在认知功能下降症状严重到可被临床诊断之前,人体血液中已出现可检测的变化。东英吉利大学(University of East Anglia)最新研究支持了这一观点。科学家通过对老年人群血液和粪便样本的分析发现,血液中的变化与早期认知衰退迹象存在关联。特别值得注意的是,肠道细菌相关化学物质可能在正式痴呆症诊断前多年就已对大脑产生影响。
这项发表在《Gut Microbes》期刊的研究纳入150名50岁以上成年人,将其分为三组:认知健康组、主觉认知障碍(SCI)组和轻度认知障碍(MCI)组,每组各50人。主觉认知障碍指个体自我感觉记忆力下降,但神经心理学测试结果仍正常;轻度认知障碍则被视为痴呆症的重要风险因素。
研究主导者、东英吉利大学诺里奇医学院的大卫·沃祖尔博士表示:“痴呆症日益增长的患病率构成巨大公共卫生挑战。英国约有100万人受其影响,全球患者估计达5500万。”
诊断前血液中的发现
研究人员在受试者空腹血液样本中识别出33种特定分子,发现其中多种与色氨酸代谢、胆汁酸、TMAO代谢物及甲酚代谢物相关。通过比对粪便样本中肠道菌群类型与血液化学指标,研究发现最可靠的预测指标并非单一化合物信号,而是多重信号的组合。
基于六种血液“代谢物”(5-羟基吲哚乙酸、吲哚-3-丙酸、胆碱、硫酸吲哚酚、犬尿酸和犬尿氨酸)构建的机器学习模型,在区分健康成人/MCI/SCI三类人群时,ROC曲线下面积(AUC)达0.79;在健康成人与MCI的区分中,随机森林模型预测准确率最高达0.84。利物浦大学的补充研究指出,该分类方法区分健康成人与MCI受试者的准确率为79%。
沃祖尔表示:“这一发现令人振奋。我们观察到肠道细菌及其在血液中产生的代谢物,在认知障碍早期迹象出现时就已发生明显变化。”
肠道菌群观察结果
受试者肠道菌群的α多样性未显示显著组间差异,但健康成人与存在认知障碍者的β多样性存在实质性差异。简言之,认知衰退的最早迹象可能出现在个体自我感知异常时,而非传统临床检测能确诊的阶段。
研究证实受试者血液与特定肠道细菌存在关联。本研究的Spearman相关性分析将33种血液代谢物与69种肠道微生物物种相关联,Procrustes分析进一步验证了这两组数据的相似变动趋势。沃祖尔博士指出:“受试者血液中的化学变化与肠道细菌构成差异高度相关。”
尤为重要的是,在校正年龄、BMI、性别、白蛋白水平及肝肾功能等因素后,五种代谢物(胆碱、5-羟基吲哚乙酸、吲哚-3-丙酸、硫酸吲哚酚和犬尿酸)对认知衰退测试表现具有统计学显著影响。
代谢物变化的解读
与认知衰退测试得分显著相关的代谢物中,三种物质(胆碱、5-羟基吲哚乙酸和吲哚-3-丙酸)在感知性或轻度认知衰退阶段浓度下降,而硫酸吲哚酚和犬尿酸浓度随衰退进程上升。
伦敦玛丽女王大学的西蒙·麦克阿瑟博士指出,虽然研究不意味着痴呆症血液检测即将问世,但结合饮食与微生物因素,未来或可更早识别痴呆症迹象,甚至在大脑遭受实质性损伤前实现干预。
阿尔茨海默病研究英国东英吉利大学负责人、共同作者塞伯·萨米博士表示,该研究将高级统计分析与实用目标相结合——通过减少就医污名化的方式,尽早识别痴呆症发病风险。
尽管该探索性研究仅纳入150名受试者且无法确立因果关系,作者指出部分代谢物浓度变化可能与全身性炎症相关而非特异性认知衰退。此外,研究未对多重比较进行校正,食物频率问卷的饮食评估存在回忆偏差风险,机器学习分析也需在更大独立人群中验证。
实际应用意义
研究表明,个体在获得临床诊断前,其血液中可能存在认知衰退的早期指标。若后续大规模研究持续支持该结论,医生未来或可通过简单血液检测转诊患者进行强化监测或及早实施生活方式干预。
该研究同时推动了将肠道微生物组作为预防认知衰退策略靶点的研究热潮,相关策略可能包括饮食干预、益生菌补充以及开发基于微生物组的疗法或个性化营养方案。
研究结果已发表在《Gut Microbes》期刊。
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