Badanie zostało przeprowadzone zgodnie z Deklaracją Helsińską. Wszyscy uczestnicy wyrazili pisemną, świadomą zgodę. Zgoda etyczna została uzyskana z UK Research Ethics Committee South East Coast oraz z Brighton and Sussex University Hospitals NHS Trust (odpowiednio numery referencyjne 10/H1107/23 i 13/LO/0277).
Do badania zrekrutowano 21 pacjentów z MCI z Kliniki Zaburzeń Poznawczych w Hurstwood Park Neurological Centre w Haywards Heath, West Sussex, Wielka Brytania. MCI zdiagnozowano zgodnie z uznanymi międzynarodowo kryteriami1, które określają: I) subiektywny raport o pogorszeniu funkcji poznawczych, potwierdzony przez informatora, II) obiektywne dowody na zaburzenia poznawcze w sformalizowanych testach, III) brak otępienia oraz IV) zachowane czynności dnia codziennego i niezależność funkcjonalną.
Obiektywne testy poznawcze przeprowadzono z wykorzystaniem testu Addenbrooke's Cognitive Examination-Revised24 lub testu Queen Square Screening Test for Cognitive Deficits (EK Warrington 2003) w połączeniu z Mini Mental State Examination (MMSE)7. W ramach klinicznej diagnostyki pacjenci zostali poddani badaniom klinicznym i laboratoryjnym w celu wykluczenia potencjalnie uleczalnych przyczyn pogorszenia funkcji poznawczych, takich jak niedobór witaminy B12 lub dysfunkcja tarczycy. Podstawowym kryterium wykluczenia była obecność istotnych zmian naczyniowych w mózgu, potwierdzona znacznym obciążeniem zmianami naczyniowymi w badaniach obrazowych (obecność zawałów kory mózgowej, rozległych i/lub zlewających się hiperintensywnych zmian w istocie białej (WMH) oraz WMH o średnicy >10mm) i/lub wynikiem Hachinski Ischaemic Score >425. Dane pacjentów porównano z danymi zdrowych osób kontrolnych (HC) w tym samym wieku, bez historii zaburzeń poznawczych, oraz z danymi 11 pacjentów z łagodną demencją związaną z AD, zdiagnozowaną zgodnie z kryteriami McKhanna26.
Grupę pacjentów z MCI podzielono na podgrupy MCI biomarker pozytywne (MCI+ve) oraz MCI biomarker negatywne (MCI-ve) na podstawie badań biomarkerów w płynie mózgowo-rdzeniowym (CSF) pod kątem dowodów na obecność patologii AD, t.j. poziomów β-amyloidu1-42 i białka tau w CSF. Status biomarker pozytywny/negatywny określono przy użyciu zaktualizowanych wartości odcięcia27. Wykrycie pozytywnych biomarkerów w CSF u pacjentów z MCI (t.j. podgrupa MCI+ve) spełniałoby kryteria diagnostyczne dla predementacyjnego AD, określanego różnie jako AD prodromalne2 lub MCI z powodu AD3. Dwóch pacjentów z MCI nie zostało poddanych badaniu CSF.
Wszyscy badani zostali poddani serii testów neuropsychologicznych, które obejmowały badanie następujących domen poznawczych: przedchorobowe IQ (National Adult Reading Test, Nelson i Willison 1984)28, pamięć epizodyczna (Rey Auditory Verbal Learning Test, RAVLT, Rey 1941)29, uwaga i funkcje wykonawcze (Trail Making Test A i B, Reitan 1958)30, funkcje wykonawcze (płynność leksykalna i semantyczna, Benton et al. 1994)31, pamięć operacyjna (Digit Span, Blackburn i Benton 1957)32 oraz wyższe procesy wzrokowe (Object Decision Test z testu Visual Object and Space Perception)33
Skanowanie MRI wykonano na skanerze 1.5T znajdującym się w Clinical Imaging Sciences Centre, Brighton and Sussex Medical School, UK. Dane wolumetryczne MRI 3D z obrazowaniem T1 uzyskano za pomocą sekwencji gradient-echo o szybkiej akwizycji z przygotowaniem namagnesowania, przy rozmiarze woksela 1 x 1 x 1mm3, TI = 600 msec, TE = 4 msec, TR = 1160 msec. 2 pacjentów z AD i 4 pacjentów z MCI nie mogło przejść skanowania MRI. Korelacje strukturalne raportowano dla pozostałych uczestników.
