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전두측두치매의 신경 영상 및 임상 시험

전두측두엽 치매(FTD) 변종에 대한 이해와 FTD 임상 시험의종결점으로 활용되는 MRI 및 PET 영상 바이오마커 의 유용.

마지막 업데이트 날짜: 2024년 11월 06일
저자: Alexa Brown, Ph.D., Simone P. Zehntner, Ph.D., and Barry J. Bedell, M.D., Ph.D.

FT D의 임상 진단과 단백질 병증(Tau vs. TDP-43) 의 복잡성은 무엇입니까?

FTD 하위유형
전두측두치매(FTD)는 뇌의 전두엽과 측두엽의 퇴행을 특징으로 하는 진행성, 이질적(임상적, 병리학적) 신경퇴행성 장애의 그룹입니다.가지 주요 임상적 하위 유형은 행동 변이성 전두측두엽 치매(bvFTD), 유창성 변이성 원발성 진행성 실어증(nfvPPA), 의미 변이성 원발성 진행성 실어증(svPPA)입니다. bvFTD는 가장 널리 퍼진 전두측두엽 치매의 하위 유형으로, 전체 사례의 약 70%를 차지합니다(Hogan, 2016; Leroy, 2021). BvFTD의 주요 임상 증 으로는 억제력 상실, 무관심, 사회적 인지 장애와 같은 행동 변화 등이 있습니다 (Rascovsky, 2011). 이에 반 , nfvPPA와 svPPA는 덜 일반적이며, nfvPPA가 전체 사례의 약 25%를 차지합니다. nfvPPA와 svPPA는 언어와 언어 과정을 다르게 손상시킵니다 (Gorno-Tempini, 2011).적으로, nfvPPA는 문법이나 구문의 잘못된 사용과 언어 장애와 관련이 있으며, 언어가 점진적으로 유창하지 않게 되고, 결과적으로 벙어리가 될 수 있습니다. 이와는 대조적으로, svPPA는 의미 이해 장애, 특히 단일 단어에 대한 의미 이해 장애가 특징이지만, 언어 생산은 일반적으로 손상되지 않습니다 (Gorno-Tempini, 2011).

FTD와 그 증상에 대한 인포그래픽

임상 진단의 복잡(
) FTD 알츠하이머병(AD) 다음으로흔한 조기 발병 치매의두 번째 원인이며 ,65세 미만 치매 사례의 10%를 차지합니다(Hogan, 2016). 그러나 FTD는 종종 오진되 거나예상보다 늦게 진단 되기 때문에 이러한 추정치는 정확하지 않을 수 있습니다 .이러한 모호성은 주로임상적 특징의 감지에존하는 FTD 진단 기인합니다 . FTD 임상 증상의 이질 성과 다양한 정신 질환의 증 상과 겹치는 부분이 있기 때문에 FTD를 진단하기가 어렵습니다.특히,무관심과 같은 bvFTD의 임상 증상은 우울증으로 쉽게 오인될 수 있기 때문에 bvFTD 환자가 오진될 가능성이 높습니다 (Tsoukra, 2022).또한,FTD와 관련된 유전적, 분자적 병리학은 진행성 핵상마비(PSP), 피질-기저 변성(CBD ), 근위축성 측삭경화증(ALS) 과 같은 다른 신경학적 장애의 병리학과겹칩니다 .따라서, 질병 특이적 바이오마커(예: 신경 영상 마커)를 확인하는 것은 빠르고 정확한진단을 내리는 매우 중요합니다. 들어 , MRI 위축 바이오마커 상당한 효과 크기를 보였으며 임상 기능의상당한 차이를설명할 수 있어임상 시험에서결과 측정환자 분류에 사용될 수 있음을 뒷받침합니다 (Staffaroni,2019). 또한 ,타우와 TDP-43 결합하는 것을 포함하여 특정 방사성 리간드를 이용한 PET 이미징의 최근 발전 현재 이용이 불가능한 FTD에 대한 질병 조절 요법의 개발을 촉진하고, 가장 효과적인 시기에 조기 개입을가능하게 할 것입니다.

