단적으로(2년 동안) 전부 반영하는 것을 고려하여, 이런 복합 바이오마커(기준선 시점에서의)가 또한 FDG-PET, 해마 부피, 및 PiB-PET와 같은 다양한 기준선 뇌 이미지와 상관관계가 있는지를 조사하였다; 타우-PET 스캔을 기준선에서 수행하였다. 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42와 기준선 영상 마커 사이의 부분 상관 분석(도 21a)을 수행하였다. PiB-PET SUVR과 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 사이의 연관성의 유의성을 향한 경향을 제외하고 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42와 이들 영상 마커 사이에 상관관계(도 21a)는 없었다(P = 0.1, r = 0.2; 도 21a, 하부 우측).
혈장 아밀로이드-β
1-42
는 또한 뇌 타우 축적과 상관이 있다
비록 혈장 아밀로이드-β1-42가 알츠하이머병 진단을 위한 바이오마커 중 하나로서 함축되었지만, 혈액의 아밀로이드-β의 불안정성에 대한 많은 우려가 있다. 그러므로, 혈장 아밀로이드-β1-42에 대한 개선된 정량화 방법(즉 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물, MPP로의 처리)을 이 연구에서 사용하였다(Park el al., 2017, Alzheimers Res. Ther. 9: 20). 혈장 아밀로이드-β1-42는 또한 뇌 아밀로이드-β 침착뿐만 아니라(도 19b, P < 0.001) 뇌 타우 축적과도 상관이 있다(도 19c, P < 0.01). 나아가, 혈장 아밀로이드-β1-42에 대한 ROC 곡선 분석만이 뒤따르는 로지스틱 회귀 분석을 수행하였다(공변량: 연령 및 성별)(도 20); 혈장 아밀로이드-β1-42 단독이 또한 높은 AUC 값을 보였고(0.800, 66.67% 민감성 및 82.86% 특이성), 이것은 p-타우/아밀로이드-β1-42의 그것(0.766, 93.33% 민감성 및 51.43% 특이성)보다도 훨씬 더 높다. 그러나, 혈장 아밀로이드-β1-42 단독의 AUC 값(0.800)과 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42의 AUC 값(0.890, 80.00% 민감성 및 91.43% 특이성) 사이에 큰 차이가 있었고, 이것은 t-타우와 아밀로이드-β1-42의 조합이 다른 것들과 비교하여 가장 강력한 바이오마커인 것을 시사한다.
현재 연구에서, 혈장 t-타우, p-타우, 및 아밀로이드-β1-42 수준을 11C-PiB-PET 및 18F-AV-1451 타우 PET 영상을 진행한 인지적으로 정상, MCI, 및 알츠하이머병 치매 개인에게서 정량화하였다. 혈장 t-타우 및 p-타우는 타우-PET 상에서 관찰된 뇌 타우 침착 정도와 강력하고 양성적으로 관련이 있었던 반면, 혈장 아밀로이드-β1-42는 뇌 타우 축적과 음으로 관련되었다. p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42를 포함한, 혈장 타우 및 아밀로이드-β1-42의 복합 바이오마커는 혈장 타우의 단일 바이오마커와 비교하여 타우-PET 및 알츠하이머병-관련 타우 병리와 더 유의한 상관관계를 나타냈다. 혈장 t-타우/ 아밀로이드-β1-42는 뇌 타우 축적과 가장 강한 연관성을 보였고, 증가된 AUC 및 상대적 위험을 나타냈다. 더불어, 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율이 뇌 타우와 강력하게 상관이 있었던 뇌 영역은 알츠하이머병에서 신경원섬유 엉킴의 전형적인 침착 부위와 매우 유사하였다. 나아가, 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42는 2년 동안 뇌에서의 아밀로이드-β 축적, 뇌 글루코스 대사, 및 해마 부피의 종단적 변화와 크게 관련된 것으로 나타났다. 종합적으로, 이들 발견은 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 수준이 뇌의 알츠하이머병-관련 타우 병리를 예측하는데 잠재적인 바이오마커인 것을 나타낸다. 이 연구는 생체내 PET 이미지 상에서 혈장 타우 수준, 혈장 아밀로이드-β 수준 및 뇌 타우 축적 사이의 관계를 첫 번째로 보고한 것이다. 더욱이, 혈장 타우 수준 및 혈장 아밀로이드-β 수준의 종단적 조사는, 특히 다양한 알츠하이머병-관련 신경퇴행 마커와 관련하여 이 연구 전에 실시된 적이 없었다.
이 연구에서, 부분 상관 분석에서 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42(기준선 시점에서의)의 복합 마커와 FDG-PET, 해마 부피, 및 PiB-PET(기준선 시점에서의)와 같은 다양한 기준선 뇌 이미지 마커 사이에 유의한 상관관계는 없었다. 유의한 상관관계의 결핍은 사용된 기준선 KBASE 집단 샘플(n = 76)이 대부분 매우 초기 단계의 질환(즉 CDR 0 또는 0.5)을 가진 개인으로 구성되고 심지어 알츠하이머병 대상체도 상대적으로 낮은 CDR 점수(0.5 또는 1)(기준선 시점에서)를 가진 것을 고려하면 생각할 수 있는 것이다. 뇌에서의 아밀로이드-β 및 타우의 축적이 뇌에서의 신경퇴행성 변화에 선행하기 때문에(도 21d), 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42는 FDG-PET 또는 해마 부피에 대해 나타난 신경퇴행성 변화를 아직은 완전하게 반영할 수 없을 것이다. 여기서 보여준 데이터를 토대로 하여 신경퇴행이 2년차 시점의 것보다 기준선 시점에서 아직까지는 크게 진행되지 않았다(뇌 아밀로이드 또는 타우의 축적과 비교하여)는 여러 간접 증거가 있다: (i) 기준선 FDG-PET 4roi 및 후방 대상 피질이 초기 알츠하이머병 표현형인 기준선 PiB-PET SUVR과 유의미하게 상관되지 않았다(4roi의 경우 P = 0.4, r =-0.1; 후방 대상 피질의 경우 P = 0.1, r =-0.2). 그러나, 2년차 FDG-PET 4roi 및 후방 대상 피질은 2년차 PiB-PET SUVR과 강력하게 상관관계가 있었다(4roi의 경우 P < 0.01, r =-0.36; 후방 대상 피질의 경우 P < 0.001, r =-0.39)(도 21c); (ii) 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42와 기준선 PiB-PET SUVR 사이(P = 0.1, 도 21a) 또는 기준선 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42와 2년차 타우-PET SUVR 사이(P < 0.10, 도 21b)의 상관관계는 유의성을 향한 경향을 보였다; 그리고 (iii) 알츠하이머병 환자(2년차 시점에서 분류됨)는 기준선 시점에서 광범위한 신경퇴행 정도를 보인 한편(도 22a-도 22c, 점으로 이루어진 원형), 그들은 2년차 시점에서 신경퇴행의 클러스터 분포를 보였다(도 22a-도 22c, 단단한 원형). 그러나, PiB-PET SUVR은 아마도 뇌 아밀로이드 침착의 포화로 인해 유사한 패턴을 보이지 않았다(도 22d). 혈액 복합 바이오마커와 조합된 본원에서 나타낸 2년 종단 영상 데이터를 토대로, 기준선 샘플 및 2년차 샘플 둘 다의 추측된 대상체 분포 범위를 가상의 알츠하이머병 진행 비정상 플롯 위에 표시하였다(도 21d).
