MRI生物标志物在神经退行性疾病试验和诊断中作为终点指标的应用日益广泛

定量和功能磁共振成像技术作为神经退行性疾病的生物标志物正获得越来越多的关注。一项共识声明为脊髓小脑性共济失调(如SCA和弗里德赖希共济失调)等遗传性共济失调的临床试验提供了MRI终点建议。另外,研究表明静息态功能磁共振成像可以区分多系统萎缩的亚型,并可能改善早期诊断。

根据最近的共识声明和研究综述,定量神经影像学测量正成为指导临床试验和改善一系列神经退行性疾病诊断的关键生物标志物。两项独立的工作强调了磁共振成像(MRI)技术如何提供疾病病理和进展的客观、敏感的测量,补充或增强传统临床评估。

在遗传性小脑性共济失调中,包括脊髓小脑性共济失调SCA1、SCA2和SCA3,以及弗里德赖希共济失调,全球共济失调倡议组织的MRI生物标志物工作组发布了一份共识声明,审查了临床试验的候选MRI终点。这些疾病的特征是进行性步态共济失调、精细运动协调性下降和言语障碍,继发于主要影响小脑、脑干和/或脊髓的神经退行性变。2022年,美国食品药品监督管理局(FDA)和欧洲药品管理局(EMA)批准了首个针对任何遗传性共济失调的疾病修正疗法用于治疗弗里德赖希共济失调,其他候选疗法的数量也在迅速增加,处于临床试验管道中。这些候选疗法包括小分子疗法和基因沉默或基因编辑干预。

临床结局评估,如共济失调评估和评定量表(Scale for the Assessment and Rating of Ataxia)和弗里德赖希共济失调评定量表(Friedreich Ataxia Rating Scale),是当前试验的金标准终点。然而,自然史研究表明,使用这些量表需要在持续一年的两组干预试验中,每组有71–274名参与者,才能以80%的统计功效检测到疾病减缓50%。这一要求对这些罕见病的试验可行性构成了障碍。共识声明提供了基于证据的、疾病特异性的MRI终点建议,以克服这些限制。候选影像学测量包括区域性小脑和脑干体积、脊髓结构、通过扩散MRI测量的白质微结构,以及通过磁共振波谱和磁敏感MRI测量的组织成分。

在功能磁共振成像(fMRI)用于诊断和理解多系统萎缩(MSA)方面,也取得了类似的进展。MSA是一种以α-突触核蛋白病理、自主神经功能障碍、帕金森综合征和小脑性共济失调为特征的神经退行性疾病。发病高峰年龄在60岁左右,目前估计患病率为每10万人中1.9–4.9例,从症状出现起中位生存期为6–10年。该疾病分为两种亚型:帕金森型(MSA-P)和小脑型(MSA-C),基于核心症状。

由于初始运动症状与其他帕金森综合征(包括帕金森病和进行性核上性麻痹)存在大量重叠,MSA的早期诊断仍然困难。最近的研究表明,静息态功能磁共振成像可以捕获亚型特异性的网络连接模式,反映各自的潜在病理。帕金森型主要显示基底节-皮质连接中断,而小脑型显示小脑-皮质连接中断。此外,功能磁共振成像可以根据小脑-皮质网络连接的特征性中断区分MSA与帕金森病和进行性核上性麻痹。

除了诊断,功能磁共振成像在评估治疗效果方面也显示出潜力。神经调节干预措施,如经颅磁刺激,已与可测量的网络变化相关。然而,目前关于MSA的功能磁共振成像研究仍受限于样本量小、单中心设计和方法学差异。未来的研究方向包括大型多中心试验和标准化成像方案。

对于共济失调,共识声明还建议进一步研究以解决现有的知识空白。影像学生物标志物的客观特征——客观性、可重复性、对变化的敏感性以及在广泛疾病阶段中的适用性——被引用为它们作为治疗监测和参与者选择的替代或早期主要结局指标的有利因素。在遗传性共济失调中,能够在症状出现前识别基因阳性个体,这为将参与者纳入预防性试验提供了可能性,但生物标志物数据是此类试验中参与者选择和结局监测的关键。

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References

  1. MRI end-points for clinical trials in ataxias - Nature · nature.com
  2. When brain clearance fails: glymphatic dysfunction in neurodegeneration - Frontiers · frontiersin.org
  3. Functional MRI in Multiple System Atrophy: Diagnostic and Clinical App | NDT · dovepress.com