Test-retest reliability of plasma biomarkers and digital cognitive metrics at clinically meaningful timescales
本研究评估了认知功能正常者和早期阿尔茨海默病患者在0、3和6个月期间血浆生物标志物与数字化认知指标的重测信度,发现数字化指标表现出无需重复即可实现的高信度,而pTau181的信度最差,且受益于重复采样以提高诊断准确性。
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想象一下,你正在尝试调频收听一个电台以寻找清晰的频道。有时信号非常清晰,但有时又充满了静电噪音,让你很难分辨听到的究竟是一首歌还是仅仅是杂音。在医学领域,特别是在阿尔茨海默病的研究中,医生和科学家们一直在寻找能够告诉他们大脑是健康还是开始出现问题的“信号”。目前,他们正在使用的两种最有前景的工具就像是一项血液检测和一个数字视频游戏。血液检测旨在寻找在血浆中漂浮的微小蛋白质碎片,而数字游戏则要求玩家在屏幕上解决谜题,以观察他们的大脑运作的速度和准确性。
科学家们提出的核心问题是:“这些测试中的噪声有多少只是随机的静电,又有多少是人体健康的真实变化?”如果血液检测结果在没有病情实际恶化的情况下,每天都在剧烈波动,那么就很难判断一种新药是否有效。同样,如果数字游戏的分数仅仅是因为玩家昨晚没睡好或者换了一个鼠标而发生变化,那么它就不是一种可靠的追踪疾病的方法。为了解决这个问题,研究人员需要了解这些工具在数月内重复使用时的“可靠性”。他们想知道,进行两次测试是否有助于消除静电,还是说第一次尝试就已经足够完美了。
这项由牛津大学及其他机构领导的研究,决定对 92 人进行一场“找不同”的游戏——其中包括 55 名健康志愿者和 37 名早期阿尔茨海默病患者。在六个月的时间里,这些参与者三次前往实验室(在开始时、三个月后以及六个月后)。在每次访问中,他们都会提供一份血液样本,并在“OCTAL”平台上玩一系列数字认知游戏。随后,研究人员对比了每次访问的结果,以观察这些数值是如何波动的。他们正在寻找“金标准”工具:即那些能够保持稳定并每次都给出相同答案的工具,而非那些跳动不定且不可靠的工具。
以下是他们的发现,情况有些复杂。就血液检测而言,并非所有的蛋白质表现都一样。有一种被称为 pTau181 的蛋白质,是其中最“跳跃”的一个。它就像一个不断切换频率的广播电台;其结果变化如此之大,以至于如果医生只取一次血样,可能会得到一个误导性的结论。事实上,对于这种特定的蛋白质,采集第二次血样实际上有助于澄清画面,使诊断更加准确。然而,另一种蛋白质 pTau217 则要稳定得多,表现得像一个强而清晰的信号。有趣的是,两种淀粉样蛋白的比值(Aβ42/40)在个体间的差异方面非常稳定,但如果观察同一个人随时间的变化,它在区分健康人群与阿尔茨海默病患者方面的作用不如 pTau217 测试那么有效。
数字认知测试讲述了一个略有不同的故事。这些测试通常比血液检测要可靠得多。研究人员发现,某些任务,例如名为“牛津记忆测试”(需要记住物体放置位置)的视觉记忆游戏,以及名为“雷·奥斯特里赫复杂图形”(需要模仿绘制复杂形状)的绘图任务,都非常一致。如果一个人在六个月内玩了三次这些游戏,他们的分数并不会剧烈波动。这表明,这些数字游戏是追踪随时间变化的优秀工具,无需通过重复测试来获得一个“更好的”平均值。与 pTau181 血液检测不同,重复数字游戏并不会显著提高区分阿尔茨海默病的能力;第一次尝试通常与第二次一样好。
这项研究最重要的启示是,我们不能对所有这些测试一视同仁。有些测试,如 pTau181 血液检测,由于噪声较大,你可能需要进行两次测试才能确保结果无误。而另一些测试,如 pTau217 血液检测和数字记忆游戏,由于非常可靠,单次测量通常就足以给出清晰的答案。这是拼图中的关键一环。如果医生知道哪些工具是“稳定的”,哪些是“跳跃的”,他们就能设计出更好的临床试验,并做出更自信的患者护理决策。他们不会在已经很完美的测试上浪费时间重复,也不会因为只进行了一次噪声较大的测量而错过重要的变化。这项研究并未证明这些测试对每个人都是完美的,但它精确地描绘出了哪些测试已经准备好可以被信任,以及哪些测试还需要额外的帮助才能变得可靠。
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