몇몇 이전 연구는 다양한 정량적 방법을 사용하여 혈장 타우 수준, 알츠하이머병 치매와 관련된 인지 쇠퇴 사이의 연관성을 조사하기 위해 시도하였다. 그러나 그들의 결과는 일관되지 못하였다. 혈장 t-타우 수준은 대조군과 비교하여 알츠하이머병 치매에서는 증가하였지만, MCI에서는 그렇지 않은 것으로 나타난 반면(Zetterberg et al., 2013, Alzheimers Res. Ther, 5: 9; Mattsson et al., 2016, Neurology, 87: 1827-35), 다른 연구는 MCI 및 초기 알츠하이머병에서 모두 상승된 혈장 타우 수준을 발견하였다(Chiu et al., 2014, Hum. Brain Mapp., 35: 3132-42). 대조적으로, 알츠하이머병의 혈장 타우 수준의 유의한 감소가 또한 보고되었고(Sparks et al., 2012, Am. J. Neurodegener. Dis., 1: 99-106; Krishnan and Rani, 2014, Biol. Trace Elem. Res., 158: 158-65) 알츠하이머병 환자를 포함한 모든 진단 그룹에서 혈장 타우 수준과 인지 성능 사이에서 양성 상관관계가 나타났다(Sparks et al., 2012, Am. J. Neurodegener. Dis., 1: 99-106). 알츠하이머병 환자와 대조군 사이의 혈장 타우 수준의 변화는 시사되지 않았다(Wang et al., 2014, Int. J. Geriatr. Psychiatry, 29: 713-9). 상이한 정량화 방법, 예컨대 디지털 어레이 기술, 면역자기 감소 검정 및 ELISA, 및 일부 연구에서 알츠하이머병 진단을 위한 뇌 아밀로이드 또는 타우 축적에 대한 검증의 부족은 알츠하이머병의 혈액 타우 수준에 대한 이들 불일치 및 일관되지 못한 결과에 기여할 수 있다.
수많은 연구가 혈장 타우 수준과 신경퇴행의 다양한 프록시 사이의 연관성을 보고하였다. 혈장 타우 수준은 알츠하이머병의 신경퇴행 및 인지 기능과 관련되어서, 더 높은 혈장 타우 수준이 기억 쇠퇴, 비정상적인 피질 두께 및 다양한 뇌 영역의 해부학적 부피와 관련이 있었다(Chiu et al., 2014, Hum. Brain Mapp., 35: 3132-42; Mattsson et al., 2016, Neurology, 87: 1827-35). 보다 구체적으로, 높은 수준의 혈장 타우는 보다 일반적일뿐만 아니라 알츠하이머병-특이적인 영역의 낮은 회백질 밀도와 관련되었고, 혈장 타우 수준과 회백질 밀도 사이의 이런 음성 연관성은 내측두엽, 설전부 및 전두 피질에서의 아밀로이드-β-양성 환자에서 나타났다(Deters et al., 2017, J. Alzheimers Dis., 58: 1245-54). 혈장 아밀로이드-β는 또한 해마 및 피질 타우 병증과 관련이 있으며 신경퇴행에 영향을 미친다(Johnson et al., 2016, Ann. Neurol., 79: 110-9; Wang et al., 2016, JAMA Neurol., 73: 1070-7). 최근에는 혈장 아밀로이드-β1-42가 알츠하이머병에서 뇌 아밀로이드-β 축적과 강력하게 관련되고(Park et al., 2017, Alzheimers Res. Ther., 9: 20); 그러므로, 혈장 타우 수준 및 혈장 아밀로이드-β1-42 수준을 함께 사용하는 것이 뇌 타우 축적을 예측하는데 상승적일 수 있는 것으로 나타났다. 그러므로, 뇌 아밀로이드-β 침착과 뇌 타우 병리 사이의 병리적 연관을 고려하면(Ittner and Gotz, 2011, Nat. Rev. Neurosci., 12: 65-72), 혈장 타우 및 혈장 아밀로이드-β 수준은 둘 다 알츠하이머병-관련 타우 병리에 대한 이중 지표일 수 있을 것이다(Mielke et al., 2018, Alzheimers Dement., 14: 989-97).
