背景
Angelman 综合征 (AS )是一种神经发育障碍，估计发病率为 22,000 分之一[ 1,2,3 ]。AS 是由15号染色体上泛素蛋白连接酶 E3A ( UBE3A )基因的母系遗传等位基因功能丧失引起的[ 4,5,6 ]。AS 最常见的遗传机制是染色体 15q11-q13 的缺失，该染色体包含UBE3A基因，约占所有病例的 70% [ 7 ]。其他机制包括UBE3A的致病变异、印记缺陷 (ID )和 15 号染色体的父本单亲二体性 (UPD)（此处统称为非缺失 AS）[ 7,8,9 ]。

AS 表现出广泛的症状，包括重度至极重度智力障碍、言语缺乏、共济失调、情绪行为问题和其他医疗挑战。这些症状对 AS 患者及其家人产生重大影响，AS患者一生需要 24 小时护理[ 10,11,12 ]。AS 的医疗需求尚未得到满足，目前还没有批准的疗法可以直接解决核心病理生理学问题。相反，疾病管理的重点是对症治疗和支持性帮助。

为了支持新疗法的开发，需要适当的临床结果评估 (COA) 和生物标志物来评估 AS 患者的有意义的改善。理想情况下，此类评估应该是无创且负担最小的[ 13 ]。为了为未来干预试验制定和选择有意义的终点提供信息，最近根据护理人员和临床专家的意见，将 AS 的疾病定义方面分类为疾病概念模型。 11 , 14 ]。已确定的 AS 定义领域包括癫痫发作、睡眠障碍、适应不良行为、表达沟通受损、精细运动技能差、粗大运动技能差、认知受损和自理能力有限[ 11]。

除了 COA 之外，数字健康技术 (DHT) 还为远程连续监测提供了希望 [ 15 ]。然而，DHT 对 AS 患者的效用尚未得到全面探讨。通过脑电图 ( EEG )评估的皮质活动是UBE3A相关病理生理学的候选生物标志物[ 16,17,18 ]。长时间、过夜的视频脑电图记录可确保捕获的睡眠，从而可以深入了解 AS 中受损的睡眠生理学。长时间的视频脑电图记录还可以使研究人员能够量化 AS 中的癫痫样活动，特别是因为许多癫痫患者的癫痫发作和发作间期癫痫样放电会因睡眠而增强[ 19，20 ]。

尽管一些研究描述了 AS 的临床症状 [ 21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26 , 27 , 28 , 29 ,但更全面的数据在 AS 等罕见疾病人群中，需要结合使用诊所、远程或家庭 COA 和 DHT 进行创新、分散的研究设计，以支持入组、减轻患者负担并优化研究结果。

在此，我们描述了为期一年、观察性、纵向的天使综合症首次终点启用研究 (FREESIAS)，该研究是通过行业、学术界以及患者倡导团体的合作而建立的。本研究的主要目的是评估关键 AS 症状的临床和家庭测量纳入 AS 临床试验的适用性和可行性，以及能够捕获 AS 相关症状和病理生理学的生物标志物。还探索了远程评估，以减少参与者和护理人员的负担并提高生态有效性。

方法
研究设计和程序
这项前瞻性、观察性、纵向研究（在与专家和患者团体协商后设计）在美国的六个地点进行（波士顿儿童医院，马萨诸塞州波士顿；拉迪儿童医院，圣地亚哥，加利福尼亚州；拉什大学医学中心，芝加哥） ，伊利诺伊州；贝勒医学院和德克萨斯州儿童医院，德克萨斯州休斯顿；加州大学洛杉矶分校，加利福尼亚州洛杉矶；北卡罗来纳大学，北卡罗来纳州教堂山）于2019年9月至2021年5月期间（最后一次研究访视）。计划间隔 12 个月进行两次临床访问，以及总共 3 次家访以进行夜间多导睡眠图 (PSG)/EEG 评估。通过日记和睡垫以及在特定的 12 天时间窗口内连续收集癫痫发作和睡眠数据进行体动记录（见图 1）。 1）。为了保持研究依从性，并且由于 2019 年冠状病毒病 (COVID-19) 大流行，第 2 次临床访视或提前退出访视是现场或远程进行的。医学和临床评估，如神经系统检查、体重、身高、头围测量以及贝利婴幼儿发育量表® – 第三版 (Bayley-III) 的评估都是亲自进行的。详细的活动时间表位于附加信息（附加文件1：活动日程）。人们探索了 Bayley-III 量表在研究 AS 症状方面的潜力。为了确保适当的应用，该量表是根据由具有评估 AS 经验的心理学家和言语和语言病理学家团队制定的标准化管理协议使用的，并且适用于所有参与者，无论其年龄如何[ 31 ]。