신경병 학적 특징
FTD의근본적인 병리학적 과정전두측두엽변성(FTLD)으로, 신경변성과 관련된 뇌 위축, 그리고 전두엽과 측두엽의 신경교증(Hernandez, 2018 )이 특징입니다.FTLD 사후에 확인된 세 가지 주요 하위 유형으로 분류될 수 있습니다 :FTLD-tau,FTLD-TDP,FTLD-FUS.이 하위 유형 뉴런과 신경교세포에특이적으로 축적된오작동 단백질에 의해 구분되며, 주로43kDa의 트랜스액티브 리스폰스 DNA 결합 단백질인 타우 (TDP-43) 융합된 육종(FUS) 단백질 (Liu, 2019)이 관여합니다.

세 가지 FTD 변종에 대한 임상적, 병리학적, 유전적 연관성.

세 가지 FTD 변이형에대한임상적 ,병리학적, 유전적 연관. 임상 증상은 왼쪽에 표시되어 있으며, 임상 진단의 색상 영역 각 근본적인 신경병리학적 단백질 병증이 있는 것으로 밝혀진 환자의 상대적 비율을 나타냅니다.색상 선은 연관된 임상적,병리학적, 유전적 특징을연결합니다 .bvFTD, 행동형 전두측두치매 ;svPPA, 의미형 원발성 진행성 실어증 ;nfvPPA, 비유창성 변형 원발성 진행성 실어증; FUS, 육종 융합; TDP-43 ,43kDa의TAR(transactive response) DNA-결합 단백질 ; C9orf72, 염색체 9 개방형 읽기 프레임 72; GRN, 프로그라눌린 돌연변이; MAPT, 미세소관 관련 단백질 타우; VCP , 발로신 함유 단백질.Liu et al. (Liu, 2019)의 그림 크리에이티브 커먼즈 저작자표시 라이선스에 따라재생산했습니다 .

롭게도 FTLD의 하위 유형 임상 진단사이에는직접적인 상관관계가 없습니다 .예를 들어, bvFTD 사례의 약 50% 세포 내 TDP-43 침투를보인반면, 약 40% 는 타우 병리와 관련이 있습니다 (Chare, 2014; Mann, 2017). FTD의 대부분은 산발적으로 발생 하지만 , 30% 는 치매의 가족력이 있습니다 .유전성 사례 중 약 60% FTLD-tau와 C9orf72, FTLD-TDP와 관련된 GRN, VCP , TARDBP 돌연변이와 같은 특정 단백질 병증을나타냅니다 (Le Ber, 2013).

FTLD-tau는 FTLD 사례의 약 40%를 차지하며, 신경세포 및/또는 신경교세포에 타우 단백질이 비정상적으로 응집되는 것이 특징입니다. MAPT 돌연변이와 관련된FTD의 유전적 형태의우 병리학 은 이질적이며, 대부분의 경우 4-반복(4R) 타우 병리학을 나타내고, 일부 경우 알츠하이머병(AD)에서 발견되는 것과 유사한 신경섬유다발을 형성합니다(Levy, 2022).병은 CBD와 PSP를 포함한 다양한 다른 신경 퇴행성 장애와도 관련이 있습니다. FTLD-타우는 bvFTD 사례의 약 40%와 대부분의 nfvPPA 사례에서 흔히 관찰되지만, svPPA에서는 드뭅니다.

F TL D-TDP는 FTLD 사례의 약 50%를 차지하며, 가장 흔한 하위 유형입니다. 엑손 스키핑과 전사 조절에 관여하는 핵 단백질인 TDP-43은 질병 상태에서 유비퀴틴화되어 세포질에 응집되어 세포질 내 포접체를 형성합니다 (Neumann, 2006).TDP-43 병리학은 대부분의 ALS 환자에서도 발견됩니다 (Neumann, 2013). FTLD-TDP에는 임상 표현형보다 유전적 형태와 더 밀접하게 연관된 네 가지 주요 병리학적 하위 유형이 있습니다. A형 GRN 유전자 돌연변 이와 관련이 있으며 bvFTD 및 nfvPPA 와 관련이 있습니다 . B형은 C9orf72 돌연변이와 관련이 있으며 bvFTD 및 ALS 와 관련이 있습니다 . C형은 대부분의 svPPA 사례와 관련이 있습니다. D형은 VCP 유전자 돌연변이와 관련이 있으며 bvFTD 및 ALS와 관련이 있습니다 .(Neumann, 2021) 최근 TDP-43 PET 영상 추적자의 발전은 FTLD-TDP의 진단과 치료를 향상시킬 수 있는 가능성을 보여주고 있습니다 (Cordts, 2023; Seredenina, 2023).

