Współczesna diagnostyka laboratoryjna choroby Alzheimera: Od płynu mózgowo-rdzeniowego do biomarkerów osoczowych

Choroba Alzheimera (AD, Alzheimer’s Disease) stanowi główną przyczynę otępienia na świecie. Charakteryzuje się długim okresem bezobjawowym, w którym dochodzi do podstępnego odkładania się blaszek amyloidowych oraz kłębków neurofibrylarnych w tkance mózgowej. Przez dekady diagnostyka AD opierała się głównie na ocenie klinicznej oraz badaniach obrazowych, a diagnostyka laboratoryjna ograniczała się do badania płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR). Wstąpienie ultraczułych technik analitycznych umożliwiło rewolucję w postaci osoczowych biomarkerów AD. Niniejszy artykuł przedstawia stan wiedzy na temat biomarkerów płynowych, weryfikuje ich wartość diagnostyczną oraz omawia perspektywy wdrożenia badań z krwi do rutynowej praktyki klinicznej.

Wstęp

Choroba Alzheimera jest postępującym schorzeniem neurodegeneracyjnym, u podstaw którego leży zaburzenie równowagi między produkcją a klirensem białek w ośrodkowym układzie nerwowym (OUN). Zgodnie z hipotezą kaskady amyloidowej, podstawowymi zmianami histopatologicznymi są:

1. Pozakomórkowe złogi beta-amyloidu () tworzące blaszki starcze.
2. Wewnątrzkomórkowe złogi hipermetylowanego lub hiperfosforylowanego białka tau (p-tau) w postaci kłębków neurofibrylarnych (NFT, neurofibrillary tangles).

Przełomem w rozumieniu patofizjologii oraz w klasyfikacji choroby było wprowadzenie przez National Institute on Aging and Alzheimer’s Association (NIA-AA) szkieletu badawczego ATN (Amyloid, Tau, Neurodegeneration). Klasyfikacja ta definiuje chorobę Alzheimera biologicznie, a nie jedynie na podstawie zespołu objawów klinicznych.

System ATN i klasyczne biomarkery z płynu mózgowo-rdzeniowego (PMR)

Oznaczanie biomarkerów w PMR uzyskanym drogą nakłucia lędźwiowego stanowi historyczny „złoty standard” diagnostyki laboratoryjnej AD.

1. Kategoria A (Amyloid)

• Stosunek : Stężenie samego białka w PMR spada u pacjentów z AD, co wynika z jego sekwestracji w mózgowych blaszkach amyloidowych. Jednak ocena samego podlega znacznej zmienności osobniczej. Wyznaczenie stosunku normalizuje miarę całkowitej produkcji amyloidu, znacząco podnosząc swoistość i czułość testu.

2. Kategoria T (Tauopatia)

• Fosforylowana postać białka Tau (p-tau181, p-tau217, p-tau231): Wzrost stężenia p-tau w PMR odzwierciedla powstawanie kłębków neurofibrylarnych. Formy p-tau181 oraz p-tau217 są wysoce specyficzne dla AD i pozwalają odróżnić chorobę Alzheimera od innych schorzeń neurodegeneracyjnych (np. otępienia z ciałami Lewy’ego czy otępienia czołowo-skroniowego).

3. Kategoria N (Neurodegeneracja)

• Całkowite białko Tau (t-tau) oraz lekki łańcuch neurofilamentów (NfL): Stanowią wskaźniki bezpośredniego uszkodzenia i rozpadu aksonów. Choć NfL nie jest biomarkerem swoistym wyłącznie dla AD (rosnącym m.in. w stwardnieniu rozsianym czy stwardnieniu zanikowym bocznym), dobrze koreluje z dynamiką zaniku tkanki mózgowej i stopniem zaawansowania otępienia.

Przełom osoczowy: Biomarkery z krwi

Głównym ograniczeniem diagnostyki z PMR jest inwazyjność procedury nakłucia lędźwiowego, koszty oraz przeciwwskazania u części pacjentów. Postęp technologiczny w zakresie immunooznaczania pojedynczych cząsteczek oraz zaawansowanej spektrometrii mas (IP-MS) pozwolił na detekcję śladowych stężeń białek OUN w osoczu krwi obwodowej.

Osoczowy beta-amyloid ()

Wykrywanie patologii amyloidowej z krwi opiera się na wyznaczeniu stosunku w osoczu. Gdy agreguje w mózgu w postaci blaszek, jego ilość przechodząca do krwiobiegu spada, co skutkuje obniżeniem wskaźnika o około 10–15 proc. u osób chorych.

