【一起读文献】 JAMA Neurology：空气污染与认知障碍老年人的Aβ病理相关
导 读:
淀粉样β蛋白(Aβ)沉积是阿尔茨海默病(AD)的一个典型病理特征。最近一些研究证据表明淀粉样β蛋白(Aβ)沉积可能与周围环境中空气质量有关。为了探讨认知障碍患者淀粉样正电子发射断层扫描(PET)扫描阳性与周围空气质量的关系，加州大学韦尔神经科学研究所神经学系记忆和衰老中心小组从超过18000名美国认知障碍参与者的影像痴呆-淀粉样扫描研究的证据中选择轻度认知障碍(MCI)或痴呆的老年人样本和使用环境保护署Downscaler模型预测的细颗粒物(PM2.5)和地面臭氧(O3)浓度来估计患者住所的空气污染，2021年2月《JAMA Neurology》期刊发表了题为“Association Between Ambient Air Pollution and Amyloid Positron Emission Tomography Positivity in Older Adults With Cognitive Impairment”的文章。该研究发现较高的PM2.5浓度似乎与脑Aβ斑块有关。
1.参与者数据
数据包括18178名IDEAS研究参与者，包括可用的人口统计、淀粉样蛋白正电子发射断层扫描状态和住宅邮政编码等数据。这些参与者在2016年2月16日至2018年1月10日期间接受了淀粉样蛋白正电子发射断层扫描，扫描采用了3种Aβ示踪剂中的1种(氟18[18F]–标记的florbetapir、18F标记的florbetaben或18F标记的flutemetamol)。在这些参与者中，10 991人(60.5%)患有轻度认知障碍，7187人(39.5%)患有痴呆症，256人(1.4%)在三个协变量中至少有一个变量的值缺失，并被排除在调整后的模型之外。这些参与者的平均年龄为75.8 (6.3)岁(女性9333人[51.3%]，男性8845人[48.7%])。人口统计学特征、临床信息和地理分布见表1和图1。
表1. 人口学特征及临床总结
图1：影像痴呆的地理分布-淀粉样扫描研究参与者的证据
2.环境空气质量
作者分析了5609个美国人口普查地区5713个住宅数据。从2002年到2003年的时间窗口到2015年到2016年的时间窗口，空气质量有所改善(图2)，特别是PM2.5(平均[SD]差-4.11ppb[1.67]μg/m3；范围-10.44至+1.43)与O3(平均[SD]差-0.63ppb[2.41]ppb；范围-7.42至+9.18ppb)。2002年至2003年PM2.5和O3浓度分别与2015年至2016年的数据相关(r=0.84；经FDR校正的P<0.001；r=0.87；经FDR校正的P<0.001)。2002年至2003年PM2.5和O3浓度在统计学上没有显著相关性(r=0.02；经FDR校正的P=0.17)，在2015年至2016年有相关性(r=0.19；经FDR校正的P<0.001)。
图2. 细颗粒物(PM2.5)和地面臭氧(O3)的估计水平
3.暴露于污染物和淀粉样PET扫描阳性
生活在PM2.5浓度较高的地区，无论是否控制协变量，淀粉样蛋白正电子发射断层扫描阳性的几率都会增加。考虑到2002-2003年四分位数的PM2.5数据，观察到与四分位数相比，第四分位数（Q4）的淀粉样蛋白PET扫描阳性的可能性最大。在2015年至2016年的时间窗内，与四分位数（Q1）(参考组)相比，在四分位数(Q3)(预测PM2.5在8.34至9.37微克/立方米之间的位置)观察到的可能性增加最为显著。在2002年至2003年或2015年至2016年，暴露于较高的氧浓度与淀粉样蛋白正电子发射断层扫描阳性率无关。结果的完整描述见图3和表2。
表2：逻辑回归结果
4.优势与局限
该研究首先有庞大的和地理上分散的样本量使作者能够测试环境空气污染和Aβ斑块病理的存在之间的关联，控制潜在的个体化混杂因素。IDEAS研究参与者的地理分布在很大程度上反映了美国的人口密度，并包括了各自年份在美国检测到的所有空气质量的地点。第二，检测结果是淀粉样蛋白正电子发射计算机断层扫描阳性，这是尸检中观察到的β斑块的生物学特异性指标。第三，我们使用降阶预测数据来估计空气质量，这降低了空气污染与健康结果之间相关性的测量误差。第四，边际效应分析表明，在PM2.5连续和四分位数数据中，暴露于PM2.5浓度和预测的淀粉样蛋白PET扫描阳性概率之间存在剂量依赖性的关联，这加强了观察到的关联的可信性。第五，混合效应分析表明，在考虑了美国人口普查区域的随机效应后，相关性仍然存在。
该研究也有其局限性。首先，这项研究是对一项临床试验的回顾性二次分析，并没有旨在解决空气污染与普通人群中淀粉样蛋白PET扫描阳性之间的关系，限制了这些发现的推广性。特别是，IDEAS研究没有招募认知正常的人，将观察到的关联限制在有认知障碍的老年人。这些因素可能导致选择偏向。也不能排除竞争生存中存在偏见的可能性，即患有与暴露于空气污染有关的严重医疗合并症的个人将被排除在外。其次，作者尚不能从模型中在没有充分调整的因素中排除剩余的混杂因素。第三，在没有室内和职业暴露信息的情况下，就对有记录的参与者住所的空气污染暴露程度进行了估计。第四，没有关于参与者地域流动的数据。然而，美国人口普查局当前人口调查2016年至2017年的地理流动性数据表明，只有4%的老年人(65岁的>)在前一年搬迁，其中大多数搬迁(57%)在县内。此外，研究还发现，美国老年人的移民率一直保持稳定，甚至会随着时间的推移而下降。与二氧化氮等其他空气传播污染物相比，PM2.5和o3污染物在空间上更为均匀，减轻了当地迁移的潜在影响。第五，PM2.5可以由来自不同来源的不同颗粒或液滴组成，这些颗粒或液滴可能有不同的毒性作用。
结 论
通过本次研究在参加IDEAS研究的患有认知障碍的老年人中观察到了空气污染与Aβ病理之间的关联，具体地说，即较高的PM2.5浓度似乎与脑Aβ斑块有关，而这正是阿尔茨海默病的标志。最后作者于文末提出了自己建议：对于与Aβ病理相关的空气有毒污染物的不良影响应在公共卫生政策决策中予以考虑，并应告知个人患AD和痴呆症的终生风险。
精读论文请下载原文
Iaccarino Leonardo., La Joie Renaud., Lesman-Segev Orit H., Lee Eunice., Hanna Lucy., Allen Isabel E., Hillner Bruce E., Siegel Barry A., Whitmer Rachel A., Carrillo Maria C., Gatsonis Constantine., Rabinovici Gil D.(2021). Association Between Ambient Air Pollution and Amyloid Positron Emission Tomography Positivity in Older Adults With Cognitive Impairment. JAMA Neurol, 2021 Feb 1;78(2):197-207.
END
校审 / 梁春梅
小崔和他的小伙伴们