상기 언급된 혈장 타우 및 혈장 아밀로이드-β 수준의 조합을 이용하는 것을 고려하는 것과 관련하여, 타우/아밀로이드-β1-42 비율을, 그것이 치매 및 알츠하이머병에 대한 CSF 바이오마커로서 일반적으로 사용되었기 때문에 사용하였다(Gomez-Tortosa et al., 2003, Arch. Neurol., 60: 1218-22; Fagan et al., 2007, Arch. Neurol., 64: 343-9; Pan et al., 2015, J. Alzheimers Dis., 45: 709-19; Ritchie et al., 2017, Cochrane Database Syst. Rev., 3: CD010803). CSF t-타우 및 p-타우 수준이 알츠하이머병 발병 중에 증가하였고(Arai et al., 1995, Ann. Neurol., 38: 649-52; Andreasen et al., 2001, Arch. Neurol., 58: 373-9; Pereira et al., 2017, Neurobiol. Aging, 58: 14-29) CSF의 타우/아밀로이드-β1-42 비율이 정상 대상체로부터 또는 모든 다른 환자로부터 알츠하이머병 환자를 구별하는 데 양호한 능력을 가진 것으로 알려진 것(Gomez-Tortosa et al., 2003, Arch. Neurol., 60: 1218-22; Smach et al., 2009, Eur. Neurol., 62: 349-55)에 대해 오랫동안 논의가 있었다. 이런 맥락에서, 혈장 타우/아밀로이드-β1-42 비율이 또한 타우의 알츠하이머병-관련 신경병리적 변화를 예측하는 효율을 개선시킬 수 있을 것이라는 가설을 세웠다. 실제로, 현재 연구에서, 혈장 p-타우 및 t-타우 수준이 뇌의 브라크 단계와 유의한 상관관계를 보인 것으로 나타났다(도 8a 및 도 8b). p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 의 비율을 평가했을 때, t-타우/아밀로이드-β1-42 비율이 4가지 마커 중에서 뇌 타우 축적을 예측하는데 최상의 성능을 보였다(AUC 0.890, 도 10b-도 10d). 현재 결과는 또한 혈장 아밀로이드-β1-42 수준이 뇌 아밀로이드-β1-42 침착뿐만 아니라 뇌 타우 축적과의 고도로 유의한 상관관계를 산출한 것을 보여주었다(도 19a-도 19c). 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율은, 특히, p-타우/아밀로이드-β1-42와 비교하여, 알츠하이머병-관련 뇌 타우 병리, 해마 부피, 피질 두께, 뇌 글루코스 대사 및 일화성 기억 장애를 포함한 다양한 알츠하이머병-관련 신경퇴행 마커와의 더 높은 상관관계를 보였다(도 8a-도 8b, 도 9a-도 9d, 도 10a-도 10e, 도 17a, 도 17b, 도 18a-도 18d, 표 6, 표 7, 도 15, 표 9, 및 도 16, 표 10). 나아가, t-타우/아밀로이드-β1-42는 p-타우, t-타우, p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42의 4가지 마커 중에서 타우-PET- 및 타우-PET+ 대상체를 식별하는 데 최상의 성능을 보였다(도 10b-도 10e, 표 6, 및 표 7). 2년의 기간 동안 종단 추적 연구는 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율과 알츠하이머병-관련 신경퇴행 마커의 변화와의 이들 유의한 상관관계를 지지하였다(도 13). 결과는 함께 고려하면, 질환 진행에 대한 잠재적 예측 마커로서 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율의 가능성을 추가로 지지한다. 인지적으로 정상인 개인과 비교한 알츠하이머병 치매 환자에서 혈장 타우 수준의 증가를 보고한 최근 연구는 현재 결과를 지지한다(Mielke et al., 2018, Alzheimers Dement., 14: 989-97). 특히, 그것들은 뇌 아밀로이드-β 축적의 존재에 따라 혈장 p-타우 T181 수준과 뇌 타우 침착 사이의 상이한 패턴의 상관관계를 보여주었고, 이것은 혈장 타우와 뇌 타우 사이의 상관관계에 미치는 뇌 아밀로이드-β1-42의 잠재적 영향을 시시한다. 흥미롭게도, 여기서 제시된 결과는 혈장 타우와 뇌 타우 축적 사이의 양성 상관관계를 나타낸 한편 혈장 아밀로이드-β는 뇌 타우 수준과의 음성 상관관계를 나타냈다(도 8 및 도 19a-도 19c). Mielke 등(2018, Alzheimers Dement., 14: 989-97)은 혈장 p-타우 T181, 아밀로이드-β 및 타우 PET 사이의 연관성을 보고하였고, 혈장 p-타우 Tl 81이 t-타우보다 뇌 아밀로이드-β에 대한 더 효율적인 예측자인 것을 상정하였다. 그러나, 현재 결과는 t-타우 또는 t-타우/아밀로이드-β1-42가 p-타우 또는 p-타우/아밀로이드-β1-42보다 낫게 뇌 타우 병리를 예측하는 것을 보여준다. 뇌 타우와의 t-타우에 대비한 혈장 p-타우의 연관성의 상대적인 강도에 대한 논의는 CSF 데이터를 사용하여 이전의 발견으로부터 설명될 수 있다. CSF 타우 수준을 사용하는 일부 이전 연구는 알츠하이머병-관련 신경병증과의 연관성을 보여주는 데 있어, p-타우가 타우 인산화 상태 및 엉킴 형성을 나타낸 한편 t-타우는 급성 및 만성 신경 퇴행 둘 다를 동적으로 반영하였기 때문에, t-타우가 p-타우보다 월등한 것을 보고하였다(Samgard et al., 2010, Int. J. Geriatr. Psychiatry, 25: 403-10; Blennow et al., 2015, Alzheimers Dement., 11: 58-69). CSF 타우는 확산 텐서 영상 상에서 뇌의 변경된 미세구조와 관련되어 CSF t-타우 및 t-타우/아밀로이드-β1-42가 뇌 미세구조의 변경과 광범위한 연관성을 보인 반면 p-타우 및 p-타우/아밀로이드-β1-42는 특정 인지 성능과만 관련되었고 광범위한 관계를 보여주지 못한 것으로 증명되었다(Bendlin et al., 2012, PLoS One, 7: e37720). 또 다른 연구는 CSF t-타우가 글루코스 대사의 손상과 지역적 상관관계를 나타낸 반면 CSF p-타우는 유의한 지역적 상관관계를 보이지 않은 것을 입증하였다(Haense et al., 2008, Eur. J. Neurol., 15: 1155-62). 또한, 높은 CSF t-타우는 MCI 또는 경도 내지 중간 치매로부터의 증가된 전환율과 관계가 있었던 반면, CSF p-타우는 이런 연관성을 나타내지 못하였다(Degerman Gunnarsson et al., 2016, Alzheimers Res. Ther, 8: 22). 그러므로, 현재 연구에서, 혈장 t-타우는 p-타우보다 뇌 타우 병증과의 더 강력한 상관관계를 나타낼 가능성이 있다. 특히, 복셀식 분석은 PET 영상 상에서 혈장 타우 마커 단독과 뇌 타우와의 연관성이 내측두엽에서 상대적으로 국한된 반면 조합된 혈장 타우 및 아밀로이드-β1-42 마커(즉 혈장 p-타우/아밀로이드-β1-42 및 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율)와 뇌 타우와의 연관성이 변연부 및 신피질 영역으로 확장된 것을 입증하였다. 혈장 t-타우/아밀로이드-β1-42 비율과 관련된 타우 축적의 지역적 패턴은 신경병증 연구에 의해 보고된 잘 확립된 신경원섬유 엉킴 분포와 매우 일치하였다(Braak et al., 2006, Acta Neuropathol, 112: 389-404). 그것은 이 연구에서 혈장 아밀로이드-β1-42에 의해 반영된 아밀로이드-β가 인간에서 타우 응집체의 형성 및 확산에서 역할을 하는 것을 시사할 수 있다. 아밀로이드-β1-42 플라크 및 타우 응집체가 뇌의 상이한 영역에서 상이한 시간에 나타나는 한편(Iaccarino et al., 2018, Neuroimage Clin., 17: 452-64), 동물 모델로부터의 증거는 아밀로이드-β1-42의 존재가 타우 응집을 향상시키도록 두 병리가 상호작용하는 것을 보여준다(Bennett et al., 2017, Am. J. Pathol., 187: 1601-12). 더불어, 최근 연구는 신경 플라크가 신경원섬유 엉킴을 포함한, 다른 타우 집합체의 형성 및 확산을 촉진하는 것으로 보이는, 특정 유형의 타우 응집체(즉 '아밀로이드-β 플라크를 둘러싼 영양요구성 신경돌기의 타우 응집체')의 형성을 촉발하는 것을 보고하였다(He et al., 2018, Nat. Med., 24: 29-38).