Ze względu na to, że obwodowe tkanki (np. płytki krwi) również produkują pewne ilości amyloidu, rozróżnienie tak subtelnego spadku wymaga metod o najwyższej precyzji analitycznej (takich jak IP-MS). Z tego powodu stosunek z krwi jest rzadko używany samodzielnie – stanowi jednak kluczowy komponent złożonych paneli osoczowych.

Osoczowe formy p-tau (p-tau217 i p-tau181)

Spośród biomarkerów osoczowych największą wartość diagnostyczną wykazuje p-tau217.

• Dokładność: Liczne badania kliniczne wykazały, że oznaczanie osoczowego p-tau217 pozwala na wykrycie patologii amyloidowej w mózgu z dokładnością sięgającą 90–95 proc., porównywalną z badaniami pozytonowej tomografii emisyjnej (PET) oraz badaniem PMR.
• Wczesna detekcja: Stężenie p-tau217 w osoczu wzrasta na kilkanaście, a nawet 20 lat przed wystąpieniem pierwszych zauważalnych objawów klinicznych (łagodnych zaburzeń poznawczych – MCI).

Inne biomarkery krwi

• GFAP (Glial Fibrillary Acidic Protein): Białko kwaśne włókienkowe gleju jest markerem reaktywnej astrogliozy. Wzrost jego stężenia w osoczu następuje bardzo wcześnie w odpowiedzi na odkładanie się beta-amyloidu.
• NfL w osoczu: Umożliwia nieinwazyjne monitorowanie tempa progresji neurodegeneracji oraz ocenę odpowiedzi na wdrażane terapie modyfikujące przebieg choroby (np. przeciwciała monoklonalne skierowane przeciwko amyloidowi).

Wyzwania preanalityczne i interpretacyjne

Wdrożenie biomarkerów osoczowych do rutyny laboratoryjnej wiąże się z koniecznością rygorystycznej standaryzacji:

1. Faza preanalityczna: Stężenia i p-tau w krwi są ekstremalnie niskie i podatne na degradację enzymatyczną. Wymagane są ściśle określone procedury pobierania, wirowania, zamrażania oraz unikania wielokrotnych cykli zamrażania i rozmrażania próbek.
2. Czynniki współistniejące: Przewlekła niewydolność nerek (obniżone przesączanie kłębuszkowe eGFR) może prowadzić do sztucznego podwyższenia stężenia biomarkerów białkowych w osoczu ze względu na ich upośledzony klirens obwodowy.
3. Interpretacja wyników: Testy z krwi nie powinny być stosowane jako przesiewowe badania u osób całkowicie bezobjawowych bez wskazana medycznego. Wynik dodatni potwierdza obecność procesu patologicznego, jednak ostateczne rozpoznanie wymaga powiązania wyniku laboratoryjnego z obrazem klinicznym pacjenta.

Podsumowanie i perspektywy

Diagnostyka laboratoryjna choroby Alzheimera znajduje się w punkcie zwrotnym. Przejście od metod inwazyjnych (PMR) do dostępnych i powtarzalnych oznaczeń z krwi obwodowej rewolucjonizuje neurodiagnostykę. Osoczowe biomarkery, ze szczególnym uwzględnieniem p-tau217, pozwalają na wczesne rozpoznaczenie etiologii zaburzeń poznawczych, precyzyjną kwalifikację pacjentów do nowoczesnych terapii biologicznych oraz monitorowanie ich skuteczności. W najbliższych latach należy spodziewać się pełnej integracji biomarkerów krwi z algorytmami podstawowej i specjalistycznej opieki zdrowotnej.

Bibliografia

1. Jack, C. R., Jr., et al. (2018). NIA-AA Research Framework: Toward a biological definition of Alzheimer’s disease. Alzheimer’s & Dementia, 14(4), 535–562.
2. Hansson, O., et al. (2022). The Alzheimer’s Association appropriate use recommendations for blood biomarkers in clinical practice. Alzheimer’s & Dementia, 18(12), 2669–2686.
3. Ashton, N. J., et al. (2021). Plasma p-tau217 vs p-tau181 as a biomarker of Alzheimer’s disease. Nature Medicine, 27(9), 1541–1551.
4. Palmqvist, S., et al. (2020). Discriminative Accuracy of Plasma Phospho-tau217 for Alzheimer Disease vs Other Neurodegenerative Disorders. JAMA, 324(8), 772–781.
5. Teunissen, C. E., et al. (2022). Blood-based biomarkers for Alzheimer’s disease: towards clinical implementation. The Lancet Neurology, 21(1), 66–77.
6. Mroczko, B., et al. (2024). Clinical significance of plasma candidate biomarkers of Alzheimer’s Disease. Neurologia i Neurochirurgia Polska, 58(4), 363–379.

Autor: mgr Justyna Pasieka, fot. Pexels/ CC0