BP:华山医院团队首次发现,是否挑食/用电脑等是阿尔茨海默病的新风险因素
来源:奇点糕 2023-03-16 13:24
本研究通过整合大规模人群的遗传、临床和神经影像学信息,首次全面评估了多种危险因素与AD的关联,并确定了5种新的AD风险因素。
时至今日,阿尔茨海默病(AD)仍是一种极其难治的疾病。
虽然靶向β淀粉样蛋白的单抗类药物已经显示出一定的疗效,但是效果仍有限。
近年来,有很多研究尝试找到AD的风险因素,希望能帮助人类找到预防AD的方法。然而,之前的研究是基于假设风险因素展开的,因此,有很多未知的风险因素有可能被忽略了。
我们都知道,AD受遗传影响很大,遗传风险高达60%-80%。随着NGS技术在AD领域的应用,越来越多的AD相关基因被科学家挖掘出来。通过这些风险基因,就有可能找到与AD存在因果关联的风险因素[1]。
近日,由复旦大学附属华山医院郁金泰和董强领衔的团队,在医学神经精神领域顶级期刊Biological Psychiatry上发表重要成果[2]。
他们基于英国生物库(UKB)502493名参与者的表型和基因组数据,生成了AD多基因风险评分(AD-PRS),然后开展了全表型关联研究(PheWAS),确定了39种与AD显著相关的风险因素。最值得注意的是,基础代谢率、瘦体重、电脑使用情况、户外暴露时长和是否挑食这5个风险因素首次被揭示与AD风险相关。
据了解,这也是迄今为止第一个全面和严格地评估广泛风险因素对AD的影响的研究。
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接下来,我们就来看看这项研究是如何开展的。
研究人员纳入了来自英国生物库(UKB)的502493名参与者(38-73岁),首先基于一项既往AD大样本量GWAS[3],构建PRS评分作为自变量,并与10大类共4171种表型进行PheWAS分析,以初步评估和AD遗传风险相关的因素。
PheWAS分析确定了84种风险因素,包括8个社会人口统计学指标(占该大类指标的8.9%,下同)、33个人体测量指标(11.7%)、18个生活方式和环境因素(1.01%)、5种身体健康状况(5.95%)、8种药物及手术(0.45%)、11个认知功能指标(22.4%)和1个性别特异性因素(3.22%),可见认知功能与人体测量指标类表型有较大比例与AD遗传风险关联显著,而就业、心理健康及幼年因素均无显著结果。
紧接着,研究者采用纵向生存分析对阳性结果进行验证,在多变量Cox比例风险模型中校正了年龄、性别、是否携带APOE ε4突变后,共有51种风险因素与AD风险显著相关(PFDR<0.05)。
教育作为公认的痴呆保护因素,在多个显著关联中均得到验证。例如,大学学历与较低的AD-PRS、较低的AD风险相关(HR=0.74,p=3.81e-7)。而无学历与较高的AD-PRS及AD风险增加相关(HR=1.371,p=5.8e-11)。与之一致的是,完成全日制教育的时间越长,AD-PRS越低,AD风险也越低(HR=0.963,p=4.46e-3)。
人体测量指标的结果则让我们对“大体型”降低AD风险有了更清晰的认识。身体质量指数(BMI)(HR=0.982,p=6.02e-4)、体重(HR=0.989,p=5.59e-10)、身高(HR=0.977,p=4.06e-11)、臀围(HR=0.988,p=1.04e-5)、去脂体重(HR=0.974,p=1.73e-11)越大,AD风险越低。结合高基础代谢率(HR=0.9998,p=1.04e-5),提示我们,要“strong”而非“虚胖”,保持高代谢水平,才能降低痴呆风险。
此外,良好的生活习惯也相当重要。例如,不挑食、摄入均衡营养素(蛋类、乳制品、小麦和糖)与较低的AD-PRS和较低的AD发病风险相关(HR=0.672,p=3.89e-17),而有趣的是,从不吃糖或含糖食物与较高的AD-PRS和AD风险增加相关(HR=1.352,p=1.48e-8),看来凡事都要适度、适量,干饭也要重视均衡的饮食。
与公认的久坐玩电脑损害脑健康不同的是,用电脑越多,AD-PRS越低,AD发病风险越低(HR=0.904,p=6.66e-6)。研究者猜测,看电脑时积极调动认知、能够保持思维活跃、不让大脑“躺平”,从而远离痴呆。而另外一项出乎预料的发现显示:无论夏季或冬季,户外活动时间越长,AD-PRS越高,AD发病风险越高(HR=1.022-1.052,P=3.59e-2~8.92e-5)。
PheWAS分析中纳入的表型概览
这些风险因素究竟是通过怎样的生物学机制影响AD呢?
神经影像学分析给出了答案:其中39种因素与多个AD特异性大脑结构萎缩(海马、内嗅皮层和下/中颞叶皮层)显著相关。值得注意的是,5种因素首次被证实是AD的风险因素,包括基础代谢率、瘦体重、电脑使用时长、挑食和户外活动时长。
当然,作为普通人,我们更关注的是这39种相关因素中,改善哪些能够切实降低发生AD的风险。为了回答这一问题,研究者基于两样本孟德尔随机化(MR),进一步评估了每个风险因素对AD的因果效应。
结果表明其中有21个为因果关联,可以总结为以下几种降低痴呆风险的因素:更高的教育程度(大学学历OR=0.475,PFDR=2.01e-5;无学历OR=4.00,PFDR=1.51e-4)、更大的体型(体重、身高、去脂体重)及更高的基础代谢率(OR=0.767~0.881,PFDR=3.41e-3~0.044),更多的电脑使用时长(OR=0.713,PFDR=0.041)、更好的认知状态(流体智力OR=0.916,PFDR=0.040;连线测试间隔时长OR=1.726,PFDR=7.65e-3)。
多个分析中与AD风险显著相关的因素
总体而言,本研究通过整合大规模人群的遗传、临床和神经影像学信息,首次全面评估了多种危险因素与AD的关联,并确定了5种新的AD风险因素。
然而,由于PheWAS利用AD-PRS来寻找与AD遗传结构相关的表型,因此不能发现与AD没有遗传关联的风险因素。其次,本研究仅关注了危险因素的独立作用,未来需要进一步探索危险因素间的中介作用,并破译这些关联背后的潜在通路。
参考文献:
1. Richardson TG, Harrison S, Hemani G, Davey Smith G. An atlas of polygenic risk score associations to highlight putative causal relationships across the human phenome. Elife. 2019;8.
2. Chen SD, Zhang W, Li YZ, Yang L, Huang YY, Deng YT, et al. A Phenome-wide Association and Mendelian Randomization Study for Alzheimer's Disease: A Prospective Cohort Study of 502,493 Participants From the UK Biobank. Biol Psychiatry. 2022.
3. Lambert JC, Ibrahim-Verbaas CA, Harold D, Naj AC, Sims R, Bellenguez C, et al. Meta-analysis of 74,046 individuals identifies 11 new susceptibility loci for Alzheimer's disease. Nat Genet. 2013;45:1452-1458.
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