一种筛查脑小血管病认知障碍的生物标志物组合及其应用

本发明属于生物医药，具体涉及一种筛查脑小血管病认知障碍的生物标志物组合及其应用。

背景技术：

1、脑小血管病（cerebralsmallvesseldisease，csvd）是脑组织深部穿透性小动脉、毛细血管及小静脉在多种因素损害的情况下导致的脑组织病变。随着影像学技术的提高，越来越多的脑组织病变被定义为csvd类别，目前包括：白质高信号（whitematterhyperintensities，wmh）、腔隙性脑梗死（lacunarinfarct，li）、脑微出血（cerebralmicrobleeds，cmb）、血管周围间隙（perivascularspace，pvs）、近期皮质下小梗死和脑萎缩。脑小血管病的患病率随着年龄的增长而上升，没有显著的性别差异，并且在种族群体或地理之间没有已知的差异。由于csvd起病隐匿、早期症状不典型，往往患者在出现明显临床症状之前已存在较为显著的脑结构损伤，这给疾病早期识别和及时干预带来极大挑战。

2、认知障碍是csvd的一个重要临床结局，csvd可引起多项认知域损伤，涵盖执行功能、注意力、语言、视空间功能及记忆功能等方面，其认知功能减退的特征在于早期以注意力、加工速度及执行功能受损为主，记忆功能则相对保持完整。csvd认知障碍的发病机制涉及多个相互交织的病理过程，包括脑白质纤维束破坏所致的神经网络连接受损、血脑屏障通透性及神经炎症反应等。wmh可直接导致痴呆和功能残疾，而小的点状病变（fazekas1级）虽然高度流行，但临床意义有限。wmh主要影响信息处理速度和执行功能，取决于病变的体积和进展速度。一项前瞻性研究对85例csvd合并血管性认知损害患者随访1年，发现转化为痴呆者的额叶皮层下环路区域微出血数量显著更多，额叶皮层下环路区域存在微出血及总微出血数≥5个均为痴呆转化的独立危险因素，提示微出血可通过破坏额叶皮层下认知环路而独立驱动认知障碍向痴呆进展。因此，在疾病早期进行准确的评估和风险分层，对于制定个体干预策略、延缓认知功能衰退具有重要的临床意义。

3、多项研究表明，血压变异性（blood pressure variability,bpv）升高与深部及幕下微出血进展及认知功能下降存在相关性，提示bpv对csvd认知损害具有一定的预测价值；血压昼夜节律紊乱亦被报道可增加csvd认知障碍的发生风险。同时，也有研究指出心率变异性（heart rate variability,hrv）降低与脑血管病相关认知障碍存在一定关联。然而，目前不同研究在bpv与hrv的测量方法及指标选取上尚不统一，两者协同反映自主神经功能损害对csvd认知障碍综合评估价值的研究仍相对有限。此外，尽管血浆标志物在神经退行性病变中显示出潜在价值，但其在csvd相关认知障碍中的特异性和早期预警阈值尚不明确，单独使用时难以克服个体差异及血脑屏障通透性变化带来的干扰。

4、尽管既往研究证实bpv、hrv及血浆生物标志物与csvd认知障碍存在关联，但仍有不足之处：多数研究仅聚焦于单一指标，缺乏多维度联合评估；bpv与hrv的协同评估价值尚未得到系统验证；目前缺乏将心血管自主调节指标与外周血生物标志物整合的多模态评估。因此，有必要从多维度视角出发，系统探讨上述指标的协同评估价值。将反映心血管自主调节的bpv和hrv同反映脑组织神经损伤的血浆生物标志物整合，从自主神经功能与神经损伤两个方面构建多参数综合评估指标，有望在提高诊断效能方面取得一定效果。

技术实现思路

1、本发明发现dsbp arv和rmssd在csvd不同认知功能患者中存在显著差异，且与血浆生物标志物显著相关；联合检测多种指标可显著提升csvd认知障碍的诊断效能。在此基础上，本发明提供一种逐层递进的分层诊断系统，该系统先以双指标进行初步风险分层，对筛查为认知障碍患者再追加一项指标，实现三指标联合验证。该系统实现了从标准化检测向适应性个体化诊断的转变，有助于临床医生制定差异化的治疗与监测方案。基于此，完成了本发明。

2、第一方面，本发明提供一组检测p-tau217、nfl、dsbp arv和rmssd中的两种或多种生物标志物表达水平的产品在制备诊断脑小血管病患者认知障碍的系统中的应用，所述系统含有检测p-tau217、nfl、dsbp arv和rmssd表达水平的试剂和设备；所述系统通过检测生物标志物p-tau217、nfl、dsbp arv和rmssd中的两种或多种的表达水平来计算患者风险评分（p），用以判断脑小血管病患者是否存在认知障碍；

3、当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分通过如下公式计算：

4、；

5、其中，dsbp arv和rmssd均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

6、当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

7、；

8、其中，dsbp arv和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

9、当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分通过如下公式计算：

10、；

11、其中，dsbp arv和nfl均代表患者该指标的表达水平；cut off值为0.4473，即当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

12、当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

13、；

14、其中，rmssd和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

15、当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

16、；

17、其中，rmssd和nfl均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

18、当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

19、；

20、其中，dsbp arv、rmssd和p-tau217均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