图。1
图1
FREESIAS 对 AS 和研究设计感兴趣的关键领域。A 在先前发表的 AS 疾病概念模型中确定了 AS 的关键症状。B  FREESIAS 研究设计。该研究包括两次相隔 12 个月的门诊就诊（诊所就诊 1 和诊所就诊 2）和 3 次家访，其中家访 1 和 3 分别在诊所就诊 1 和 2 前后进行，家访 2 在 3 点进行。家访后几个月 1. AS Angelman 综合征，COA临床结果评估

全尺寸图像
临床访视 1 和临床访视 2 中完成所有临床量表的总估计持续时间约为 8 小时，但允许在连续 2 天内完成。允许共同参加其他非药物观察研究。为了减轻研究参与者及其护理人员的负担，旨在与其他正在进行的非药物研究产生协同作用。FREESIAS 协议经过前瞻性设计，旨在与正在进行的天使综合症自然历史研究（AS-NHS；NCT04507997）兼容。重叠评估进行一次，随后 AS-NHS 和 FREESIAS 研究之间共享数据。参加 FREESIAS ≥ 6 个月的参与者可优先筛选由 F. Hoffmann-La Roche Ltd.、百健 (Biogen) 和 Ionis Pharmaceuticals Inc. 开展的未来 AS 临床药物研究。FREESIAS 研究在所有参与者参与研究 ≥ 6 个月后结束。这也是参与者有资格获得未来临床药物试验筛选优先券所需的最短期限。

参加者
符合资格的参与者包括 1-12 岁的 AS 儿童、AS 成人以及 1-12 岁的典型发育儿童 (TDC)。1-12 岁的 AS 儿童被纳入其中，因为他们可能是未来介入临床试验的目标人群。鉴于该年龄组可用的自然史数据有限，因此纳入了患有 AS 的成年人。年龄匹配的 TDC（其中许多是 AS 参与者的兄弟姐妹）将被纳入其中，为 DHT 等新评估生成参考数据。招募过程相对顺利，AS 患者家属表现出了极大的兴趣。已发表的证据表明，青春期是一个AS症状非常不稳定和变化以及临床异质性的时期[ 12 , 32]。因此，13-17岁青少年未纳入本研究。

主要纳入标准包括确诊的强直性脊柱炎分子诊断以及护理人员愿意提供书面知情同意书、遵守研究要求并陪同参与者去诊所就诊。主要排除标准包括具有可能显着干扰 AS 评估的不相关医疗状况，以及当前、计划（即在研究持续时间内）或之前（即在 4 周内）参与研究性药物或设备试验。完整的纳入和排除标准位于附加信息中（附加文件1：纳入标准；附加文件1：排除标准）。允许同时使用非研究药品和非药物干预措施，理想情况下在整个研究期间没有变化。

对于 AS 参与者，所有同意均由其各自的护理人员提供，与 AS 参与者的年龄无关。为 1-4 岁的 TDC 提供了同意书，并为 5-6 岁和 7-12 岁的儿童生成了特定的同意书，还需要其看护者的签名。

以参与者为重点的临床结果评估
COA 由护理人员完成或由经过培训的评估员（在诊所或通过视频会议远程）向护理人员或参与者进行管理。

研究中包括的临床医生报告结果 (ClinRO) 包括临床总体印象 – 严重程度 (CGI-S) 量表 [ 33 ]、Vineland 适应性行为量表® – 第三版 (Vineland-3) [ 34 , 35 ]、沟通矩阵 (由经过培训的临床医生向 AS 和 TDC 参与者的护理人员进行管理）[ 36 ]，以及功能活动量表（FMS）[ 37 ]。用于 CGI-S 等级评级的方法在附加信息（附加文件1：临床结果评估）。观察者报告的结果 (ObsRO) 包括 Schlaffragebogen für Kinder mit Neurologischen und Anderen Komplexen Erkrankungen（SNAKE；严重精神运动障碍儿童睡眠问卷）[ 38 ]、综合睡眠障碍指数 (CSDI) [ 39、40 ]、异常行为检查表第二版本 – 社区版本 (ABC-2-C) [ 41 ]、儿科生活质量量表™ 通用核心量表 4.0 版 (PedsQL™ 4.0 核心) [ 42 ] 和欧洲生活质量 5 维问卷 - 青少年视觉模拟量表 (EQ-5D-Y) [ 43 ]。