Grubość kory mierzono przy użyciu pakietu o otwartym kodzie źródłowym FreeSurfer (Massachusetts General Hospital, Harvard University, Boston MA, USA), który, jak szczegółowo opisano w innym opracowaniu34, obejmuje iteracyjną rekonstrukcję granicy między istotą białą a szarą oraz powierzchnią pialną, a następnie etykietowanie z wykorzystaniem nieliniowego przekształcania (morphing) do probabilistycznego atlasu mózgu. Wykorzystano probabilistyczny atlas mózgu Desikana35, a jako obszary zainteresowania (ROIs) wybrano zakręt obręczy tylnej oraz przedklinek, co odzwierciedla ich domniemaną rolę w poznaniu przestrzennym oraz wczesne zaangażowanie w procesy AD36, 37.
Całkowita objętość hipokampów została zmierzona przy użyciu narzędzia FSL/FIRST (FMRIB, Oxford Centre for Functional Magnetic Resonance Imaging of the Brain, Oxford, UK)38. Zgodnie z hipotezą badania nie wyznaczano korelacji dla innych obszarów mózgu. W szczególności nie obliczano korelacji z czołowymi obszarami mózgu, ponieważ wyniki testu 4MT nie są zaburzone u pacjentów z otępieniem czołowo-skroniowym18, 19.
Wszystkie grupy badawcze (MCI, AD, HC), a także podgrupy biomarkerów w obrębie MCI, były dopasowane pod względem demograficznym (wiek, płeć, lata edukacji) (Tabela 1).
| A) | | | | |
| HC | MCI | AD | p |
| n = 20 | n = 21 | n = 11 |
| Płeć, M:K | 7:13 | 15:06 | 5:06 | 0.06 |
| Wiek, lata | 62.6 (6.1) | 68.1 (8.9) | 66.2 (8.9) | 0.1 |
| Wykształcenie, lata | 12.1 (1.7) | 11.7 (1.9) | 12.4 (2.2) | 0.58 |
| B) | | | | |
| MCI -ve | MCI +ve | p | |
| n = 9 | n = 10 | |
| Płeć, M:K | 7:02 | 8:02 | 0.67 | |
| Wiek, lata | 65 (9.5) | 68.1 (6.2) | 0.41 | |
| Wykształcenie, lata | 11.6 (1.9) | 12.1 (2.1) | 0.56 | |
| Czas trwania choroby, lata | 3.8 (0.44) | 3.7 (0.82) | 0.8 | |
Tabela 1. Dane demograficzne uczestników. Dane przedstawione jako średnia (odchylenie standardowe) dla A) wszystkich uczestników pogrupowanych według stanu poznawczego (HC = zdrowa grupa kontrolna, MCI = łagodne zaburzenia poznawcze, AD = choroba Alzheimera B) pacjentów z MCI pogrupowanych według statusu biomarkerów AD w płynie mózgowo-rdzeniowym. Powielono za zgodą Moodley et al. (2015)20.
Ogólna ocena neuropsychometryczna
Pacjenci z MCI wykazywali deficyty w testach pamięci epizodycznej (RAVLT; opóźnione przypominanie i pamięć rozpoznawcza) oraz funkcji wykonawczych (Trail Making Test A i B). W porównaniu z nimi, zgodnie z ich klasyfikacją diagnostyczną, pacjenci z otępieniem w przebiegu AD wykazywali deficyty we wszystkich domenach poznawczych (Tabela 2).
| Wszyscy uczestnicy |
| HC | łagodne zaburzenia poznawcze | choroba Alzheimera | ANOVA | HC vs MCI (Zdrowe osoby kontrolne vs łagodne zaburzenia poznawcze) | HC vs AD | MCI a AD |
| PP | 4.9 | 4.3 | 2.8 | F(2,49) = 16,0 | p = 0,1 | p <0.001 | p = 0,001 |
| -0.9 | -1.2 | -0.8 | p <0.001 |
| PM | 11.1 | 7.6 | 4.6 | F(2,49) = 32,0 | p <0.001 | p <0.001 | p = 0,004 |
| -2.1 | -2.7 | -1.3 | p <0.001 |
| uczestnicy z MCI | | |
| HC | MCI-ujemny | MCI+ve | Choroba Alzheimera | ANOVA | | |
| PP | 4.9 | 4.9 | 3.9 | 2.8 | F(3,46) = 13,8 | | |
| -0.9 | -1.2 | -0.9 | -0.8 | p <0.001 | | |
| PM | 11.1 | 9.6 | 5.8 | 4.6 | F(3,46) = 34,3 | | |
| -2.1 | -1.6 | -2.3 | -1.3 | p <0.001 | | |
| Porównania parowe | |
| HC vs MCI-ve | HC vs MCI+ve | HC vs AD | MCI- vs MCI+ | MCI-ve vs AD | MCI+ve vs AD | |
| PP | p = 1,0 | p = 0,06 | p <0.001 | p = 0,2 | p <0.001 | p = 0,09 | |
| PM | p = 0,3 | p <0.001 | p <0.001 | p = 0,002 | p <0.001 | p = 0,6 | |
Tabela 2. Dane neuropsychometryczne. Dane neuropsychometryczne dla wszystkich uczestników, przedstawione jako wyniki surowe, zgodnie z brytyjską praktyką kliniczną raportowania danych neuropsychometrycznych, opisane jako średnia (odchylenie standardowe). NART = National Adult Reading Test. MMSE = Mini Mental State Examination (nie wykonany u osób z grupy kontrolnej). VOSP-OD = bateria testów Visual Object and Space Perception. RAVLT-DR = Rey Auditory Verbal Learning Test-Delayed Recall (Lista A). RAVLT-RP = Rey Auditory Verbal Learning Test-Recognition Performance (Lista A). Powielono za zgodą Moodley et al. (2015)20.