이 연구에서 CSF 타우와 혈장 타우 사이의 농도의 직접적인 비교는 CSF 수집이 KBASE 연구 설계에 포함되지 않았기 때문에 가능하지 않았다. 그러나, 다양한 영상 데이터가 대상체의 뇌의 상태를 직접적으로 보여주기 때문에, 혈장 바이오마커를 뇌 마커에 대한 프록시인 CSF 데이터를 통하지 않고서 영상 데이터와 직접 비교하였다. 더욱이, 임상 알츠하이머병을 가진 아밀로이드-β-양성 환자 중에서 AV1451 SUVR과 CSF 아밀로이드-β1-42와가 아닌 CSF 타우 척도 사이의 적당한 상관관계를 보여준 La Joie 등에 의한 최근의 발견(2018, Neurology, 90: e282-e90)은 비율의 형태로서 바이오마커에 포함되는 혈장 아밀로이드-β1-42의 고유한 정보성 본질을 지지하는 현재 발견을 부인하지 않는다. 임상 알츠하이머병을 가진 아밀로이드-β-양성 환자 중에서 AV1451 SUVR과 CSF 아밀로이드-β42 사이의 유의한 상관관계의 부재가 주어진 질환 상태에서 아밀로이드의 포화된 수준으로 인한 것일 가능성을 고려하면, 현재 발견은 혈장 타우와 뇌 타우병증 사이의 관계에서 아밀로이드 포화 수준의 고려가 얼마나 중요한지에 대해 설명해준다.
방법론적인 제한은 혈장 중의 타우 수준이 밀리리터 범위당 매우 낮은 피코그램이고 타우 측정 도구의 민감성이 지금까지 제한되기 때문에 혈장 타우의 측정과 관련된 것이다. 이 연구에서, 가능한 실험 변동성을 타우 및 아밀로이드-β의 정량화에 대해 최소화하였다. CSF t-타우, p-타우 및 아밀로이드-β 수준을 전형적으로 다중심 인구에서 ELISA 또는 xMAP 기술을 사용하여 연구하였고 실험 변동성을 재분석 및 ELISA 값에 대한 xMAP 기술 값의 변환에 의해 보정하였다(Mattsson et al., 2012, Neurology, 78: 468-76). 본 연구에서, 각 바이오마커에 대한 한 가지 방법, 혈장 아밀로이드-β1-42 수준에 대한 xMAP 기술 및 혈장 타우 정량화에 대한 Simoa를 일원화하였다. 혈장 아밀로이드-β1-42 수준의 측정은 정확하게 정량화하는 것이 어려운 것으로 알려져 있었다. 이러한 우려는 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물을 사용하여 혈장 중의 아밀로이드-β1-42의 안정적인 측정을 가능하게 하는, 본 출원인에 의해 이전에 발명된 개선된 정량화 방법을 사용함으로써 해결하였다(Park et al., 2017, Alzheimers Res. Ther, 9: 20). 추가적으로, 혈장 타우는 정량화하는 것이 꽤 까다로웠다. 알츠하이머병 신경영상 선도연구(ADNI) 및 BioFINDER 데이터를 사용하는 몇몇 연구가 t-타우 또는 p-타우의 혈장 수준을 측정하기 위하여 Simoa를 적용하였기 때문에 Simoa 인간 타우 면역검정을 혈장 t-타우 및 p-타우 수준에 대해 사용하였다(Mattsson et al., 2016, Neurology, 87: 1827-35; Deters et al., 2017, J. Alzheimers Dis., 58: 1245-54; Zhou et al., 2017, Neurosci. Lett., 650: 60-4). Simoa 기법에 의해 혈장 타우의 정량화를 연구하였고 혈장 t-타우 및 p-타우 수준을 측정하기에 신뢰할 수 있는 것으로 나타났다(Deters et al., 2017, J. Alzheimers Dis., 58; Tatebe et al., 2017, Mol. Neurodegener, 12: 63). 그러나, 주목할 것은 이 연구에서 샘플의 일부가 검출 한계 수준의 아래에 있는 p-타우에 대한 이상값(outlier value)을 나타낸 것이고, 이것은 결과적으로 이들 분석에서 t-타우 및 p-타우에 대한 상이한 대상체 수를 가지게 하였다. 더불어, p-타우의 정량화는 Simoa 기법의 민감성에 의해 제한되고 p-타우(T181)만을 측정하는 것이 가능하고 다른 형태의 p-타우는 가능하지 않다. 혈장 중의 다양한 형태의 p-타우 수준의 정량화는 그것의 뇌 타우 병리화의 연관성 및 알츠하이머병에서 바이오마커로서의 그것의 역할에 대한 더 나은 이해를 제공할 것이다.
혈장 타우 및 아밀로이드-β1-42 수준의 바이오마커를 사용하여 크고 다양한 집단에 대한 추가의 검증 연구를 계획하고, 본 발견을 추적하고 알츠하이머 병 진행의 장기간에 걸친 혈장 타우와 아밀로이드-β1-42의 변화를 추적하기 위해 대규모 종단 추적 연구가 또한 필요할 것이다. 다른 형태의 인산화된 타우, 예컨대 p-타우 231은 p-타우 231이 p-타우 T181보다 낫게 뇌 신경원섬유 엉킴을 반영하는 것으로 보고되었기 때문에 혈액에서 정량화되는 것이 가치있을 것이다(Buerger et al., 2007, Brain, 130(Pt 10): e82). 미래에, 아밀로이드-PET, 타우-PET, 혈장 t-타우, 다양한 형태의 혈장 p-타우 및 혈장 아밀로이드 수준의 대규모 상관 연구가 알츠하이머병 진단을 보조하기 위해 혈액 바이오마커를 사용하는 것에 대한 더 많은 답을 제공해줄 것이다.