Bayley-III 量表是针对 ≤ 42 个月儿童的标准化发育评估，但也可用于超出正常年龄范围的发育障碍个体 [ 25 , 44 ]。由于 AS 患者的严重损伤，Bayley-III 在本研究中的正常目标年龄范围之外进行，并用作绩效结果 (PerfO) 衡量标准。为了减少跨站点评估者变异性，使用了 Bayley-III 的 AS 适应起始点手册，并在附加信息（附加文件1：临床结果评估）中进行了描述。

有关所使用的 COA 的更多详细信息以及由这些 COA 测量的 AS 关键领域的列表，请参见附加信息（附加文件1：临床结果评估）。现场评估员向所有护理人员解释了如何完成 ObsRO，这些评估员本身也接受过专家的培训。

以护理人员为重点的临床结果评估
为了研究 AS 对 AS 参与者的照顾者和家庭的影响，进行了以下 ObsRO：对患有严重精神运动障碍的儿童的父母的睡眠和日常问题的整体评估 (HOST) [ 45 ]、匹兹堡睡眠质量指数 (PSQI) ) [ 46 ]、Epworth 嗜睡量表 (ESS) [ 47 ]、儿科生活质量量表™ 家庭影响模块 (PedsQL™-FIM) [ 48 ] 以及欧洲生活质量五维问卷 - 五级 (EQ- 5D-5L）[ 49 ]。

数字健康技术
本研究测试了多种 DHT，以便对研究参与者进行远程和持续监测（所用 DHT 的详细描述可在附加信息 [附加文件1：临床结果评估] 中找到）。在基线访视时向护理人员提供了 DHT 和随附手册。

使用赞助商提供的智能手机，AS 参与者的护理人员被要求将研究期间发生的所有癫痫发作记录在试验特定的癫痫日记中，并每天早上完成试验特定的睡眠日记。护理人员被要求在参与者家里的床上的床垫下安装 Emfit® 睡眠垫，该垫子利用心冲击描记法的原理来记录床上的情况以及一些生理、行为和睡眠相关的参数。护理人员被要求将可穿戴活动监视器（actigraph；https://actigraphcorp.com/actigraph-link/）放置在参与者的非优势手腕或脚踝、腹部或胸部。在第一次家庭脑电图检查之前和之后最多 2 天，在家中佩戴活动记录仪最多 10 天。

脑电图/有限多导睡眠图
夜间脑电图/有限 PSG 记录在参与者家中进行。数据使用 Trackit Mk3（Lifelines Neuro，电生理信号采样率为 400 Hz）记录，包含 19 个 EEG 通道（10/20 蒙太奇，参考：FC5）[ 50 ]，以及 PSG 传感器的子集：一个心电图通道参考脑电图参考、2个眼电图通道（左眼下方、右眼上方）、2条腿部肌电图（肌电图；左腿、右腿）、1条腹带、1条下巴肌电图和1条脉搏血氧计。此外，参与者在睡眠期间受到红外摄像机的监控，以支持数据分析。在第 1 次家访的第一天，按照 Frohlich 等人描述的程序对 10 分钟的清醒脑电图数据进行定量分析。(2019) [ 16] 提取 EEG delta 频带功率。

统计分析
由于研究的探索性目的，样本量是基于实际考虑而不是统计功效。按年龄划分的选择是基于之前的研究，这些研究表明，在不同的 Bayley-III 量表中，1-4 岁的 AS 儿童的发育进步率高于 5-12 岁的儿童。使用平均值、标准差 (SD)、中位数和范围等描述性统计数据总结连续终点，并使用比例总结分类终点。

讨论
FREESIAS 临床结果评估和数字健康技术的可行性和依从性
根据主要目标，这项前瞻性 FREESIAS 试验证明了在诊所和家中对 AS 参与者进行评估的可行性和可接受性。总体依从性结果表明，护理人员和临床医生确定的 AS 关键临床方面——癫痫发作、睡眠、运动功能、表达沟通、认知、自我护理和适应不良行为——可以通过 COA 和 DHT 进行测量 [11 , 14 ]]。COVID-19 大流行和使用某些 DHT 导致的疲劳可能会对依从性和/或吸收产生负面影响。例如，由于 COVID-19 大流行，诊所就诊次数减少，因此在第 2 次诊所就诊期间观察到 Bayley-III 的依从性较低；因此，这可能会低估未来临床试验中 Bayley-III 的依从性。

