通过可穿戴或便携式技术检测早期阿尔茨海默病的数字生物标志物:一项范围综述

《Journal of the Neurological Sciences》:Digital biomarkers in early Alzheimer's disease from wearable or portable technology: A scoping review

【字体: 时间:2026年01月07日 来源:Journal of the Neurological Sciences 3.2

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  本研究系统回顾了可穿戴数字健康技术在早期阿尔茨海默病(AD)中的应用,发现活动量、语言和步态是最常研究的生物标志物,但诊断和预后相关研究不足,需加强以促进临床转化。

  
马蒂亚斯·霍尔西·格拉姆科夫(Mathias Holsey Gramkow)|海伦娜·索菲亚·格勒鲁普(Helena Sophia Gleerup)|安雅·赫维德·西蒙森(Anja Hviid Simonsen)|冈希尔德·瓦尔德马尔(Gunhild Waldemar)|克里斯蒂安·斯汀·弗雷德里克森(Kristian Steen Frederiksen)
丹麦痴呆症研究中心,哥本哈根大学医院神经科 - Rigshospitalet,哥本哈根,丹麦

摘要

背景

寻找准确生物标志物以早期检测和监测阿尔茨海默病(AD)的进展,推动了对数字生物标志物的兴趣日益增长。我们的目标是梳理利用可穿戴或便携式数字健康技术(DHTs)在早期AD中研究数字生物标志物的现状。

方法

在我们的范围审查中,我们纳入了关于在早期AD(轻度认知障碍(MCI)或轻度痴呆患者群体中测量数字生物标志物的原始研究。我们通过MEDLINE、Web of Science和EMBASE进行了广泛搜索,并由两名审稿团队成员独立审查和数据提取,然后将数据以表格/图形形式呈现。
结果:在去除重复项和筛选后,我们纳入了109项研究,这些研究描述了多种通过可穿戴或便携式设备获得的数字生物标志物。研究对象包括3019名因AD患有MCI的个体(54%为女性,加权平均年龄73岁)和1942名患有轻度AD的个体(55%为女性,加权平均年龄73岁)。研究最多的生物标志物是休息/活动(39%)、言语(17%)和步态(14%),大多数研究集中在某一领域。很少有研究报道与诊断(16%)和预后(3%)相关的结果。
结论:我们发现越来越多的证据表明数字生物标志物在早期AD研究中的应用。然而,关于其诊断和预后特性的研究仍然不足,这代表了一个知识空白。本综述可能有助于指导未来的研究工作,以弥合早期阿尔茨海默病中数字生物标志物开发与临床应用之间的差距。

引言

阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病,其特征是认知能力逐渐下降,且发病隐匿[106]。预计该疾病的患病率将上升[42],再加上疾病修饰性治疗的引入,将进一步给医疗系统带来压力[53,116]。为了准确、敏感地检测、监测和管理AD,人们对数字生物标志物的兴趣日益增加——这些生物标志物是通过各种数字健康技术(DHTs)获得的客观、可量化的指标[64,122]。这些数字生物标志物有可能用于远离专业中心的地区进行病因诊断,并追踪疾病进程和药物或非药物干预的效果[39]。尽管数字生物标志物的潜力得到了认可[6,20,44],但目前缺乏综合现有方法和应用的知识的研究。
通过使用可穿戴或便携式技术获取数字生物标志物的能力,使得远程监测和检测成为可能。因此,几种DHTs,如平板电脑设备中的传感器技术和活动记录仪,在寻找新的AD生物标志物的过程中得到了应用[64]。特别值得关注的是疾病的早期阶段,这是唯一批准使用疾病修饰性疗法的阶段[29]。AD的早期阶段表现为微妙的迹象和症状,这使得及时诊断变得困难[25]。利用可穿戴DHTs进行长时间连续监测可能揭示这些细微变化。为此,活动记录仪等可穿戴技术可以在患者日常环境中长期检测运动和昼夜节律[79,128]。
在临床环境之外收集数据可以提高测量结果的构念有效性,因为生物标志物是在生态学上有效的环境中评估的[15],这种应用可以用于早期检测或治疗监测方案[44]。然而,关于通过可穿戴或便携式设备获得的数字生物标志物的证据基础仍然不足,这可能会影响研究工作,可能限制各项指标的标准化[6]。直到最近,美国食品药品监督管理局(FDA)才提供了数字生物标志物的标准化定义[120],这使得对该新型标准的证据进行进一步描述成为可能。这一新定义不包括仅依赖于计算机化版本的纸质测试的电子认知测试。不过,该定义适用于使用传感器技术通过例如平板电脑设备测量认知各个方面的新型认知测试方案[10]。
2024年发布了一项关于DHTs的景观分析和调查的初步结果[74]。该报告广泛涵盖了痴呆症,包括AD患者群体,揭示了在痴呆症患者中已研究的多种DHTs。尽管技术进步迅速,但数字生物标志物在记忆诊所的临床应用仍然不存在[39],可能是由于实施障碍[117]。在这方面,目前还没有关于早期AD数字生物标志物的系统评价,未能为临床医生提供现有证据的信息,从而形成了一个知识空白。
本范围审查旨在全面探讨与AD相关的数字生物标志物研究现状,特别关注用于获取这些标志物的可穿戴和便携式DHTs及其在诊断、预后和疾病跟踪等临床相关问题中的应用。该审查将揭示数字生物标志物的不同研究应用,并可能突出临床研究中不足的领域。

部分片段

参与者、概念和背景

符合以下纳入标准的研究被纳入:1)根据FDA的定义探索数字生物标志物[120];2)使用了可穿戴或便携式DHT(由审稿人评估);3)研究了根据NIA-AA标准[1,85]确定的早期AD(轻度认知障碍(MCI)- 轻度AD的成年(≥18岁)患者群体;4)以英语撰写的原始研究文章(观察性或干预性研究)。

研究特征

去除重复项后,对8893篇参考文献的标题和摘要进行了筛选,433篇记录进行了全文审查,最终有109项研究被纳入本综述(PRISMA流程图见图1)。研究对象包括3019名因AD患有MCI的个体(55%为女性,加权平均年龄73岁)和1942名患有轻度AD的个体(54%为女性,平均年龄73岁)(表1)。这些研究描述了多种通过可穿戴或便携式设备获得的数字生物标志物。

讨论

在这项范围审查中,我们采用系统方法整理了关于早期AD患者群体中可穿戴和便携式数字生物标志物的现有证据。我们发现大量且不断增长的关于数字生物标志物的证据,其中相当一部分研究集中在休息/活动方面。用于获取证据的DHTs因研究而异,例如制造商不同。

代码可用性声明

本文中仅使用了基本编码来制作图表。

CRediT作者贡献声明

马蒂亚斯·霍尔西·格拉姆科夫(Mathias Holsey Gramkow):撰写——审稿与编辑、初稿撰写、可视化、验证、项目管理、方法学、调查、数据分析、概念化。海伦娜·索菲亚·格勒鲁普(Helena Sophia Gleerup):撰写——审稿与编辑、验证、方法学、调查、数据管理。安雅·赫维德·西蒙森(Anja Hviid Simonsen):撰写——审稿与编辑、验证、方法学。冈希尔德·瓦尔德马尔(Gunhild Waldemar):撰写——审稿与编辑、验证、资源管理、方法学。克里斯蒂安·斯汀·弗雷德里克森(Kristian Steen Frederiksen):

未引用的参考文献

[McKhann等人,2011],[89]

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

致谢

本研究未获得任何特定资助。
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