서열 목록
서열 목록
<110> 서울대학교 산학협력단
<120> 진단 지표로서 베타-아밀로이드 수준과 함께 혈장 타우 수준을 사용하는 알츠하이머병의 진단 및 치료 방법
<130> 4104-1044-W
<150> US 62/716,168
<151> 2018-08-08
<160> 4
<170> PatentIn 버전 3.5
<210> 1
<211> 770
<212> PRT
<213> 호모 사피엔스 아밀로이드-베타 A4 단백질
<400> 1
Met Leu Pro Gly Leu Ala Leu Leu Leu Leu Ala Ala Trp Thr Ala Arg
1 5 10 15
Ala Leu Glu Val Pro Thr Asp Gly Asn Ala Gly Leu Leu Ala Glu Pro
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35 40 45
Asn Gly Lys Trp Asp Ser Asp Pro Ser Gly Thr Lys Thr Cys Ile Asp
50 55 60
Thr Lys Glu Gly Ile Leu Gln Tyr Cys Gln Glu Val Tyr Pro Glu Leu
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Gln Ile Thr Asn Val Val Glu Ala Asn Gln Pro Val Thr Ile Gln Asn
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Trp Cys Lys Arg Gly Arg Lys Gln Cys Lys Thr His Pro His Phe Val
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Ile Pro Tyr Arg Cys Leu Val Gly Glu Phe Val Ser Asp Ala Leu Leu
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Val Pro Asp Lys Cys Lys Phe Leu His Gln Glu Arg Met Asp Val Cys
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Lys Ser Thr Asn Leu His Asp Tyr Gly Met Leu Leu Pro Cys Gly Ile
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Ser Arg Trp Tyr Phe Asp Val Thr Glu Gly Lys Cys Ala Pro Phe Phe
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Gln Asp Gly Arg Pro Pro Gln Thr Ala Ala Arg Glu Ala Thr Ser Ile
245 250 255
Pro Gly Phe Pro Ala Glu Gly Ala Ile Pro Leu Pro Val Asp Phe Leu
260 265 270
Ser Lys Val Ser Thr Glu Ile Pro Ala Ser Glu Pro Asp Gly Pro Ser
275 280 285
Val Gly Arg Ala Lys Gly Gln Asp Ala Pro Leu Glu Phe Thr Phe His
290 295 300
Val Glu Ile Thr Pro Asn Val Gln Lys Glu Gln Ala His Ser Glu Glu
305 310 315 320
His Leu Gly Arg Ala Ala Phe Pro Gly Ala Pro Gly Glu Gly Pro Glu
325 330 335
Ala Arg Gly Pro Ser Leu Gly Glu Asp Thr Lys Glu Ala Asp Leu Pro
340 345 350
Glu Pro Ser Glu Lys Gln Pro Ala Ala Ala Pro Arg Gly Lys Pro Val
355 360 365
Ser Arg Val Pro Gln Leu Lys Ala Arg Met Val Ser Lys Ser Lys Asp
370 375 380
Gly Thr Gly Ser Asp Asp Lys Lys Ala Lys Thr Ser Thr Arg Ser Ser
385 390 395 400
Ala Lys Thr Leu Lys Asn Arg Pro Cys Leu Ser Pro Lys His Pro Thr
405 410 415
Pro Gly Ser Ser Asp Pro Leu Ile Gln Pro Ser Ser Pro Ala Val Cys
420 425 430
Pro Glu Pro Pro Ser Ser Pro Lys His Val Ser Ser Val Thr Ser Arg
435 440 445
Thr Gly Ser Ser Gly Ala Lys Glu Met Lys Leu Lys Gly Ala Asp Gly
450 455 460
Lys Thr Lys Ile Ala Thr Pro Arg Gly Ala Ala Pro Pro Gly Gln Lys
465 470 475 480
Gly Gln Ala Asn Ala Thr Arg Ile Pro Ala Lys Thr Pro Pro Ala Pro
485 490 495
Lys Thr Pro Pro Ser Ser Ala Thr Lys Gln Val Gln Arg Arg Pro Pro
500 505 510
Pro Ala Gly Pro Arg Ser Glu Arg Gly Glu Pro Pro Lys Ser Gly Asp
515 520 525
Arg Ser Gly Tyr Ser Ser Pro Gly Ser Pro Gly Thr Pro Gly Ser Arg
530 535 540
Ser Arg Thr Pro Ser Leu Pro Thr Pro Pro Thr Arg Glu Pro Lys Lys
545 550 555 560
Val Ala Val Val Arg Thr Pro Pro Lys Ser Pro Ser Ser Ala Lys Ser
565 570 575
Arg Leu Gln Thr Ala Pro Val Pro Met Pro Asp Leu Lys Asn Val Lys
580 585 590
Ser Lys Ile Gly Ser Thr Glu Asn Leu Lys His Gln Pro Gly Gly Gly
595 600 605
Lys Val Gln Ile Ile Asn Lys Lys Leu Asp Leu Ser Asn Val Gln Ser
610 615 620
Lys Cys Gly Ser Lys Asp Asn Ile Lys His Val Pro Gly Gly Gly Ser
625 630 635 640
Val Gln Ile Val Tyr Lys Pro Val Asp Leu Ser Lys Val Thr Ser Lys
645 650 655
Cys Gly Ser Leu Gly Asn Ile His His Lys Pro Gly Gly Gly Gln Val
660 665 670
Glu Val Lys Ser Glu Lys Leu Asp Phe Lys Asp Arg Val Gln Ser Lys
675 680 685
Ile Gly Ser Leu Asp Asn Ile Thr His Val Pro Gly Gly Gly Asn Lys
690 695 700
Lys Ile Glu Thr His Lys Leu Thr Phe Arg Glu Asn Ala Lys Ala Lys
705 710 715 720
Thr Asp His Gly Ala Glu Ile Val Tyr Lys Ser Pro Val Val Ser Gly
725 730 735
Asp Thr Ser Pro Arg His Leu Ser Asn Val Ser Ser Thr Gly Ser Ile
740 745 750
Asp Met Val Asp Ser Pro Gln Leu Ala Thr Leu Ala Asp Glu Val Ser
755 760 765
Ala Ser Leu Ala Lys Gln Gly Leu
770 775
SEQUENCE LISTING
<110> SEOUL NATIONAL UNIVERSITY R&DB FOUNDATION
<120> METHOD OF DIAGNOSING AND TREATING ALZHEIMER DISEASE USING PLASMA
TAU LEVEL IN CONJUNT ION WITH BETA-AMYLOID LEVEL AS DIAGNOSTIC
INDEX
<130> 4104-1044-W
<150> US 62/716,168
<151> 2018-08-08
<160> 4
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 770
<212> PRT
<213> Homo Sapiens Amyloid-beta A4 protein