F TLD-FUS는 가장 희귀한 하위 유형으로, FTLD 사례의 약 5-10%를 차지합니다. 이 유형은 FUS 단백질의 침착이 특징이며, 중증의 급속 진행성 신경정신과적 증상이 특징인 산발적 조기 발병 bvFTD로 나타날 수 있습니다. FUS 단백질을 암호화하는 FUS 유전자의 돌연변이는 ALS에도 관여합니다 (Vance, 2009).

어떤 영상 바이오마커를 사용하면 FTD의 하위 유형을 구분하거나 FTD를 AD 또는 ALS와 구분할 수 있습니까?

자기공명영상(MRI)과 양전자방출단층촬영(PET)과 같은 영상 생체지표(biomarker)를 사용하면 FTD 진단의 특이성과 민감도를 크게 향상시킬 수 있습니다. 이러한 기술 외에도확산 텐서 영상(DTI)과 동맥 스핀 라벨링(ASL)과 같은 MRI 영상 기법은 각각 백질 완전성을 평가하고 대뇌 관류를 정량화함으로써 FTD 진단에 효과적입니다. 그러나 이러한 기술의 특이성과 민감도는 다양할 수 있습니다 (Zhang, 2013; Ono, 2016; Tosun, 2016; Watanabe, 2021). 이러한 영상 방법은 FTD와 관련된 뇌 변화를 식별하는 데 유용한 도구이므로, 더 빠르고 정확한 진단을 가능하게 합니다. 뇌 변화에 대한 종단 연구는 임상 시험에 의미 있는 결과 측정치를 제공할 수도 있습니다. FTD의 하위 유형을 구분하고 FTD를 AD와 같은 다른 치매와 구별하는 것은 정확한 진단, 예후, 치료뿐만 아니라 임상 시험에서 적절한 분류를 위해 필수적입니다 .

MRI 는 FTD와 관련된 위축 패턴을 조사하는 데 중요한 도구로, AD와 같은 다른 치매와 구별할 수 있게 해줍니다. 일반적으로 FTD는 전두엽과 전두엽의 위축을 동반하는 반면, AD는 특히 내측 전두엽의 전신 위축이 특징입니다 (Bocti, 2006; Chouliaras, 2023). 측두엽의 전후방 위축 사는 AD가 아닌 FTLD를 나타냅니다 (Harper, 2014). 또한, bvFTD는 꼬리핵의 회백질 부피 감소와 관련이 있으며, 이는 79%의 정확도로 AD와 효과적으로 구분할 수 있습니다 (Frings, 2014). 백질과다형성(WMH)과 회백질 위축의 관계를 조사한 연구에 따르면, FTD는 AD에 영향을 미치는 섬엽과 후두엽과 달리 전두엽과 기저핵의 변화와 더 밀접한 관련이 있는 것으로 나타났습니다 (Dadar, 2021).단적 MRI 연구에 따르면, 1년 동안 전체 뇌와 심실 부피를 안정적으로 추적할 수 있으며, 임상 측정값의 감소와 변화를 연관시킬 수 있는 것으로 나타났습니다 (Knopman, 2009). 또한, 측두엽 전두엽 옆쪽 회랑과 측두엽 백질의 회백질 부피의 연간 감소는 AD에 비해 bvFTD에서 더 두드러져서, 서로 다른 위축률을 강조합니다 (Frings, 2014). 연구 결과는 MRI 위축 패턴과 종단적 체적 평가가 FTD와 AD를 효과적으로 구분할 수 있음을 시사하며, FTD를 전두엽과 전두엽의 감소뿐만 아니라 기저핵과 같은 피질하 구조와 연관시킬 수 있음을 보여줍니다 .

12개월 동안의 피질 두께의 점진적 변화의 예시.

12개월 동안의 피질 두께의 진적 변화 는 각 변형에 대해 설명되어 있으며, 지역별 차이를 보여줍니다. 보라색과 파란색에서 가장 큰 위축이 발생합니다(Biospective에서 생성된 데이터 ).