21、当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

22、；

23、其中，dsbp arv+rmssd+nfl均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍。

24、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分cut off值为0.5563。

25、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5747。

26、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分cut off值为0.4473。

27、进一步，当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.6306。

28、进一步，当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分cut off值为0.5553。

29、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5978。

30、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分cut off值为0.6360。

31、第二方面，本发明提供一种诊断脑小血管病性认知障碍的系统，所述系统含有检测p-tau217和nfl表达水平的试剂，和检测dsbp arv和rmssd水平的设备；所述系统通过检测生物标志物p-tau217、nfl、dsbp arv和rmssd中的两种或多种的表达水平来计算患者风险评分（p），用以判断是否存在认知障碍；

32、当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分通过如下公式计算：

33、；

34、其中，dsbp arv和rmssd均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

35、当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

36、；

37、其中，dsbp arv和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

38、当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分通过如下公式计算：

39、；

40、其中，dsbp arv和nfl均代表患者该指标的表达水平；cut off值为0.4473，即当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

41、当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

42、；

43、其中，rmssd和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

44、当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

45、；

46、其中，rmssd和nfl均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

47、当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

48、；

49、其中，dsbp arv、rmssd和p-tau217均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

50、当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

51、；

52、其中，dsbp arv+rmssd+nfl均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍。

53、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分cut off值为0.5563。

54、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5747。

55、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分cut off值为0.4473。

56、进一步，当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.6306。

57、进一步，当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分cut off值为0.5553。

58、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5978。

59、进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分cut off值为0.6360。

60、第三方面，本发明提供一种诊断脑小血管病患者认知障碍的分层诊断系统，所述分层诊断系统包括：

61、数据收集：收集脑小血管病患者dsbp arv、rmssd、p-tau217和nfl数据，生成相应数据集；

62、初步评估：选取dsbp arv、rmssd、p-tau217和nfl中的任意两种诊断指标，计算患者风险评分值，根据风险评分值将患者分为认知障碍和认知正常人群；

63、进阶评估：针对初步评估为认知障碍的人群，纳入另一种不同于初步评估的生物标志物作为第三项诊断指标，通过三指标联合计算患者风险评分值，根据风险评分值确认脑小血管病患者是否存在认知障碍。

64、进一步，在初步评估阶段，当患者被评估为认知正常人群，则无需额外检查，直接进行常规治疗。

65、进一步，在初步评估阶段，当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分通过如下公式计算：

66、；

67、其中，dsbp arv和rmssd均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

68、当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

69、；

70、其中，dsbp arv和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

71、当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分通过如下公式计算：

72、；

73、其中，dsbp arv和nfl均代表患者该指标的表达水平；cut off值为0.4473，即当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

74、当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

75、；

76、其中，rmssd和p-tau217均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

77、当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

78、；

79、其中，rmssd和nfl均代表患者该指标的表达水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍。

80、更进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv和rmssd时，所述风险评分cut off值为0.5563；当所述生物标志物组合为dsbp arv和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5747；当所述生物标志物组合为dsbp arv和nfl，所述风险评分cut off值为0.4473；当所述生物标志物组合为rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.6306；当所述生物标志物组合为rmssd和nfl时，所述风险评分cut off值为0.5553。

81、进一步，在进阶评估阶段，当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分通过如下公式计算：

82、；

83、其中，dsbp arv、rmssd和p-tau217均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍；

84、当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分通过如下公式计算：

85、；

86、其中，dsbp arv+rmssd+nfl均代表患者该指标的水平；当脑小血管病患者p值大于或等于cut off值时，说明患者存在认知障碍。

87、更进一步，当所述生物标志物组合为dsbp arv、rmssd和p-tau217时，所述风险评分cut off值为0.5978；当所述生物标志物组合为dsbp arv+rmssd+nfl时，所述风险评分cut off值为0.6360。

88、有益效果

89、本发明发现了一组用于诊断脑小血管病认知障碍的生物标志物组合。其中，dsbparv联合rmssd区分认知正常和认知障碍的诊断效能显著优于单一指标。进一步分析发现，血浆nfl不仅与csvd整体认知功能及特定认知域损害密切相关，还与血压变异性、心率变异性存在显著相关性。多指标联合可显著提升csvd认知障碍的诊断效能。

90、在上述基础上，本发明还提供了一种基于上述生物标志物组合诊断脑小血管病认知障碍的系统，该系统采用逐层检查的方案。具体而言，该系统先检测任意双指标（尤其是dsbp arv和rmssd的组合），对患者认知障碍进行初步区分；若患者被评估为认知正常，则患者无需进一步检测，直接采用常规治疗方案；若患者被评估为认知障碍，则追加检测另一个标志物（如血浆生物标志物），通过三指标联合进一步确认。该逐层分段检查系统具有以下显著优势：

91、1、实现个体化、阶梯式的精准分诊：相较于传统固定检测的模式，本发明方案可显著减少医疗资源浪费。

92、2、减少认知正常患者不必要的检测和经济负担：对于真正轻症的患者，仅需检测两个指标即可完成风险判定，避免了额外检测带来的时间、费用和样本消耗。

93、3、有效规避了临界值附近的误诊风险：单一指标或双指标组合在临界值附近常存在“灰色地带”，易造成假阳性或假阴性。本发明通过在初步评估阶段提示认知障碍风险时，启动第三个标志物进行复核验证，形成多指标交叉确认，显著提高了对临界值附近患者的诊断准确性，降低了误诊和漏诊率。

94、4、支持动态、递进式的临床决策路径：本发明方案不局限于固定检测指标，可根据患者实际情况灵活选择检测指标组合方式（如dsbp arv和rmssd，dsbp arv和p-tau217，dsbp arv和nfl等），真正实现了从“标准化检测”到“适应性个体化诊疗”的转变，有助于临床医生制定差异化的治疗和监测方案。