提前16.2年预知老年痴呆,此检测指标已纳入国家级专家共识
阿尔茨海默症,俗称“老年痴呆”,是全世界发病率最高的痴呆类型。
与中风或脑部外伤等引起的起病速度较快的痴呆不同,阿尔茨海默症的病理过程在临床症状发生前20多年就已开始。
老年痴呆症状发生前15-20年,致病淀粉样蛋白-β在大脑中积累;发病前10-15年,大脑皮质营养代谢能力下降;到了发病前5-10年,大脑逐渐萎缩[1]。所以,早发现、早干预,在老年生活开始前尽早着手预防阿尔茨海默症是非常必要的。
图注:严重阿尔茨海默症的脑萎缩。图源Wikipedia
阿尔茨海默大脑病变导致脑内神经元崩解,原本位于神经元细胞轴突内的细胞骨架蛋白神经丝轻链(NfL)漏出,漂浮于外周血中。
2019年Nature medicine期刊报道,检测外周静脉血内神经丝轻链水平的年变化率,能够提前16.2年预测老年痴呆[1]。
基于此领域历史科研成果,目前临床医生主要通过脑脊液(CSF)中的淀粉样蛋白和tau生物标志物来预测及诊断阿尔茨海默症,但此方法成本高、创伤大,并且最致命的缺点是:预测准确率低。
图注:把针插入两块腰椎骨之间抽取脑脊液。(图源网络)
国际顶级医学杂志《柳叶刀》刊载的一项研究显示,137名脑脊液淀粉样蛋白阳性受试者(试验开始时年龄75岁)中,111名(81%)在随访6年后仍未出现认知障碍[2-3]。
显然,这种检测不仅操作手法非常可怕,而且准确率也不敢恭维。这就凸显出神经丝轻链(NfL)检测的优越性。
首先,神经丝轻链在血液中的水平增加与各种神经系统疾病(包括炎症、神经退行性疾病、外伤和脑血管疾病)中的神经轴突损伤程度成正比。
目前,能够检测超低水平生物标志物的新型免疫测定法可以测量血液中的神经丝轻链,从而可以轻松、重复地反映出还未出现症状的神经系统衰老,并监测衰老进程[4]。(在衰老检测工具时光尺3.0检测服务中纳入了这一项指标)
其次,检测神经丝轻链只需抽取静脉血,与需要抽取脑脊液的高侵入性检测手段相比,可行性大大提高。
最后,神经丝轻链检测的开发并非心血来潮,而是历经中国科学院动物研究所、首都医科大学宣武医院、上海交通大学瑞金医院等老年医学、神经病学专家的检验。
2023年3月12日,中国衰老标志物研究联合体(Aging Biomarker Consortium, ABC)召集脑衰老相关领域专家召开学术研讨会,并根据专家意见及科学证据形成脑衰老标志物专家共识,该共识近日发表于权威期刊Life Medicine。(详细报道请至文末“推荐阅读”)
这份具有国家级权威性的专家共识明确将神经丝轻链纳入脑衰老体液标志物体系中[5]。
图注:公众号“老顽童说”
那么,这种能轻松提前16.2年预测老年痴呆的神经丝轻链(NfL)具体是什么?