COVID-19 大流行在试验开始后大约 6 个月开始，这限制了旅行和面对面的互动，限制了诊所和家访的数量，并降低了入组速度。修改协议以允许远程 COA 使遵守率保持在较高水平，展示了研究地点的灵活性和分散研究设置的成功实施。然而，由此导致的家访次数减少至原计划的 50% 以下，相应地减少了获得的脑电图记录数量。值得注意的是，这项研究说明了大流行期间远程解决方案的必要性所产生的远程医疗的接受度和重要性。此类解决方案使参与者及其护理人员能够继续收集数据，同时有可能最大限度地降低他们感染 COVID-19 的风险。51 ]。

与病史相关的一般特征，以及患有缺失和非缺失 AS 的参与者的比例，与之前发表的[ 52 ]（包括 AS-NHS）相似，表明该研究代表了 AS 人群。值得注意的是，每个测试组的样本量相对较小以及观察性研究目标的探索性性质认为任何统计测试都是不合适的（表1）。然而，当观察三个年龄亚组中删除个体与非删除个体的频率分布时，可以看到一些不平衡（即，1-4 岁组中 81%、5-12 岁组中 63%、83% 中删除个体）。 ≥ 18 岁组的 %），预计这是一个随机发现。

此外，与之前描述的更严重的临床表型一致[ 21,22,23,24,25 ] ，具有缺失AS的参与者始终表现出较低的分数，即与具有非缺失AS的参与者相比，COA受损更多。此外，分数随年龄的横截面变化与之前发表的数据一致[ 29 ]。FREESIAS 和 AS-NHS 研究结果的相似性进一步支持了将研究结果结合起来以增加可用数据量、提高对 AS 的理解并支持 AS 临床试验设计的适当性。

FREESIAS 中确定的与临床结果评估和数字健康技术相关的挑战
在研究开始时，尚不存在公开可用的 AS 特定 CGI-S 量表。因此，使用单问题 CGI 量表来表征 AS 参与者病情的严重程度，该量表缺乏预先指定的锚点来确保评估者内部和评估者之间的可靠性。尽管具有缺失 AS 的参与者更频繁地被评为“病情明显”（得分为 5）和“病情严重””（得分为 6）与非缺失 AS 参与者相比，总体而言，CGI-S 显示 AS 基因型亚组之间几乎没有区别。这可能是由于 AS 症状的异质性，但更可能是由上述限制驱动的，并表明 1 项量表不适合 AS 人群的未来临床研究。一个经过修改的 CGI-S 可以评估每个功能域，并具有明确定义的锚点，可能会更有用。

对于癫痫发作日记，如果护理人员没有报告癫痫发作的情况，则很难区分依从性差和真正没有癫痫发作；因此，在未来的癫痫发作日记中应定期确认是否没有癫痫发作。

作为基线癫痫病史一部分的癫痫发作频率报告也可以在未来的临床试验中得到改进。为频率报告提供的类别可能不足以满足该人群的需求。例如，在日记中记录的 463 天内癫痫发作 385 次的参与者将在临床访视期间报告与 360 天内癫痫发作 17 次的参与者相同的频率类别，即“< 1 次癫痫发作/天”。应考虑更细粒度的癫痫发作频率箱或报告观察期内癫痫发作的实际数量。确定适合 AS 人群的癫痫发作频率的改进类别，可能会提高整体数据质量。本研究发现的一个关键挑战涉及 DHT 的接受和遵守，以及潜在的技术障碍。在家使用数字测量的可行性取决于技术的获取，这可能会导致参与者偏向于那些预计在很大程度上能够持续遵守研究要求的人。申办者在整个研究过程中向参与者提供 DHT、电信技术和技术支持应被视为研究可行性过程的一部分，并确保参与者在没有自己的技术的情况下不会被排除或阻止参与。

FREESIAS 多维睡眠分析和在家过夜脑电图
睡眠困难在大多数 AS 患者中很常见，这反过来又影响了他们的护理人员/家人的睡眠[ 53 ]。通过标准化问卷、睡眠日记、睡眠体动记录仪和睡垫来评估研究参与者及其护理人员的睡眠行为。多维方法允许将较新的 DHT（例如，睡眠垫和活动记录仪）与更成熟的 COA（例如 PSQI 和 SNAKE）进行比较。PSQI、CSDI 和 ESS、SNAKE 和 HOST 之间的未来比较可能有助于确定哪种 COA 最适合未来的临床试验。