Bezpośrednie porównanie podgrup MCI nie wykazało żadnych istotnych różnic w wynikach testów uzyskanych przez pacjentów MCI-ve i MCI+ve, z wyjątkiem testu Trail Making Test „B” (Tabela 3). Nie stwierdzono istotnych różnic w pamięci epizodycznej między dwiema grupami MCI (RAVLT; odroczone przypominanie i pamięć rozpoznawcza).
| MCI-ve | MCI+ve | t(df) | Niepoprawiona wartość p |
| MMSE (Mini-Mental State Examination) | 27.6 (0.7) | 27.4 (1.3) | 0.3 (17) | 0.8 |
| NART | 116.3 (8.0) | 109.1 (11.1) | 1.5 (16) | 0.2 |
| VOSP | 17 (1.7) | 16.4 (2.3) | 0.6 (16) | 0.5 |
| RAVLT-DR | 2.8 (2.7) | 2.7 (1.8) | 0.1 (16) | 1 |
| RAVLT-RP | 0.6 (0.2) | 0.6 (0.2) | -0.1 (16) | 0.9 |
| Płynność leksykalna | 42.9 (9.2) | 36.9 (10.6) | 1.3 (16) | 0.2 |
| Płynność semantyczna | 28.6 (3.9) | 27.9 (6.7) | 0.3 (16) | 0.8 |
| Ścieżki A | 37.3 (8.3) | 43.8 (16.2) | -1.0 (16) | 0.3 |
| Ścieżki B | 82.6 (24.6) | 125.0 (39.0) | -2.7 (16) | 0.02 |
| Rozpiętość cyfr | 6.9 (1.5) | 6.3 (0.8) | 1.1 (16) | 0.3 |
Tabela 3. Wyniki neuropsychometryczne pacjentów z MCI. Dane neuropsychometryczne pacjentów z MCI, pogrupowane według statusu biomarkerów AD w płynie mózgowo-rdzeniowym (alpha = 0.004, skorygowane dla wielokrotnych porównań), przedstawione jako wyniki surowe, zgodnie z brytyjską praktyką kliniczną raportowania danych neuropsychometrycznych, opisane jako średnia (odchylenie standardowe). Powielone za zgodą Moodley et al. (2015)20.
Wyniki testu 4MT
Odnotowano istotne różnice między grupami badawczymi pod względem wyników w teście 4MT (p <0,001, Tabela 4). Po korekcie na wielokrotne porównania, analiza porównawcza par grup wykazała istotne różnice między zdrową grupą kontrolną (HC) a grupami MCI+ve (p <0,001), HC a AD (p <0,001), MCI-ve a AD (p <0,001) oraz, co kluczowe, między grupami MCI-ve a MCI+ve (p = 0,002). Nie zaobserwowano istotnych różnic w wynikach testu PM między grupami HC a MCI-ve (p = 0,3) oraz między grupami MCI+ve a AD (p = 0,6). Rysunek 2 przedstawia indywidualne wyniki 4MT oraz różnice w punktacji między grupami badawczymi.