<400> 1
Met Leu Pro Gly Leu Ala Leu Leu Leu Leu Ala Ala Trp Thr Ala Arg
1 5 10 15
Ala Leu Glu Val Pro Thr Asp Gly Asn Ala Gly Leu Leu Ala Glu Pro
20 25 30
Gln Ile Ala Met Phe Cys Gly Arg Leu Asn Met His Met Asn Val Gln
35 40 45
Asn Gly Lys Trp Asp Ser Asp Pro Ser Gly Thr Lys Thr Cys Ile Asp
50 55 60
Thr Lys Glu Gly Ile Leu Gln Tyr Cys Gln Glu Val Tyr Pro Glu Leu
65 70 75 80
Gln Ile Thr Asn Val Val Glu Ala Asn Gln Pro Val Thr Ile Gln Asn
85 90 95
Trp Cys Lys Arg Gly Arg Lys Gln Cys Lys Thr His Pro His Phe Val
100 105 110
Ile Pro Tyr Arg Cys Leu Val Gly Glu Phe Val Ser Asp Ala Leu Leu
115 120 125
Val Pro Asp Lys Cys Lys Phe Leu His Gln Glu Arg Met Asp Val Cys
130 135 140
Glu Thr His Leu His Trp His Thr Val Ala Lys Glu Thr Cys Ser Glu
145 150 155 160
Lys Ser Thr Asn Leu His Asp Tyr Gly Met Leu Leu Pro Cys Gly Ile
165 170 175
Asp Lys Phe Arg Gly Val Glu Phe Val Cys Cys Pro Leu Ala Glu Glu
180 185 190
Ser Asp Asn Val Asp Ser Ala Asp Ala Glu Glu Asp Asp Ser Asp Val
195 200 205
Trp Trp Gly Gly Ala Asp Thr Asp Tyr Ala Asp Gly Ser Glu Asp Lys
210 215 220
Val Val Glu Val Ala Glu Glu Glu Glu Val Ala Glu Val Glu Glu Glu
225 230 235 240
Glu Ala Asp Asp Asp Glu Asp Asp Glu Asp Gly Asp Glu Val Glu Glu
245 250 255
Glu Ala Glu Glu Pro Tyr Glu Glu Ala Thr Glu Arg Thr Thr Ser Ile
260 265 270
Ala Thr Thr Thr Thr Thr Thr Thr Glu Ser Val Glu Glu Val Val Arg
275 280 285
Glu Val Cys Ser Glu Gln Ala Glu Thr Gly Pro Cys Arg Ala Met Ile
290 295 300
Ser Arg Trp Tyr Phe Asp Val Thr Glu Gly Lys Cys Ala Pro Phe Phe
305 310 315 320
Tyr Gly Gly Cys Gly Gly Asn Arg Asn Asn Phe Asp Thr Glu Glu Tyr
325 330 335
Cys Met Ala Val Cys Gly Ser Ala Met Ser Gln Ser Leu Leu Lys Thr
340 345 350
Thr Gln Glu Pro Leu Ala Arg Asp Pro Val Lys Leu Pro Thr Thr Ala
355 360 365
Ala Ser Thr Pro Asp Ala Val Asp Lys Tyr Leu Glu Thr Pro Gly Asp
370 375 380
Glu Asn Glu His Ala His Phe Gln Lys Ala Lys Glu Arg Leu Glu Ala
385 390 395 400
Lys His Arg Glu Arg Met Ser Gln Val Met Arg Glu Trp Glu Glu Ala
405 410 415
Glu Arg Gln Ala Lys Asn Leu Pro Lys Ala Asp Lys Lys Ala Val Ile
420 425 430
Gln His Phe Gln Glu Lys Val Glu Ser Leu Glu Gln Glu Ala Ala Asn
435 440 445
Glu Arg Gln Gln Leu Val Glu Thr His Met Ala Arg Val Glu Ala Met
450 455 460
Leu Asn Asp Arg Arg Arg Leu Ala Leu Glu Asn Tyr Ile Thr Ala Leu
465 470 475 480
Gln Ala Val Pro Pro Arg Pro Arg His Val Phe Asn Met Leu Lys Lys
485 490 495
Tyr Val Arg Ala Glu Gln Lys Asp Arg Gln His Thr Leu Lys His Phe
500 505 510
Glu His Val Arg Met Val Asp Pro Lys Lys Ala Ala Gln Ile Arg Ser
515 520 525
Gln Val Met Thr His Leu Arg Val Ile Tyr Glu Arg Met Asn Gln Ser
530 535 540
Leu Ser Leu Leu Tyr Asn Val Pro Ala Val Ala Glu Glu Ile Gln Asp
545 550 555 560
Glu Val Asp Glu Leu Leu Gln Lys Glu Gln Asn Tyr Ser Asp Asp Val
565 570 575
Leu Ala Asn Met Ile Ser Glu Pro Arg Ile Ser Tyr Gly Asn Asp Ala
580 585 590
Leu Met Pro Ser Leu Thr Glu Thr Lys Thr Thr Val Glu Leu Leu Pro
595 600 605
Val Asn Gly Glu Phe Ser Leu Asp Asp Leu Gln Pro Trp His Ser Phe
610 615 620
Gly Ala Asp Ser Val Pro Ala Asn Thr Glu Asn Glu Val Glu Pro Val
625 630 635 640
Asp Ala Arg Pro Ala Ala Asp Arg Gly Leu Thr Thr Arg Pro Gly Ser
645 650 655
Gly Leu Thr Asn Ile Lys Thr Glu Glu Ile Ser Glu Val Lys Met Asp
660 665 670
Ala Glu Phe Arg His Asp Ser Gly Tyr Glu Val His His Gln Lys Leu
675 680 685
Val Phe Phe Ala Glu Asp Val Gly Ser Asn Lys Gly Ala Ile Ile Gly
690 695 700
Leu Met Val Gly Gly Val Val Ile Ala Thr Val Ile Val Ile Thr Leu
705 710 715 720
Val Met Leu Lys Lys Lys Gln Tyr Thr Ser Ile His His Gly Val Val
725 730 735
Glu Val Asp Ala Ala Val Thr Pro Glu Glu Arg His Leu Ser Lys Met
740 745 750
Gln Gln Asn Gly Tyr Glu Asn Pro Thr Tyr Lys Phe Phe Glu Gln Met
755 760 765
Gln Asn
770
<210> 2
<211> 42
<212> PRT
<213> Homo Sapiens Amyloid-beta protein 42
<400> 2
Asp Ala Glu Phe Arg His Asp Ser Gly Tyr Glu Val His His Gln Lys
1 5 10 15
Leu Val Phe Phe Ala Glu Asp Val Gly Ser Asn Lys Gly Ala Ile Ile
20 25 30
Gly Leu Met Val Gly Gly Val Val Ile Ala
35 40
<210> 3
<211> 40
<212> PRT
<213> Homo Sapiens Amyloid-beta protein 40
<400> 3
Asp Ala Glu Phe Arg His Asp Ser Gly Tyr Glu Val His His Gln Lys
1 5 10 15
Leu Val Phe Phe Ala Glu Asp Val Gly Ser Asn Lys Gly Ala Ile Ile
20 25 30
Gly Leu Met Val Gly Gly Val Val
35 40
<210> 4
<211> 776
<212> PRT
<213> Homo Sapiens Tau protein
<400> 4
