目前還沒有早期檢測阿爾茨海默氏病（老年癡呆癥）的方法，這種疾病影響九分之一、65歲以上的老年人。最近，美國西北大學的一個跨學科小組，開發(fā)了一種非侵入性的MRI（核磁共振成像）方法，可以在活體動物中檢測到這種疾病。這種方法能夠在疾病的最早期階段，也就是典型的老年癡呆癥癥狀出現(xiàn)之前，檢測到疾病。

由神經(jīng)系統(tǒng)科學家William L. Klein和材料科學家Vinayak P. Dravid帶領的研究小組，開發(fā)了一種MRI（核磁共振成像）探針，可將一種磁性納米結構（MNS）與抗體配對，它們能找出引起疾病發(fā)作的β-淀粉樣腦毒素。由于相關的磁納米結構，累積的毒素在MRI腦掃描中顯示為暗區(qū)。

這種檢測分子毒素的能力，有一天可能會使科學家們早點發(fā)現(xiàn)故障，并且更好地設計藥物或療法，來對付和監(jiān)控這種疾病。而且，雖然不是研究的重點，早期的證據(jù)表明，MRI探針也可以提高記憶力，通過與毒素結合使它們“帶上手銬”，阻止它們做出進一步的損害。

Klein在1998年首次確定了β淀粉樣蛋白低聚物，他指出：“我們有一種新的腦成像方法，可以檢測出導致阿爾茨海默氏病的毒素。”他是溫伯格藝術與科學學院的神經(jīng)生物學教授。

Klein說：“利用MRI，我們可以看到毒素附著于大腦中的神經(jīng)元。我們希望利用這一工具，能早期檢測到這種疾病，并幫助發(fā)現(xiàn)能有效消除毒素和改善健康的藥物。”

隨著MRI探針的成功示范，西北大學的研究人員通過對阿爾茨海默氏病進行非侵入性的MRI成像和治療，已經(jīng)構建了疾病原因和檢測的分子基礎。Dravid早期工作利用MNS作為智能納米技術載體，之后，他將這種磁性納米結構MRI對比增強方法引入靶向腫瘤診斷和治療。

關于阿爾茨海默氏病新診斷方法的細節(jié)，發(fā)表在12月22日的《Nature Nanotechnology》雜志，Klein和Dravid是本文的共同通訊作者。

阿爾茨海默氏病對于情感和經(jīng)濟的影響是毀滅性的。根據(jù)阿茨海默癥協(xié)會的“2014阿茨海默癥疾病事實和數(shù)字”顯示，今年這種疾病在美國的直接成本超過2000億美元。到2050年底，隨著嬰兒潮一代人的老齡化，這個成本將是1.1萬億美元。這些數(shù)字還沒有考慮照顧者所花費的時間。

這種新的MRI探針技術，能檢測一些不同于常規(guī)技術的事情：有毒的β淀粉樣斑塊低聚物，它們發(fā)生在阿爾茨海默氏病的一個階段，在這個階段治療干預會很晚。β-淀粉樣蛋白低聚物，現(xiàn)在被廣泛認為是阿爾茨海默氏病發(fā)作和隨后記憶喪失的罪魁禍首。

在患病的大腦中，易變的β-淀粉樣蛋白低聚物可攻擊神經(jīng)元的突觸，破壞記憶，最終導致神經(jīng)元死亡。隨著時間的推移，β-淀粉樣蛋白積累并開始粘在一起，形成當前探針可靶定的淀粉樣斑塊。在淀粉樣斑塊被檢測到的十多年前，低聚物可能就出現(xiàn)了。

McCormick工程和應用科學學院材料科學教授Dravid說：“通過利用MRI對淀粉樣β低聚物的非侵入性成像，我們向‘在這種疾病最早期階段進行診斷’邁出了重大一步。”

西北大學研究小組研究的一個重要需求是，為新藥開發(fā)確定和檢測正確的生物標志物。盡管研究人員付出了巨大的努力，但是目前阿爾茨海默氏病還沒有有效的藥物。

Dravid說：“這種MRI方法可以用來確定一種新藥的效果如何。如果藥物是有效的，你就會希望β淀粉樣蛋白信號下降。”

無毒的MRI探針通過鼻內(nèi)傳遞到阿爾茨海默氏病小鼠模型，以及沒有該疾病的對照小鼠。在阿茨海默癥小鼠中，大腦MRI掃描可清楚地檢測到存在于海馬體中的毒素。然而，在對照小鼠海馬體中則沒有檢測到暗區(qū)。

Klein說，檢測β-淀粉樣蛋白低聚物的能力非常重要，有兩個原因：β淀粉樣蛋白低聚物是損害神經(jīng)元的毒素，低聚物是疾病過程中第一個故障信號，出現(xiàn)在任何其他病理學之前。

Klein、Dravid和他們的同事還觀察到，即使在接受單劑量的MRI探針之后，阿茨海默癥小鼠的行為會變得更好。

本文共同第一作者、Klein實驗室的研究主任Kirsten L. Viola指出：“雖然這些數(shù)據(jù)是初步的，但是它們表明探針不僅可用作一種診斷工作，而且也可作為一種治療方法。”

除了活體動物中進行的研究，該研究小組還研究了西北大學認知神經(jīng)學和阿茨海默癥中心的人腦組織。樣品取自死于阿茨海默癥以及沒有這種疾病的人。在引入MRI探針之后，研究人員在阿茨海默癥患者大腦發(fā)現(xiàn)了大塊的暗區(qū)，從而表明存在β淀粉樣蛋白低聚物。