认知科学与脑疾病转化医学——

阿尔茨海默病研究群学术研讨会总结报告

  脑高级认知功能及其损害机制始终是认知科学及临床医学领域不断求解的重大议题。现代科学技术的不断进步,特别是信息学、医学影像学及生物医学工程学等相关学科新理论、新技术的不断更新及相互融合,为研究者进一步揭示脑功能及脑疾病机制提供了新的技术手段和研究模式。阿尔茨海默病(Alzheimer’s Disease, AD)是发生于老年人的一种常见的神经退行性疾病,可导致认知功能进行性衰退进而智能致残。但是至今我们对于AD早期脑损害的病理生理特点还不十分清楚,已有的药物干预措施亦收效甚微,因此AD也被称为“世纪顽症”。

  我国老年人口已达到2亿,AD发病率随增龄逐年增加,然而AD患者就诊率不到10%,疾病早期识别率不到20%。据统计,AD的经济消耗是癌症、脑血管病、心脏病三大疾病医疗费用的总合。因此,实现疾病的早期识别和早期干预是延缓其病程的突破口。针对AD的早期识别需要研究疾病多维度、多模态技术综合性识别标志,需要多学科联合攻关;在疾病早期干预方面,需要生物医学工程技术实现成果转化,最终需要临床医学的应用和验证。多年来临床医学期望的针对AD早期识别及早期干预有望通过现代多学科技术融合的发展得以实现。

  近年来随着信息科学、医学影像学及生物医学工程学等相关学科新理论、新技术的不断更新及相互融合,为研究者进一步揭示脑功能及脑疾病机制提供了新的技术手段和研究模式。为顺应现代多学科融合式研发模式的客观要求,紧跟国际脑和认知科学的研究前沿,6月7日,由中国开元棋牌公司地址_开元棋牌作弊器免费_开元棋牌骗人主办、解放军总医院南楼神经科承办的“中国开元棋牌公司地址_开元棋牌作弊器免费_开元棋牌骗人第一届学术大会:认知科学与脑疾病转化医学—阿尔茨海默病研究群学术研讨会”在301医院外科大楼学术厅举行,中国开元棋牌公司地址_开元棋牌作弊器免费_开元棋牌骗人理事长、中国科学院生物物理研究所陈霖院士担任大会主席,并做了“认知科学对脑疾病研究的不可替代的作用”的开场报告,301医院南楼神经科张熙教授担任大会执行主席, 中国人民解放军总医院南楼神经科张熙教授、西安交通大学王珏教授、北京师范大学贺永研究员、中国科学院自动化研究所刘勇研究员共同担任大会召集人。

  本次研讨会邀请了宣武医院、中国科学院、北京师范大学、西安交通大学等国内多家医学及科研机构的知名专家学者,就阿尔茨海默病的临床和基础研究现状、多模态影像诊断、脑网络组学及早期识别与干预系统的医学工程学研究等多个国际前沿研究领域进行了专题学术报告,并就如何进一步开展交流合作进行了讨论。来自京内外相关专业领域的与会者共120余人参加了本次会议。

  在大会报告中,来自宣武医院的贾建平教授系统回顾了AD百年的研究历程,和近年来的研究进展,并提出AD的研究应向临床前阶段转移。他还介绍了本单位的研究工作,如牵头建立了国内首个AD多中心队列和疾病全国登记系统、联合多家知名医院建立了中国家族性AD登记系统、开展了AD早期诊断生物标记物及药物治疗研究以及编制了《中国痴呆与认知障碍诊治指南》等。来自301医院的王鲁宁教授指出中国具有研究AD的雄厚资源,然而目前仍存在很多问题,如:研究对象的源头质量控制欠佳,医师的诊断和鉴别诊断水平有待提高,某些研究领域尚有待开发(语言障碍、简易量表)以及病理验证成最大短板等,她同时提出一些解决方法,如在前瞻性队列研究中加强源头质量控制,加强相关知识普及,尽快提高诊断水平以及搭建高层次临床基础研究平台等。

  在AD的基础研究方面,来自厦门大学的张云武教授介绍了他们的工作,即利用分子生物学方法研究了Aβ产生/聚集过程中的细胞因子调节异常机制,并提出这可能是未来潜在的治疗靶点。来自青岛大学医学院附属青岛市立医院的郁金泰教授则介绍了他们基于基因测序得到的成果:如GWAS相关基因的多个位点及突变与汉族人群AD的易感相关,同时在AD患者中发现了6个差异表达的miRNA,其中miR-342-3p可能成为AD潜在的诊断标记物,此外还发现TREM2为AD新的致病基因,可能在AD的病理发生中起到保护性的作用。