它来源于大脑神经元细胞骨架——中间丝蛋白,是其组成部分之一。
神经丝轻链与神经丝重链、神经丝中链一起,将神经元的触角——大口径轴突支撑起来,方便想法、指令等神经信号以电信号的形式穿梭于神经之中。睡眠、饮食、阅读……我们每时每刻的生命活动都离不了它。
其中,神经丝轻链分子量最小,所以能够穿越血脑屏障进入外周血,成为检测大脑病变的生物标志物[6]。
当大脑受到外伤、脑供血不足,或产生神经退行性疾病时,神经元细胞被破坏,神经丝轻链漏出到脑脊液、进入外周血中。血清神经丝轻链水平越高,大脑衰老程度越深。
平时精神压力大的脑力劳动者们,血清神经丝轻链年增长率一定非常可观,可以说是字面意义上为公司炸掉脑细胞了。
如上所述,无论是精神压力、脑部损伤还是遗传、衰老、炎症导致的痴呆等神经退行性疾病,都可以通过神经丝轻链这一灵敏指标得到检测,特别是针对目前没有出现认知障碍症状,但具有以上高风险因素的人群。
2019年的期刊论文发现,静态地测一次神经丝轻链能够提前6.8年预测老年痴呆,而神经丝轻链年变化率更能高准确度、提前16.2年预测老年痴呆。
静态检测神经丝轻链:提前6.8年预测痴呆
首先,数据显示,静态检测血清神经丝轻链水平能提前6.8年预测阿尔茨海默症。
上图显示,阿尔茨海默突变基因携带者的脑脊液和血清神经丝轻链水平在发病前6.8年开始升高,这一特征将突变携带者和非携带者显著地区分开来。
动态检测神经丝轻链年变化率:高准确度、提前16.2年预测痴呆
另外,虽然静态检测已经具有一定优势,但动态检测神经丝轻链年变化率更能准确地预测痴呆。
图注:灵敏度(Sensitivity)与特异性(Specificity)分别为真阳性、真阴性结果占阳性、阴性结果的比例;准确度(AUC)为综合计算前两者后的结果,反映临床检测方法的准确性,图中曲线下面积代表AUC的值。
上图反映将阿尔茨海默突变基因携带者(无症状presymptomatic MC、有症状symptomatic MC)与非携带者(NC)分别进行静态、动态血清神经丝轻链检测,并将检测结果与实际情况对比验证得出的准确度。
将年变化率与仅一次检测进行比较,发现准确度提升了21%(49%-70%),而若已有症状,采用年变化率诊断的准确度更是高达89%。这种惊人的准确度说明神经丝轻链年变化率的确为阿尔茨海默症更有效的检测指标。
而更直观的是,突变携带者的血清神经丝轻链年变化率在发病前16.2年即开始增加,显著区分于非携带者。并且越接近发病年龄,变化率的差异越明显。说明神经丝轻链年变化率才是更能反映痴呆风险的指标。
另外,神经丝轻链年变化率与老年痴呆的早期脑萎缩表现——大脑楔前叶皮质变薄显著相关。
随着时间的流逝,我们的大脑在衰老的路上飞驰。大脑衰老这辆列车的速度背后是神经丝轻链年变化率反映的加速度,而加速度才是衡量列车能跑多快的直接指标,所以血清神经丝轻链年变化率不仅能提前预测痴呆风险,而且比其它的静态检测方式更加准确。
我们都不希望经历腰椎穿刺等可怕的医疗过程,更不希望一番折腾换来不准确的检测结果。神经丝轻链年变化率检测只需在中年时每年定期抽取一次静脉血,即可预测近20年后的大脑健康,这直接关系到老年的生活质量。
那么,如果在神经丝轻链检测后发现自己是阿尔茨海默高风险人群该怎么办?从日常饮食入手,尽早调整和干预,就是目前最好的预防痴呆方法啦。
下面是时光派精心筛选后,为大家提供的饮食建议:
地中海饮食
地中海饮食,即采用大量橄榄油、豆类、天然全谷类、蔬果和适量鱼类、乳制品,减少红肉与加工食品摄取的饮食方案。其主要成分橄榄油具有抗氧化、抗炎功效。
研究表明,无论是否携带阿尔茨海默病突变基因,实施地中海饮食方案后,均能降低痴呆风险[7]。
维生素
近期上海市第六人民医院的一项研究表明,每天补充维生素,包括叶酸、B族维生素、维生素D、辅酶Q10,均能够延缓大脑衰老、降低出现认知障碍的风险。
其中,每天补充维生素D更是能够延缓轻度认知障碍人群的病程进展[8]。
镁
另外,近期澳大利亚的研究人员发现,当摄入高于350mg/天的镁元素时,大脑中灰质和海马体的体积增大;而当摄入高于550mg/天的镁元素时,大脑体积增大得更为明显,相当于延缓脑衰老一年[9]。
富含镁的食物有:紫菜、苋菜、南瓜子、山核桃等,看来核桃补脑不仅以形补形,更有科学依据!