Met Ala Glu Pro Arg Gln Glu Phe Glu Val Met Glu Asp His Ala Gly
1 5 10 15
Thr Tyr Gly Leu Gly Asp Arg Lys Asp Gln Gly Gly Tyr Thr Met His
20 25 30
Gln Asp Gln Glu Gly Asp Thr Asp Ala Gly Leu Lys Glu Ser Pro Leu
35 40 45
Gln Thr Pro Thr Glu Asp Gly Ser Glu Glu Pro Gly Ser Glu Thr Ser
50 55 60
Asp Ala Lys Ser Thr Pro Thr Ala Glu Asp Val Thr Ala Pro Leu Val
65 70 75 80
Asp Glu Gly Ala Pro Gly Lys Gln Ala Ala Ala Gln Pro His Thr Glu
85 90 95
Ile Pro Glu Gly Thr Thr Ala Glu Glu Ala Gly Ile Gly Asp Thr Pro
100 105 110
Ser Leu Glu Asp Glu Ala Ala Gly His Val Thr Gln Glu Pro Glu Ser
115 120 125
Gly Lys Val Val Gln Glu Gly Phe Leu Arg Glu Pro Gly Pro Pro Gly
130 135 140
Leu Ser His Gln Leu Met Ser Gly Met Pro Gly Ala Pro Leu Leu Pro
145 150 155 160
Glu Gly Pro Arg Glu Ala Thr Arg Gln Pro Ser Gly Thr Gly Pro Glu
165 170 175
Asp Thr Glu Gly Gly Arg His Ala Pro Glu Leu Leu Lys His Gln Leu
180 185 190
Leu Gly Asp Leu His Gln Glu Gly Pro Pro Leu Lys Gly Ala Gly Gly
195 200 205
Lys Glu Arg Pro Gly Ser Lys Glu Glu Val Asp Glu Asp Arg Asp Val
210 215 220
Asp Glu Ser Ser Pro Gln Asp Ser Pro Pro Ser Lys Ala Ser Pro Ala
225 230 235 240
Gln Asp Gly Arg Pro Pro Gln Thr Ala Ala Arg Glu Ala Thr Ser Ile
245 250 255
Pro Gly Phe Pro Ala Glu Gly Ala Ile Pro Leu Pro Val Asp Phe Leu
260 265 270
Ser Lys Val Ser Thr Glu Ile Pro Ala Ser Glu Pro Asp Gly Pro Ser
275 280 285
Val Gly Arg Ala Lys Gly Gln Asp Ala Pro Leu Glu Phe Thr Phe His
290 295 300
Val Glu Ile Thr Pro Asn Val Gln Lys Glu Gln Ala His Ser Glu Glu
305 310 315 320
His Leu Gly Arg Ala Ala Phe Pro Gly Ala Pro Gly Glu Gly Pro Glu
325 330 335
Ala Arg Gly Pro Ser Leu Gly Glu Asp Thr Lys Glu Ala Asp Leu Pro
340 345 350
Glu Pro Ser Glu Lys Gln Pro Ala Ala Ala Pro Arg Gly Lys Pro Val
355 360 365
Ser Arg Val Pro Gln Leu Lys Ala Arg Met Val Ser Lys Ser Lys Asp
370 375 380
Gly Thr Gly Ser Asp Asp Lys Lys Ala Lys Thr Ser Thr Arg Ser Ser
385 390 395 400
Ala Lys Thr Leu Lys Asn Arg Pro Cys Leu Ser Pro Lys His Pro Thr
405 410 415
Pro Gly Ser Ser Asp Pro Leu Ile Gln Pro Ser Ser Pro Ala Val Cys
420 425 430
Pro Glu Pro Pro Ser Ser Pro Lys His Val Ser Ser Val Thr Ser Arg
435 440 445
Thr Gly Ser Ser Gly Ala Lys Glu Met Lys Leu Lys Gly Ala Asp Gly
450 455 460
Lys Thr Lys Ile Ala Thr Pro Arg Gly Ala Ala Pro Pro Gly Gln Lys
465 470 475 480
Gly Gln Ala Asn Ala Thr Arg Ile Pro Ala Lys Thr Pro Pro Ala Pro
485 490 495
Lys Thr Pro Pro Ser Ser Ala Thr Lys Gln Val Gln Arg Arg Pro Pro
500 505 510
Pro Ala Gly Pro Arg Ser Glu Arg Gly Glu Pro Pro Lys Ser Gly Asp
515 520 525
Arg Ser Gly Tyr Ser Ser Pro Gly Ser Pro Gly Thr Pro Gly Ser Arg
530 535 540
Ser Arg Thr Pro Ser Leu Pro Thr Pro Pro Thr Arg Glu Pro Lys Lys
545 550 555 560
Val Ala Val Val Arg Thr Pro Pro Lys Ser Pro Ser Ser Ala Lys Ser
565 570 575
Arg Leu Gln Thr Ala Pro Val Pro Met Pro Asp Leu Lys Asn Val Lys
580 585 590
Ser Lys Ile Gly Ser Thr Glu Asn Leu Lys His Gln Pro Gly Gly Gly
595 600 605
Lys Val Gln Ile Ile Asn Lys Lys Leu Asp Leu Ser Asn Val Gln Ser
610 615 620
Lys Cys Gly Ser Lys Asp Asn Ile Lys His Val Pro Gly Gly Gly Ser
625 630 635 640
Val Gln Ile Val Tyr Lys Pro Val Asp Leu Ser Lys Val Thr Ser Lys
645 650 655
Cys Gly Ser Leu Gly Asn Ile His His Lys Pro Gly Gly Gly Gln Val
660 665 670
Glu Val Lys Ser Glu Lys Leu Asp Phe Lys Asp Arg Val Gln Ser Lys
675 680 685
Ile Gly Ser Leu Asp Asn Ile Thr His Val Pro Gly Gly Gly Asn Lys
690 695 700
Lys Ile Glu Thr His Lys Leu Thr Phe Arg Glu Asn Ala Lys Ala Lys
705 710 715 720
Thr Asp His Gly Ala Glu Ile Val Tyr Lys Ser Pro Val Val Ser Gly
725 730 735
Asp Thr Ser Pro Arg His Leu Ser Asn Val Ser Ser Thr Gly Ser Ile
740 745 750
Asp Met Val Asp Ser Pro Gln Leu Ala Thr Leu Ala Asp Glu Val Ser
755 760 765
Ala Ser Leu Ala Lys Gln Gly Leu
770 775
Claims (92)
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- 타우 양성 대상체 진단을 위한 정보제공방법으로서, 대상체의 뇌 타우 축적의 수준을 측정하는 단계를 포함하고,
상기 대상체의 뇌 타우 축적은 하기를 포함하는 방법에 의해 측정하는 것인, 정보제공방법:
a) 대상체로부터 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플을 얻는 단계;
b) 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 총 타우(t-타우), 과인산화된-타우(p-타우) 및 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 Aβ를 측정하는 단계;
c) t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하여 대상체의 뇌 영역에서 뇌 타우 축적의 수준을 측정하는 단계; 및
d) 브라크 단계 O-II 및 브라크 단계 III-VI을 식별하는 단계 및 브라크 단계 III-VI을 갖는 대상체를 타우 양성 환자로 스크리닝하는 단계.
