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撰文：陳思佳、郁金泰

單位：復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科

在本次“重拾記憶拼圖 醫(yī)學(xué)界帶你看AAIC”系列活動(dòng)中，我們特別推出『精選Poster解讀』欄目，攜手復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院郁金泰教授團(tuán)隊(duì)，精選團(tuán)隊(duì)本次在AAIC上發(fā)表的多篇極具臨床與科研價(jià)值的阿爾茨海默?。ˋD）研究壁報(bào)進(jìn)行獨(dú)家解析，涵蓋疾病機(jī)制、風(fēng)險(xiǎn)因素、診療進(jìn)展等前沿領(lǐng)域。敬請(qǐng)您關(guān)注本系列報(bào)道，您將第一時(shí)間獲取AAIC最新研究動(dòng)態(tài)的深度解讀，與國(guó)際AD研究前沿同步！

背景

面對(duì)全球老齡化加劇的嚴(yán)峻形勢(shì)，癡呆已成為重大公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)。由于目前缺乏有效的治療手段，預(yù)防策略顯得尤為重要。盡管飲食被認(rèn)為是可調(diào)控的風(fēng)險(xiǎn)因素之一，但現(xiàn)有研究結(jié)果存在不一致性，且缺乏針對(duì)腦健康優(yōu)化的飲食模式。傳統(tǒng)的MIND飲食（Mediterranean- DASH Intervention for Neurodegenerative Delay diet）雖顯示出一定潛力，但其在隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)中的證據(jù)有限，且未能充分考慮食物與癡呆風(fēng)險(xiǎn)的非線性關(guān)聯(lián)。本研究旨在通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)方法，結(jié)合大規(guī)模隊(duì)列數(shù)據(jù)，開發(fā)一種新型飲食模式——MODERN飲食（Machine learning-assisted Optimizing Dietary intERvention against demeNtia risk），以更精準(zhǔn)地降低癡呆風(fēng)險(xiǎn)，并探索其潛在的生物學(xué)機(jī)制。

方法

本研究基于英國(guó)生物銀行（UK Biobank，UKB）中185,012名參與者的24小時(shí)飲食回憶數(shù)據(jù)，平均隨訪10年，期間記錄1,987例全因癡呆事件。研究首先通過(guò)多變量Cox回歸模型評(píng)估34類食物與癡呆風(fēng)險(xiǎn)的線性或非線性關(guān)聯(lián)，篩選出25類顯著相關(guān)的食物。隨后采用LightGBM等機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)食物重要性進(jìn)行排序，最終選定8類關(guān)鍵食物（如綠葉蔬菜、漿果和柑橘類水果等），構(gòu)建包含7個(gè)組分的MODERN飲食評(píng)分（0-7分）。該評(píng)分系統(tǒng)包括推薦組（如橄欖油）、適量組（如綠葉蔬菜、漿果和柑橘類水果、土豆、雞蛋、禽肉）和限制組（如含糖飲料）。為驗(yàn)證MODERN飲食的效果，研究還利用美國(guó)健康與退休研究（Health and Retirement Study，HRS）、弗雷明漢心臟研究后代隊(duì)列（Framingham Heart Study Offspring Cohort，F(xiàn)OS）和國(guó)家健康與營(yíng)養(yǎng)調(diào)查（National Health and Nutrition Examination Survey，NHANES）共三個(gè)外部隊(duì)列進(jìn)行驗(yàn)證，共納入33,752名參與者，并將其效果與傳統(tǒng)MIND飲食進(jìn)行對(duì)比分析。此外，研究結(jié)合多模態(tài)數(shù)據(jù)（包括神經(jīng)影像、代謝組學(xué)、炎癥標(biāo)志物和蛋白質(zhì)組學(xué)）深入探索MODERN飲食與腦結(jié)構(gòu)、代謝通路及炎癥等關(guān)聯(lián)機(jī)制。

結(jié)果

我們首先采用Cox比例風(fēng)險(xiǎn)模型，從34類常見食物組中篩選出25種與癡呆風(fēng)險(xiǎn)顯著相關(guān)的食物組（涵蓋水果、蔬菜、谷物、乳制品、肉類等多個(gè)大類），并發(fā)現(xiàn)其中多數(shù)食物與癡呆風(fēng)險(xiǎn)存在非線性關(guān)系。

隨后，我們利用LightGBM機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)以上食物進(jìn)行重要性排序，最終選出了包括綠色蔬菜，漿果，柑橘類水果，禽肉，蛋類，馬鈴薯，橄欖油等在內(nèi)的8類核心食物用于構(gòu)建MODERN膳食模式。在三個(gè)外部驗(yàn)證隊(duì)列中（HRS，F(xiàn)OS和NHANES隊(duì)列），MODERN膳食評(píng)分最高的參與者相比于最低的參與者癡呆風(fēng)險(xiǎn)低36%，這一關(guān)聯(lián)強(qiáng)于既往研究針對(duì)腦健康開發(fā)的MIND膳食模式（25%）。

為全面評(píng)估MODERN膳食模式對(duì)于其他疾病的潛在作用，我們進(jìn)一步考察了其與57種癡呆以外疾病的關(guān)聯(lián)。分析結(jié)果顯示，MODERN膳食模式對(duì)49種疾病具有潛在預(yù)防作用，尤其對(duì)精神行為障礙的預(yù)防效果最為突出。此外，MODERN膳食依從性較高的參與者全因死亡和特定死因死亡風(fēng)險(xiǎn)較低。

通過(guò)整合腦影像學(xué)、代謝組學(xué)、炎癥標(biāo)志物和蛋白質(zhì)組學(xué)等多維度數(shù)據(jù)，我們深入解析了MODERN膳食-癡呆的潛在關(guān)聯(lián)機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，該膳食模式與包括顳中回和內(nèi)嗅皮層在內(nèi)的31個(gè)腦區(qū)皮層厚度，以及20個(gè)白質(zhì)纖維束的各向異性分?jǐn)?shù)（Fractional anisotropy）均存在顯著正相關(guān)?；诮Y(jié)構(gòu)方程模型（Structural equation modelling）的中介分析提示了“MODERN膳食-代謝改善-炎癥抑制-癡呆風(fēng)險(xiǎn)降低”的潛在通路。蛋白質(zhì)組學(xué)研究還發(fā)現(xiàn)，癡呆相關(guān)蛋白GFAP可能在這一過(guò)程中發(fā)揮重要中介作用。

結(jié)論

本研究通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)分析UKB 18.5萬(wàn)人的飲食數(shù)據(jù)，開發(fā)出新型MODERN膳食模式，該模式強(qiáng)調(diào)橄欖油的攝入，適量食用綠葉蔬菜、漿果、柑橘類水果、土豆、雞蛋和禽肉，并嚴(yán)格限制含糖飲料。在10年隨訪中顯示，它可使癡呆風(fēng)險(xiǎn)降低36%，其效果優(yōu)于傳統(tǒng)MIND飲食。多組學(xué)分析揭示該模式通過(guò)增加大腦關(guān)鍵區(qū)域厚度、改善白質(zhì)完整性、改善代謝和抑制炎癥等多重機(jī)制發(fā)揮作用，為癡呆預(yù)防提供了有效、易行的潛在飲食干預(yù)方案。

責(zé)任編輯：夢(mèng)琳

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