大脑废物清除系统功能障碍可能有助于解释心血管疾病风险因素如何导致痴呆症。
在一项基于英国生物银行(UK Biobank)的大型研究中,脑脊液循环和类淋巴系统流动异常的磁共振成像(MRI)标志物能够预测未来痴呆症发生风险,并与高血压、糖尿病、吸烟和动脉硬化等血管风险因素密切相关。
类淋巴系统作为大脑的废物清除系统,发现至今仅十余年,其功能依赖于脑脊液的高效循环和引流。当这一过程受损时,大脑清除淀粉样蛋白、tau蛋白及其他毒素的能力下降,可能加速痴呆症的发展。
该研究作者、英国剑桥大学临床神经科学系卒中医学教授休·马库斯医学博士向《医景医学新闻》表示:"研究以极具说服力的数据表明,这些标志物可预测痴呆风险,且与心血管风险因素相关。这提供了一种治疗痴呆症的新思路:若能改善类淋巴系统流动,或可降低痴呆风险。"
研究结果于10月23日在线发表在《阿尔茨海默病》期刊,同时在西班牙巴塞罗那举行的2025年第17届世界卒中大会(WSC)上公布。
人类类淋巴功能研究进展
多年来,动物模型研究已逐步阐明类淋巴系统在痴呆症和脑小血管疾病中的作用机制。
研究表明,脉络丛持续产生脑脊液形成压力,推动液体从脑室流向蛛网膜下腔,随后经血管周围间隙(PVS)进入脑组织,与组织间液进行交换。这一过程通过血管周围间隙促进脑内代谢废物的清除。
此前类淋巴功能仅能在小鼠模型中研究,而今MRI技术进步使人类间接评估成为可能。研究人员正运用机器学习方法量化大规模人群的类淋巴功能影像标志物。马库斯指出:"我们应用这些技术探究心血管风险因素或脑小血管疾病患者的脑类淋巴引流是否受损,并重点验证其对痴呆症的预测价值。"
基于MRI的生物标志物
研究团队检测了多项反映脑脊液和类淋巴动力学的MRI生物标志物:
- 血管周围间隙体积:体现沿血管分布的小通道尺寸
- 血管周围间隙扩散张量成像分析(DTI-ALPS):测量水分子在血管周围间隙的运动效率,数值越高表示脑脊液清除能力越强
- 血氧水平依赖性脑脊液耦合(BOLD-CSF):反映脑血流与脊髓向脑干输送脑脊液的关系,耦合减弱提示脑脊液及类淋巴流动下降
- 脉络丛体积:脉络丛增大与脑脊液生成减少及废物清除能力下降相关
研究纳入44,384名参与者(中位年龄65岁,男性占47.9%),中位随访5.3年期间133人发展为痴呆症。校正年龄、性别和教育程度后,基线DTI-ALPS值越高,痴呆风险越低(风险比[HR] 0.866;95%置信区间[CI] 0.797-0.942;P = 0.001)。
脉络丛体积增大(校正HR 1.185;95% CI 1.088-1.291;P < 0.001)和BOLD-CSF耦合减弱(校正HR 0.875;95% CI 0.806-0.951;P = 0.001)均预测痴呆转化风险,但血管周围间隙体积无显著预测作用(校正HR 1.013;95% CI 0.940-1.091;P = 0.730)。
血管损伤损害脑部清洁功能
所有主要心血管疾病风险因素均与类淋巴流动障碍的影像标志物相关。例如,收缩压升高与血管周围间隙体积增大、DTI-ALPS值降低、脉络丛体积增大及BOLD-CSF耦合减弱显著相关(所有P < 0.001)。糖尿病呈现相似模式:DTI-ALPS值降低、脉络丛体积增大、BOLD-CSF耦合减弱,但与血管周围间隙体积无关联。
马库斯指出,糖尿病在痴呆风险中介作用尤为突出。DTI-ALPS和脉络丛体积部分介导了脑白质高信号与痴呆、糖尿病病程与痴呆之间的关联。此外,这些影像标志物还与颈动脉内膜中层厚度、左心室射血分数及动脉硬化等心脑血管功能指标相关,尽管关联强度各异。
马库斯解释,高血压和糖尿病等疾病会损伤脑部微血管,进而导致类淋巴功能障碍。除研究涉及的血管风险因素外,睡眠障碍也会破坏脑部废物清除系统。研究表明,睡眠质量差会干扰类淋巴功能并减少毒素清除。
在明确痴呆症的病理机制后,下一步是探索靶向类淋巴系统的干预措施。马库斯提到,目前正开展试验性药物研究,旨在恢复或增强脑部天然废物清除功能。他强调,除控制血压外,血管性痴呆(由脑血流减少引发)尚缺乏有效疗法,阿尔茨海默病治疗中抗淀粉样蛋白疗法"效果有限"。
生活方式的重要性
阿尔茨海默病协会科学项目主任奥扎马·伊斯梅尔博士在评论该研究时表示:"此项研究阐明了脑血管变化、有害废物清除与痴呆发生之间的复杂关系,有助于发现未来治疗靶点和风险干预方向。"
他补充指出,大量证据证实心脏健康与脑健康紧密关联。协会的美国POINTER研究最新显示,心脏健康饮食和规律运动可延缓认知高风险人群的认知衰退。研究团队计划在POINTER子研究中纳入家庭睡眠评估,探究生活方式改变对睡眠质量的改善作用——类淋巴系统在睡眠期间活性最高。
本研究由英国心脏基金会、剑桥英国心脏基金会卓越研究中心及剑桥大学医院国家健康与护理研究所生物医学研究中心资助。马库斯声明无相关利益冲突。
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