尽管护理人员满意度很高，但遵守睡眠日记仅被认为是可以接受的。然而，护理人员大量缺失的输入可能会给数据分析带来挑战。定期实施较短的日记完成窗口可能会减轻负担，进而提高依从性和数据质量。睡眠垫提供了较低的参与者负担和较高的护理人员满意度，并且对睡眠日记的遵守程度相似，因此是一种可行的 DHT，可用于包括 AS 参与者在内的研究。相比之下，由于依从性较低，使用活动记录仪监测睡眠更具挑战性。为了减轻负担，参与者被要求仅在睡眠期间在 11 天的监测窗口内佩戴活动记录仪，而不是制造商推荐的 24/7 方案，并可以自由选择佩戴位置。尽管进行了这些调整，AS 和 TDC 参与者的护理人员发现活动记录仪不如睡垫方便，这表明睡垫可能更适合 AS 的长期睡眠监测。

本研究探索了家庭评估，旨在减轻参与者及其护理人员的负担，包括开创性的家访，在多中心临床试验环境中进行隔夜脑电图/有限的 PSG 记录。原则上，此类记录可以支持多种分析，包括清醒和睡眠状态下的定量脑电图、睡眠结构和要素分析以及癫痫样活动和癫痫发作分析。在大多数情况下，在家中记录的脑电图提供了可用的数据，这些数据通过恢复过量脑电图增量功率的 AS 表型来证实。

支持未来罕见病临床试验的新策略
反馈问卷数据为了解家庭参加观察性研究的主要动机提供了宝贵的见解，并评估了参与临床研究的感知负担。虽然大多数护理人员对他们的整体研究体验感到满意，但感知到的负担包括技术困难、对评估的不耐受以及对 AS 参与者睡眠的影响。然而，大多数护理人员表示，与诊所脑电图评估相比，他们仍然更喜欢在家进行脑电图评估。这里获得的新颖见解将共同支持未来临床试验的设计和执行的优化。此外，这些见解还支持使用新颖的研究特定癫痫日记和睡眠日记，以及将定制方法应用于家庭环境中有限的 PSG 实施，对于各个年龄段的严重认知和行为障碍人群来说，这两种方法似乎都是可行的。这些元素可以进一步细化并更广泛地实施，以提高这些领域的数据和见解的质量。

这项研究代表了行业、学术界和患者倡导团体之间的竞争前合作，旨在推动 AS 的研究设计和研究实施，目标是为所有相关方获取有价值的信息并减轻家庭的总体负担。此外，FREESIAS 研究进行了修改，以便患有 AS 的参与者在完成至少 6 个月的 FREESIAS 研究后，可以优先筛选由资助行业合作伙伴赞助的未来 AS 临床药物试验。根据研究者的反馈以及公开宣布此方法后注册人数的增加，这似乎是护理人员参与的强大激励因素，并且可能是一种有利于未来针对有限患者群体的罕见疾病临床试验的策略，并为后续药物试验提供延长的基线。由于超过三分之一的 AS 参与者共同加入了 AS-NHS，因此同意共享 FREESIAS 和 AS-NHS 研究之间重叠 COA 的数据，以减轻研究参与者及其护理人员的负担，并避免产生负面影响正在进行的长期 AS-NHS 观察研究。

结论
这项研究涉及在 COVID-19 大流行期间对许多活动部件进行的临床和家庭观察，但尽管存在这些挑战，但仍对相关 COA 和 DHT 产生了宝贵的见解，以衡量 AS 的关键方面。其中，它表明，虽然参与者高度遵守规定的 COA，但 DHT 仍然很受欢迎。然而，详细的调查问卷突显了对所采用技术的普遍接受度较高，并表明大多数参与者对他们的整体研究体验感到满意或非常满意。

本文提出的结果提出了需要通过高级评估来解决的问题，例如，通过将新的 COA 与旧的 COA 进行比较来验证新的 COA。这些数据的额外纵向分析已经计划完毕，一旦准备就绪将予以发布。总而言之，当前的结果和由此得出的未来工作可以为设计提供信息，并加强对 AS 和其他神经和神经发育疾病以及罕见疾病的未来临床试验的分析。