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背景：淀粉样蛋白-β（Aβ）和 Tau 是阿尔茨海默病的标志性病理，但它们在脑内的关系在不同区域间存在显著差异。淀粉样蛋白沉积在空间上分布广泛，而 Tau 则表现出更强的区域异质性，并且与疾病严重程度的关系更为密切。因此，理解该疾病不能仅靠对这两种病理分别进行测量，或将其概括于预先定义的脑区内。一个尚未解决的重要问题是：Aβ 和 Tau 在全脑范围内如何协变、它们的空间模式在何处趋同或分离，以及它们在局部的组合是否携带关于疾病阶段和认知状态的独特信息。 方法：我们分析了阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI）中的配对 florbetapir 淀粉样蛋白 PET 和 flortaucipir Tau PET 数据，共纳入 320 名受试者的 378 次配对影像会话，涵盖认知正常（CN）、轻度认知障碍（MCI）和阿尔茨海默病痴呆（AD）谱系。采用高阶联合独立成分分析，以识别个体间 Aβ-Tau 协变的细粒度、数据驱动模式。随后，根据其空间相似性以及与静息态功能磁共振成像（rsfMRI）推导的内在功能网络之间的对应关系，对所得的 Aβ 和 Tau 图谱进行表征。接着，我们使用相同的数据驱动空间区域，对每位受试者分别量化单独 Aβ 异常、单独 Tau 异常以及空间重叠的 Aβ-Tau 异常的相对范围。 结果：共识别出 96 个非伪影性的 Aβ-Tau 成分，其中 73 个成分的配对 Aβ 和 Tau 图谱表现出明显的空间对应关系，17 个为 Tau 局灶型，6 个为 Aβ 局灶型。与 Tau 图谱相比，Aβ 成分图谱更频繁地与 rsfMRI 推导的内在网络组织相对应。联合成分的表达在不同诊断组之间存在差异，表明疾病阶段模式具有空间异质性。在相同的数据驱动区域内，孤立 Aβ、孤立 Tau 以及重叠的 Aβ-Tau 异常呈现出显著不同的疾病阶段特征：仅有 Aβ 异常在较早期的 CN 与 MCI 对比中更为突出；仅有 Tau 异常在涉及 AD 的对比中更为明显；而空间重叠的 Aβ-Tau 异常在各疾病阶段之间表现出最广泛的差异，并且从 CN 到 AD 的平均扩展幅度最大。重叠异常还在最多数量的成分中与认知相关，并且与 ADAS13 的总体关联最强。与 APOE4 相关的诊断阶段差异在包含 Aβ 的病理指标中远比仅有 Tau 异常更为广泛。 关键词：阿尔茨海默病；淀粉样蛋白 PET；Tau PET；florbetapir；flortaucipir；联合独立成分分析；多模态融合；ADNI
背景：淀粉样蛋白β（Aβ）和Tau是阿尔茨海默病的标志性病理，但二者在全脑范围内的关系存在显著差异。淀粉样蛋白沉积在空间上分布广泛，而Tau则表现出更强的区域异质性，并且与疾病严重程度的关系更为密切。因此，要理解该疾病，仅仅独立测量这两种病理，或在预定义脑区内对其进行总结，都是不够的。一个尚未解决的重要问题是：Aβ与Tau如何在全脑范围内协变，它们的空间模式在何处趋同或分离，以及它们在局部的组合是否携带关于疾病阶段和认知的独特信息。
方法：我们分析了来自阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI）的成对florbetapir淀粉样蛋白PET和flortaucipir Tau PET数据，共包括320名受试者的378次配对成像会话，涵盖认知正常（CN）、轻度认知障碍（MCI）和阿尔茨海默病痴呆（AD）人群。采用高阶联合独立成分分析，以识别个体间Aβ-Tau协变的细粒度、数据驱动模式。随后，根据其空间相似性以及与基于静息态功能磁共振成像（rsfMRI）得到的内在功能网络之间的一致性，对所得Aβ和Tau图谱进行表征。接着，我们使用相同的数据驱动空间区域，对每位受试者分别量化仅Aβ异常、仅Tau异常以及空间重叠的Aβ-Tau异常的相对范围。
结果：共识别出96个非伪影性Aβ-Tau成分，其中73个成分的配对Aβ与Tau图谱表现出明显的空间对应关系，17个为Tau局灶型，6个为Aβ局灶型。与Tau图谱相比，Aβ成分图谱更频繁地对应于基于rsfMRI提取的内在网络组织。联合成分的表达在不同诊断组之间存在差异，显示出具有空间异质性的疾病阶段模式。在相同的数据驱动区域内，孤立Aβ异常、孤立Tau异常以及重叠Aβ-Tau异常表现出显著不同的疾病阶段特征：仅Aβ异常在较早期的CN与MCI对比中更为突出；仅Tau异常则在涉及AD的组间对比中更为显著；而空间重叠的Aβ-Tau异常在各疾病阶段之间表现出最广泛的差异，并且从CN到AD的平均扩展幅度最大。重叠异常还在最多数量的成分中与认知相关，并且与ADAS13表现出总体上最强的关联。与Tau单独异常相比，包含Aβ的病理指标在APOE4相关的诊断阶段差异中呈现出明显更广泛的分布。
关键词：阿尔茨海默病；淀粉样蛋白PET；Tau PET；florbetapir；flortaucipir；联合ICA；多模态融合；ADNI
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.11.744123v1?rss=1
🏷️ 阿尔茨海默病 淀粉样蛋白PET Tau PET 协变网络 认知障碍 APOE4