摘要
背景及目标为了阐明阿尔茨海默病相关病理或神经退行性变是否在中风病因学中起作用，我们确定了血浆β-淀粉样蛋白(a β)、总tau蛋白和神经丝轻链(NfL)水平对中风及其亚型风险的影响。
方法在2002年至2005年期间，我们测量了血浆Aβ40,β42在基于人群的鹿特丹研究的4661名无中风参与者中，总tau蛋白和NfL。我们使用Cox比例风险模型来确定这些标志物与整个队列的卒中事件之间的关联，每个卒中亚型，中位年龄，性别，APOEε4载体和教育。
结果在平均10.8±3.3年的随访后，379名参与者首次发生中风。基线时的Log2总tau与任何卒中和缺血性卒中的风险呈非线性相关:与第一(最低)四分位数相比，最高四分位数总tau的调整风险比(HR)为1.68 (95% CI 1.18-2.40)。Log2 NfL与任何中风(HR每1-SD增加1.27,95% CI 1.12-1.44)、缺血性中风和出血性中风(HR 1.56, 95% CI 1.14-2.12)的风险增加相关。Log2一个β40,β42，和Aβ42/40比例水平与中风风险无关。
讨论基线时总tau和NfL较高的参与者中风和几种中风亚型的风险较高。这些发现支持神经退行性变标志物在中风病因学中的作用。
证据分类这项研究提供了II类证据，表明血浆总tau蛋白和NfL水平较高与后续中风风险增加有关。
术语表
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- β淀粉样蛋白；
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- 阿尔茨海默病；
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- 《国际疾病分类》第十版 ；
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- 神经丝轻链；
- Simoa＝
- 单分子阵列；
- 选通脉冲＝
- 加强观察性研究的报告
中风和痴呆是老年人常见的神经系统疾病，经常在同一患者中同时发生。1，2事实上，近几十年来血管认知障碍一词的引入证明了脑血管病理学在认知障碍发展中的重要性。3.相反，一些研究表明，记忆力下降，4认知障碍,5甚至痴呆在血管病变出现临床表现之前就可能发展，增加中风的风险。6，-，8因此，除了血管病理将中风和痴呆联系起来外，其他脑病理表现，如淀粉样斑块和神经纤维缠结，也可能影响中风的风险。9
淀粉样斑块主要由β-淀粉样(Aβ)肽和tau蛋白的神经纤维缠结组成，是阿尔茨海默病(AD)的病理特征。10ad相关脑病理和血管疾病的这些标志物之间的联系在脑淀粉样血管病(CAA)的病例中得到了最清楚的证明，其中Aβ在血管壁中的沉积导致完整性丧失，导致出血性中风。11在缺血性中风患者中也发现了这些生物标志物水平的升高12并被证明可以预测中风后的认知障碍。13除了这些已建立的标记物外，神经丝轻链蛋白(NfL)是轴突细胞骨架的主要组成部分，类似于tau，最近作为反映各种神经疾病中轴突损伤的生物标志物出现。9一些研究还将tau和NfL水平升高与中风和小血管疾病联系起来。14，-，17然而，在一般人群中，Aβ、总tau蛋白和NfL水平是否与中风风险增加有关尚不清楚。先前的研究表明，这些生物标志物的血浆水平与ad型神经病理变化相关。18，-，20.
