近4万人的磁共振成像扫描显示,与大脑毒素清除功能缺陷相关的生物标志物可预测日后罹患痴呆症的风险。
大脑内置的清除系统——类淋巴系统,通过沿着血管分布的微小通道,利用脑脊液(CSF)的流动清除大脑中的毒素。科学家们一直怀疑类淋巴系统可能在睡眠和创伤性脑损伤恢复等过程中发挥作用。
如今,剑桥大学神经学家休·马库斯(Hugh Markus)领导的研究团队利用庞大的英国生物银行(UK Biobank)资源数据,发现类淋巴功能下降与痴呆症风险增加之间存在关联。他们的研究结果发表在《阿尔茨海默病与痴呆症:阿尔茨海默病协会杂志》上,阐明了为何受损的心血管功能(与类淋巴系统密切相关)和睡眠不良会增加痴呆风险。
研究大脑废物清除系统的挑战
研究人员一直怀疑类淋巴流减少(从而导致废物清除减少)在阿尔茨海默病等痴呆症的发展中起作用,这些疾病中大脑会积累有毒蛋白质斑块。但支持这一理论的大部分研究来自动物模型,在这些模型中科学家可以侵入性地分析脑脊液运动。
然而,随着成像技术的进步,研究人员提出,从大脑磁共振成像(MRI)扫描中挖掘的数据可以指示类淋巴功能。先前的研究已经检查了部分这些数据,但仅限于小样本。
马库斯和他的团队检查了来自纵向英国生物银行队列的MRI数据,样本量达数万次扫描。研究合著者、在攻读医学学位期间从事该项目的余通(Yutong Chen)开创的机器学习算法是解锁这一数据资源的关键。
识别类淋巴生物标志物
研究团队发现,与类淋巴功能损伤相关的三个生物标志物可预测未来十年内的痴呆症发作。这些标志物包括流入大脑的脑脊液流速、产生脑脊液的血管网络——脉络丛的体积,以及沿大脑血管周围间隙的水扩散测量值。
研究团队对他们的发现表示谨慎乐观。余通在新闻稿中表示:"尽管我们必须对间接标志物保持谨慎,但我们的工作在一个非常大的队列中提供了良好证据,证明类淋巴系统的紊乱在痴呆症中起作用。这很令人兴奋,因为它让我们可以问:我们如何改善这一点?"
类淋巴系统与大脑血管系统紧密相连。大脑中小血管的损伤和血流功能障碍会加剧痴呆症状。研究团队表示,他们的结果表明类淋巴紊乱介导了这种效应。
此外,他们建议,改善类淋巴系统功能或血管风险因素(如可能损伤血管的高血压)的治疗方法,可能会长期降低痴呆风险。
马库斯在新闻稿中表示:"至少四分之一的痴呆风险是由血压和吸烟等常见风险因素造成的。如果这些因素损害类淋巴功能,那么我们可以进行干预。治疗高血压或鼓励人们戒烟将是帮助类淋巴系统更好工作的可行方法。"
参考文献
- Hong H等。脑脊液动力学的磁共振成像标志物预测痴呆并介导心血管风险的影响。《阿尔茨海默病与痴呆症》;2025年。
- Peng W等。阿尔茨海默病小鼠模型中类淋巴液流运输的抑制。《神经生物学疾病》。2016年;93:215-225。
- Romero JR等。磁共振成像可见的血管周围间隙与痴呆发病风险:弗雷明汉心脏研究。《神经病学》。2022年;99(23):e2561-e2571。
RJ Mackenzie是格拉斯哥的一名自由科学撰稿人。他报道生物和生物医学科学,重点关注大脑的复杂性和新奇之处以及新兴人工智能技术。RJ拥有剑桥大学临床神经科学硕士学位。
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