- 삭제
- 제74항에 있어서,
상기 대상체의 뇌 타우 축적은 하기를 포함하는 방법에 의해 측정하는 것인, 정보제공방법:
a) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계;
b) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계;
c) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계; 및
d) 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계로서, 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체의 뇌 타우 침착의 존재를 나타내는 것인 단계.
- 제74항에 있어서,
상기 대상체의 뇌 타우 축적은 하기를 포함하는 방법에 의해 측정하는 것인, 정보제공방법:
(i) 대상체의 ApoE의 유전자형을 분류하는 단계;
(ii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계;
(iii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및
(iv) 대상체의 뇌 타우 축적 수준을 평가하는 단계로, 알츠하이머병(AD)의 위험에 대한 ApoE 유전자형의 존재, 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우 또는 p-타우의 더 높은 양 또는 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체의 뇌에서의 타우 침착의 존재를 나타내는 것인 단계.
- 제77항에 있어서,
상기 AD의 위험에 대한 ApoE 유전자형은 ApoE4 유전자형인 것인 정보제공방법.
- 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 유효성분으로 포함하는, 타우 양성 환자를 판별하기 위한 진단용 조성물로서,
상기 타우 양성 환자의 판별은 하기를 포함하는 방법을 통해 이루어지는 것인, 진단용 조성물:
a) 대상체로부터 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플을 얻는 단계;
b) 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 총 타우(t-타우), 과인산화된-타우(p-타우) 및 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 Aβ를 측정하는 단계;
c) t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하여 대상체의 뇌 영역에서 뇌 타우 축적의 수준을 측정하는 단계; 및
d) 브라크 단계 O-II 및 브라크 단계 III-VI을 식별하는 단계 및 브라크 단계 III-VI을 갖는 대상체를 타우 양성 환자로 스크리닝하는 단계.
- 제79항에 있어서,
상기 진단용 조성물은 혈액 응고 억제제를 추가로 포함하는 것인 진단용 조성물.
- 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 검출을 위한 정보제공방법으로서,
(i) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계;
(ii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및
(iii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계로, 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 알츠하이머 병의 신호 또는 증상의 존재를 나타내는 것인 단계
를 포함하는 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 타우 축적인 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 Aβ 침착인 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 뇌에서의 신경 기능장애인 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 기능장애성 뇌 글루코스 대사인 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 인지 기능 장애인 것인 정보제공방법.
- 제86항에 있어서,
상기 인지 기능 장애는 MMSE(미니-정신 상태 검사) 점수에 의해 측정되는 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상은 대상체의 신경퇴행인 것인 정보제공방법.
- 제81항에 있어서,
상기 Aβ1-42의 양은 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 검출되는 것인 정보제공방법.
- 대상체에서 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 검출하기 위한 진단용 조성물로서, 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제(MPP)를 유효성분으로 포함하고,
상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상의 검출은 하기를 포함하는 방법을 통해 이루어지는 것인, 진단용 조성물:
(i) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계;
(ii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및
(iii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계로, 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 알츠하이머 병의 신호 또는 증상의 존재를 나타내는 것인 단계.
- 치료적 유효량의 의약을 포함하는, 타우 양성 환자 치료용 약학적 조성물로서,
상기 조성물은 뇌 타우 축적의 수준을 측정하여 타우 양성인 것으로 판별된 대상체에게 투여되는 것을 특징으로 하고,
상기 의약은 도네페질, 갈란타민, 리바스티그민, 메만틴 또는 이것들의 혼합물; 또는 콜린에스테라제 억제제, N-메틸-d-아스파테이트 차단제, 항-아밀로이드 질병-변형요법 약물, 항-타우 질환-변형요법 약물, 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제, 또는 이것들의 조합인 것을 특징으로 하며,
여기서 상기 타우 양성 환자는 하기를 포함하는 방법에 의해 판별된 환자인 것인, 약학적 조성물:
a) 대상체로부터 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플을 얻는 단계;
b) 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 총 타우(t-타우), 과인산화된-타우(p-타우) 및 프로테아제 억제제 및 포스파타제 억제제의 혼합물의 존재 하에 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 Aβ를 측정하는 단계;
c) t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하여 대상체의 뇌 영역에서 뇌 타우 축적의 수준을 측정하는 단계; 및
d) 브라크 단계 O-II 및 브라크 단계 III-VI을 식별하는 단계 및 브라크 단계 III-VI을 갖는 대상체를 타우 양성 환자로 스크리닝하는 단계.
- 치료적 유효량의 의약을 포함하는, 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 가지는 대상체 치료용 약학적 조성물로서,
상기 조성물은 알츠하이머병의 신호 또는 증상이 검출된 대상체에게 투여되는 것을 특징으로 하고,
상기 의약은 콜린에스테라제 억제제, N-메틸-d-아스파테이트 차단제, 항-아밀로이드 질병-변형요법 약물, 항-타우 질환-변형요법 약물, 다른 메커니즘의 작용 및 증상 작용제, 또는 이것들의 조합인 것을 특징으로 하며,
여기서 상기 알츠하이머병의 신호 또는 증상을 가지는 대상체는 하기를 포함하는 방법을 통해 판별되는 것인, 약학적 조성물:
(i) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 Aβ1-42 및 t-타우 또는 p-타우의 양을 검출하는 단계;
(ii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플에서 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 정량화하는 단계; 및
(iii) 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 및 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율을 비교하는 단계로, 대조군의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 비율과 비교하여 대상체의 혈액, 혈장, 또는 혈청 샘플 중의 t-타우/Aβ1-42 또는 p-타우/Aβ1-42의 더 높은 비율은 대상체에서 알츠하이머 병의 신호 또는 증상의 존재를 나타내는 것인 단계.
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