| Wszyscy uczestnicy |
| HC | MCI | AD | ANOVA | HC vs MCI | HC vs AD | MCI vs AD |
| PP | 4.9 | 4.3 | 2.8 | F(2,49) = 16.0 | p = 0.1 | p <0.001 | p = 0.001 |
| -0.9 | -1.2 | -0.8 | p <0.001 |
| PM | 11.1 | 7.6 | 4.6 | F(2,49) = 32.0 | p <0.001 | p <0.001 | p = 0.004 |
| -2.1 | -2.7 | -1.3 | p <0.001 |
| Uczestnicy z MCI | | |
| HC | MCI-ve | MCI+ve | AD | ANOVA | | |
| PP | 4.9 | 4.9 | 3.9 | 2.8 | F(3,46) = 13.8 | | |
| -0.9 | -1.2 | -0.9 | -0.8 | p <0.001 | | |
| PM | 11.1 | 9.6 | 5.8 | 4.6 | F(3,46) = 34.3 | | |
| -2.1 | -1.6 | -2.3 | -1.3 | p <0.001 | | |
| Porównania parowe | |
| HC vs MCI-ve | HC vs MCI+ve | HC vs AD | MCIve- vs MCI+ve | MCI-ve vs AD | MCI+ve vs AD | |
| PP | p = 1.0 | p = 0.06 | p <0.001 | p = 0.2 | p <0.001 | p = 0.09 | |
| PM | p = 0.3 | p <0.001 | p <0.001 | p = 0.002 | p <0.001 | p = 0.6 | |
Tabela 4. Wyniki testu 4MT. Wyniki 4MT (oceniane w skali do 15) dla wszystkich uczestników (góra) oraz dla pacjentów z MCI pogrupowanych według statusu biomarkerów AD w CSF (środek), wraz z porównaniami parzystymi (dół). HC = zdrowe grupy kontrolne; MCI = łagodne zaburzenia poznawcze; AD = choroba Alzheimera. Reprodukowano za zgodą Moodley et al. (2015)20.

Rycina 2. Wyniki 4MT dla pacjentów z MCI. Wyniki 4MT (punktacja w skali do 15) dla pacjentów z MCI pogrupowanych według statusu biomarkerów AD w płynie mózgowo-rdzeniowym. Powtórzono za zgodą Moodley et al. (2015)20.
Zdolność 4MT do odróżniania pacjentów z MCI z patologią AD (tj. MCI-ve i MCI+ve) została zilustrowana za pomocą pola pod krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (AUC ROC) (Rycina 3). Wynik testu wiązał się z AUC na poziomie 0,93; wyniki PM równe 8 lub niższe wiązały się ze 100% czułością i 78% swoistością w odróżnianiu osób z MCI+ve od osób z MCI-ve.

Rycina 3. Krzywa ROC. Krzywa ROC wykazująca rozróżnienie pacjentów z MCI z dowodami biomarkerów AD oraz bez takich dowodów. Pole pod krzywą ROC wynosi 0,93.
Korelacje pomiędzy 4MT a ilościowymi danymi MRI
Przeprowadzono analizę korelacji cząstkowych dla pacjentów z MCI oraz otępieniem związanym z AD, z korektą o wiek i całkowitą objętość wewnątrzczaszkową. Po uśrednieniu wyników dla półkul lewej i prawej stwierdzono istotne powiązania pomiędzy wynikiem PM a objętością hipokampa (r = 0.42, p = 0.03, co nie przekroczyło skorygowanego progu alfa wynoszącego 0.02) oraz pomiędzy wynikiem PM a grubością kory zakrętu obręczy w obrębie precuneus (r = 0.55, p = 0.003). Nie zaobserwowano istotnej korelacji pomiędzy wynikiem PM a grubością kory tylnej części zakrętu obręczy (r = 0.19, p = 0.4). Wykresy rozrzutu dla tych korelacji przedstawiono na Rysunku 4.

Rycina 4. Wykresy rozrzutu wykazujące korelację z danymi strukturalnego MRI. Wykresy rozrzutu wykazujące korelację między wynikiem 4MT a objętością hipokampa (góra), grubością kory precuneus (środek) i grubością kory tylnej zakrętu obręczy (dół) dla wszystkich pacjentów z MCI i AD. Przedruk za zgodą Moodley et al. (2015)20.
Badanie stabilności i wiarygodności 4MT
Właściwości psychometryczne 4MT oceniono w oddzielnej kohorcie 41 zdrowych osób kontrolnych bez objawów upośledzenia poznawczego. Ponowne badanie uczestników przeprowadzono po 7 i 28 d od testu początkowego. Wielkość efektu między średnim wynikiem wyjściowym a wynikami po 7 i 28 d oceniono za pomocą statystyki Cohen's d. Umiarkowany efekt wprawy zaobserwowany po 7 d (d = 0,35) zanikł do 28 d (d = 0), co wskazuje na brak możliwego do wykazania efektu wprawy w tym późniejszym odstępie czasu.
Stwierdzono wysoki stopień niezawodności pomiędzy wynikami testu 4MT w pomiarze wyjściowym a pomiarem kontrolnym. Średni współczynnik korelacji wewnątrzklasowej wynosił odpowiednio 0,808 (95% CI 0,54 - 0,918, F23, 23 = 5,96, p <0,01) oraz 0,641 (95% CI -0,115 - 0,862, F16, 16 = 2,49, p <0,05) w 7. i 28. dniu. Średnia różnica w wynikach testu wynosiła odpowiednio 0,71 ± 1,52 oraz 0 ± 2,24 w 7. i 28. dniu.
Stabilność i wiarygodność testu 4MT u uczestników będą oceniane w nadchodzących badaniach na większą skalę.