时光派点评
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新鲜出炉的脑衰老标志物专家共识从脑功能、影像和体液三个维度筛选脑衰老标志物,其中既包含主观的认知功能、视听觉、情感等功能衡量维度,也包含脑白质高信号(white matter hyperintensities, WMH)、功能核磁共振成像(fMRI)、18FDG-PET等客观影像标志物,为老年神经退行性疾病的预防、诊治及研究建立了完整的标志物参考体系,期待此领域的更多发展与应用转化。
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参考文献
[1]Preische, O., Schultz, S., Apel, A., Kuhle, J., Kaeser, S., & Barro, C. et al. (2019). Serum neurofilament dynamics predicts neurodegeneration and clinical progression in presymptomatic Alzheimer’s disease. Nature Medicine, 25(2), 277-283. doi: 10.1038/s41591-018-0304-3
[2]Dubois, B., Villain, N., Frisoni, G. B., Rabinovici, G. D., Sabbagh, M., Cappa, S., Bejanin, A., Bombois, S., Epelbaum, S., Teichmann, M., Habert, M. O., Nordberg, A., Blennow, K., Galasko, D., Stern, Y., Rowe, C. C., Salloway, S., Schneider, L. S., Cummings, J. L., & Feldman, H. H. (2021). Clinical diagnosis of Alzheimer's disease: recommendations of the International Working Group. The Lancet. Neurology, 20(6), 484–496. doi: 10.1016/s1474-4422(21)00066-1
[3]Burnham, S. C., Bourgeat, P., Doré, V., Savage, G., Brown, B., Laws, S., Maruff, P., Salvado, O., Ames, D., Martins, R. N., Masters, C. L., Rowe, C. C., Villemagne, V. L., & AIBL Research Group. (2016). Clinical and cognitive trajectories in cognitively healthy elderly individuals with suspected non-Alzheimer's disease pathophysiology (SNAP) or Alzheimer's disease pathology: a longitudinal study. The Lancet. Neurology, 15(10), 1044–1053. doi: 10.1016/s1474-4422(16)30125-9
[4]Gaetani, L., Blennow, K., Calabresi, P., Di Filippo, M., Parnetti, L., & Zetterberg, H. (2019). Neurofilament light chain as a biomarker in neurological disorders. Journal of neurology, neurosurgery, and psychiatry, 90(8), 870–881. doi: 10.1136/jnnp-2018-320106
[5]Jia, Y., Wang, J., Ren, J., Chan, P., Chen, S., & Chen, X. et al. (2023). A framework of biomarkers for brain aging: a consensus statement by the Aging Biomarker Consortium. Life Medicine, 2(2). doi: 10.1093/lifemedi/lnad017
[6]Gafson, A., Barthélemy, N., Bomont, P., Carare, R., Durham, H., & Julien, J. et al. (2020). Neurofilaments: neurobiological foundations for biomarker applications. Brain, 143(7), 1975-1998. doi: 10.1093/brain/awaa098
[7]Shannon, O., Ranson, J., Gregory, S., Macpherson, H., Milte, C., & Lentjes, M. et al. (2023). Mediterranean diet adherence is associated with lower dementia risk, independent of genetic predisposition: findings from the UK Biobank prospective cohort study. BMC Medicine, 21(1). doi: 10.1186/s12916-023-02772-3
[8]Jiang, X., Guo, Y., Cui, L., Huang, L., Guo, Q., & Huang, G. (2023). Study of Diet Habits and Cognitive Function in the Chinese Middle-Aged and Elderly Population: The Association between Folic Acid, B Vitamins, Vitamin D, Coenzyme Q10 Supplementation and Cognitive Ability. Nutrients, 15(5), 1243. doi: 10.3390/nu15051243
[9]Alateeq, K., Walsh, E., & Cherbuin, N. (2023). Dietary magnesium intake is related to larger brain volumes and lower white matter lesions with notable sex differences. European Journal Of Nutrition. doi: 10.1007/s00394-023-03123-x