[18F ] 2-플루오로-2-데옥시글루코스(FDG) PET 영상은 FTD 진단에 특히 효과적이며, 높은 민감도와 특이도를 보여줍니다. 비교 연구에 따르면 SPECT/PET 스캔은 MRI보다 FTD 진단 정확도가 더 높습니다 (Mendez, 2007). FDG PET 패턴은 FTD와 AD를 명확하게 구분할 수 있으며, AD에서는 후두부 측두-두정엽의 확산성 저대사, FTD에서는 전두엽과 전두측두엽의 국소성 저대사 (Mosconi, 2008; Gordon, 2016)를 보여줍니다 . 아밀로이드 PET 추적자의 사용은 FTD와 AD의 차이를 더욱 명확하게 구분할 수 있게 해줍니다. FTD에서는 아밀로이드-&베타 병리학의 역할을 강화하는 한편, FTD에서는 아밀로이드-&베타 병리학의 부재를 나타냅니다 (Hellwig, 2019).대로, 타우 병리학은 AD와 FTLD-타우, 그리고 다른 신경 퇴행성 질환(예: PSP와 CBD )에 모두 존재합니다. 최근 타우 PET 영상화를 이용한 연구에서 MAPT 돌연변이가 있는 FTD 환자에게서 유망한 결과가 나타났습니다 . 오른쪽 하측 측두엽, 왼쪽 전두엽, 왼쪽 안쪽 전두엽, 해마와 같은 영역에서 더 강한 결합이 나타났습니다 (Levy, 2022). TDP-43을 표적으로 하는 PET 리간드의 발전 은 또한 FTLD-TDP에 대한 진단 정확도 향상과 치료법 개발의 가능성을 보여줍니다 (Seredenina, 2023).

다양한 FTD 하위 유형에서 뚜렷한 위축 패턴이 관찰됩니다. 예를 들어, bvFTD는 전두엽, 전두엽 내측부, 전두엽 외측부 위축을 동반하며, 측두엽 위축이 있거나 없을 수 있습니다. 이에 해, nfvPPA는 좌측 측두엽 위축으로 특징지어지며, 이 경우 상측두엽, 섬엽, 전두엽 덮개에 영향을 미칩니다. 반면, svPPA는 주로 좌측 측두엽 전방 위축으로 나타나며, 특히 측두엽과 해마에 영향을 미칩니다 (Galton, 2001; Antonioni, 2023; Tartaglia, 2023). N fvPPA와 svPPA 모두 비대칭적인 위축을 보이며, 왼쪽 반구에서 더 뚜렷한 변화가 나타납니다. 그러나 svPPA에서는 왼쪽 측두엽의 위축이 더 빠르게 진행되고, nfvPPA에서는 왼쪽 전두엽의 위축이 가장 빠른 속도로 감소합니다 (Rohrer, 2012).

FTLD-tau와 FTLD-TDP 모두 전두엽과 전측두엽 회백질 손실이 광범위하게 나타나지만, FTLD-tau는 DTI로 확인된 바와 같이 상대적 백질 질환 부담이 더 큽니다 (McMillan, 2013). 또한, GRN 돌연변이를 가진 FTD 환자는 MAPT 돌연변이를 가진 환자에 비해 연간 전뇌 위축 발생률이 훨씬 더 높은 것으로 나타났습니다. 이는 GRN 돌연변이가 더 광범위한 대뇌 위축과 관련이 있는 반면, MAPT 돌연변이는 국소적인 전측두엽 위축과 관련이 있음을 시사합니다 (Whitwell, 2011). 반대로, C9orf72 돌연변이는 MAPTGRN 돌연변이에 비해 뇌량 위축의 발생률이 낮 지만, 환자들 사이의 임상적 다양성은 여전히 상당할 수 있습니다 ( Gordon, 2016).

저희 팀은 전두측두치매 및 임상시험에 대한 신경영상 관련 질문이나 다른 영상 서비스에 대한 구체적인 정보를 제공해 드릴 수 있습니다.

자주 묻는 질문

치료 효과를 감지하기 위해필요한과목은 몇 개입니까 ?


다양한 형태의 FTD에서 어느 기간 동안에 상당한 뇌 위축이 관찰될 수 있습니까?


현재 진행 중인 FTD 임상 시험의 대상은 무엇입니까?


FTD 발병의 평균 연령은 얼마입니까?


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