  在AD的多模态影像及方法学研究方面,来自中科院自动化所的范勇教授和来自天津环湖医院的纪勇教授分别指出:神经影像处理与模式分类方法的进步,使其在AD研究中得到了越来越多的应用,也是目前AD很早期诊断的主要方法,特别是近年来,AD分子影像学标记物不断涌现,如PiB、Tau成像等,不仅可在任何阶段帮助我们对AD进行诊断,同时还可用来验证相关的治疗理念是否正确,并已被用于AD特殊类型及与其他变性病之间的鉴别。来自中科院自动化研究所的刘冰研究员介绍了影像基因组学的研究成果:如AD某些基因的变异与脑功能网络间的联系已被确立(APOE, KIBRA, BDNF, DRD2等),同时她们的团队也正在开展基于双生子、精神病患者及与其他组学(-OME)的研究。来自东南大学附属中大医院的谢春明教授介绍了他们的研究成果,即利用静息态功能磁共振技术研究轻度认知功能损害和抑郁两种疾病的“共存”与“转化”的神经网络基础,并发现抑郁、家族史、基因型等危险因素均可对脑功能网络产生影响。来自宣武医院放射科的王志群副教授则利用多模态神经影像技术(结构、MRS、Rs-fMRI及DTI)发现AD存在着独特的结构和功能学变化模式,并提出AD脑功能网络出现大尺度异常(large scale)支持失连接综合征的假说,同时他们也正在开展针对针灸对神经网络的影响,以及高场强MRI(7T)研究。来自北京师范大学的贺永教授指出:多模态神经影像技术和脑网络分析方法:能够描绘活体人脑的结构和功能连接模式,这也被称为“人脑连接组学”,同时,人脑多个关键神经网络/脑区(前额叶、默认网络)的许多重要的拓扑性质(如“小世界”、模块化及节点)在AD不同阶段出现异常连接,这可以用于识别AD痴呆阶段和痴呆前阶段患者,此外她们还发现功能连接与局部脑血流相关,这可能是网络结构异常的生理背景。在方法学方面,来自南京航空航天大学的张道强教授教授了他们利用机器学习技术研发的三种不同的脑网络分类方法:图核(Graph kernel)、超网络(Hyper-network)以及子网络挖掘(Sub-network mining),并指出以上方法在基于脑网络的AD早期诊断中显示出良好应用前景。最后,来自杭州师范大学的臧玉峰教授介绍了其团队利用Rs-fMRI脑自发活动分析方法(ReHo)研究自发记忆巩固的研究成果:APOE-4等位基因携带者较非携带者海马与编码区情景记忆巩固出现异常。

  在AD的非药物干预研究方面,来自西安交通大学的王珏教授介绍了其团队的研究成果:即利用神经生理学手段,研究了无创脑刺激术—经颅直流电刺激术(TDCS)改善AD认知功能的神经元损伤修复代偿机制,同时还研发了客观定征AD患者脑认知功能连接的新方法(EEG、脑磁图、仿真诱发、脑组织血氧饱和度监测仪等),目前正在研发AD早期诊断和益智训练设备。中科院苏州生物医学工程技术研究所的王守岩教授指出,他们利用神经生理学手段,研究了深部脑刺激(DBS)的神经调控机制,并已在DBS已在帕金森病、抑郁等疾病中取得良好疗效,同时尽管DBS可增强AD患者脑功能连接,但记忆改善不明显,这给临床应用带来了新挑战,此外他们正在开展基于结构化信息与脑网络的多模态智能AD神经调控系统。

  由本次研讨会我们不难发现,我国AD研究有着得天独厚的优势,即患病人口庞大,而且各领域的技术力量均很强,并不次于国外,然而目前研究大都跟随国外步伐,自主创新较少,且流程标准化、源头质量控制不够,研究人员的整体科学素质也有待提高,更重要的是目前尚缺乏大规模、多中心联合研究模式,而且对非药物治疗重视不够。这就给我们提出了一些需要思考的问题:如何凝聚各专业领域技术资源,针对AD等重大脑疾病进行联合、跨学科攻关?如何在源头上做好质量控制?如何使研究成果落地,并服务于我国老年人口保健事业?

  基于此,今后应尽快建立适合我国国情的分级共享网络平台,实现AD全病程综合干预(药物、非药物),进一步完善转化医学、多学科联合研究攻关模式,而这将为AD的早日攻克带来希望。我们相信,通过本次会议将为国内相关领域研究者搭建了一个良好的合作平台,并将更好地促进我国阿尔茨海默病多学科协作研究模式的进一步发展。

(张熙,解放军总医院)