在这项基于人群的前瞻性研究中，我们确定了血浆Aβ、总tau蛋白和NfL水平与卒中及其主要亚型是否存在相关性。
方法
研究环境和人群
本研究被纳入鹿特丹研究，这是荷兰一项前瞻性人群队列研究(表1给出了加强观察性研究报告[STROBE]检查表，links.lww.com/WNL/B856)．211990年和2002年，鹿特丹Ommoord区所有年龄≥55岁的居民都被邀请参加(RS-I和RS-II)。该队列于2006年扩大，居民年龄≥46岁(RS-III)。总共有14,926名参与者被纳入研究。每4年重复一次家庭访谈和广泛的身体检查。RS-I的第四次访问和RS-II的第二次访问共有6,042名参与者。在他们访问研究中心期间，5069名参与者接受了静脉穿刺，并有足够的血浆储存用于分析生物标志物。我们进一步排除了170名血浆生物标志物水平检测结果全部缺失或无效的参与者(更多细节可在下一节中找到)，232名基线时有卒中病史的参与者，以及6名在随访期间未知情同意查看医疗记录的参与者，留下4661名参与者进行分析。与纳入分析的4661名参与者相比，被排除在分析之外的1381名参与者年龄较大，女性居多(表2，links.lww.com/WNL/B856)．
血浆中Aβ、总tau蛋白和NfL浓度的测量
在2002年至2005年期间，在edta处理过的容器中采集了参与者的血液样本，分成等份，并根据标准程序在−80°C下冷冻。为了进行这项研究的测量，这些样本在2018年至2019年期间首次解冻。生物标志物的血浆浓度已被证明可以承受多次冻结/解冻循环。22，23测量在Quanterix公司(Lexington, MA)分2批在单分子阵列(Simoa) HD-1分析仪平台上进行。24采用Simoa Human Ne半岛投注体育官网urology 3-Plex A法测定Aβ浓度40(X-40测量)，Aβ42(X-42测量)和total-tau。检测下限分别为0.196、0.045、0.019 pg/mL，定量下限分别为0.675、0.142、0.063 pg/mL。使用Simoa NF-light advantage试剂盒测量NfL25检测下限为0.038 pg/mL，定量下限为0.174 pg/mL。样品测试一式两份。每种分析物在每个平板上运行两个质量控制样品。如果测量数据缺失(单次或重复)，如果变异浓度系数为>20%，或者如果对照样本超出范围(n = 170)，则数据被排除在分析之外(表3，links.lww.com/WNL/B856)．
中风的评估
根据世界卫生组织的标准，中风的定义是一种持续≥24小时的局灶性或全局性脑功能障碍症状迅速发展或导致死亡的综合征，除血管来源外没有其他明显原因。26在基线访谈中确定既往卒中，并通过医疗记录进行验证。在随访期间，通过将研究数据库与全科医生和疗养院医生的记录自动连接，对参与者进行持续监测。如有需要，可从医院记录中获取额外信息。研究医师审查并分类了潜在中风的数据，这些数据由经验丰富的中风神经学家在一个共识小组中验证。根据神经影像学报告，中风进一步分为缺血性或出血性。如果没有进行神经影像学检查或报告，中风被归类为未指明。此分类对应于ICD-10代码I61, I63和I64。通过鹿特丹市政管理局的记录、全科医生档案和养老院档案来评估患者的生命状况。死亡原因由两名独立研究医生进行分类，并由一名相关领域的医学专家进行审查。死因是根据ICD-10编码的。 Follow-up for mortality was complete until January 2016. Participants who were stroke-free at baseline could contribute a maximum of 14 years to follow-up, i.e., from baseline (date of venipuncture) until first-ever stroke, death, loss to follow-up, or last health status update when known to be stroke-free, whichever came first, until January 2016. Follow-up was virtually complete (99.0%).
参与者特征评估
参与者每四年在家中接受一次关于种族、健康状况、药物使用和病史的标准化问卷调查。他们还在专门的研究中心接受了身体检查。教育水平分为低(小学、未完成的中学和低职业)、中级(中级职业或高等普通教育)和高(高等职业教育或大学)。吸烟行为分为现在吸烟、曾经吸烟和从不吸烟。身体质量指数(BMI)的计算方法为体重(公斤)除以身高(米的平方)。血压定义为右上臂血压计连续2个读数的平均值。抽取血液样本以评估胆固醇、高密度脂蛋白(HDL)、葡萄糖、肌酐和胆固醇水平APOE基因型。在11半岛中国官网1名参与者中失踪APOE基因型通过遗传imputation确定(Illumina 610K和660K芯片，Illumina, Inc, San Diego, CA;使用Minimac 3的单倍型参考联盟参考小组[版本1.0]进行估算。估计的肾小球滤过率是根据CKD流行病学协作公式计算的，该公式使用肌酐水平、年龄、性别和种族。27由于肌酐仅在2002年至2005年期间我们的研究参与者样本中进行了评估(n = 1967)，对于基线时未进行肌酐评估的参与者，如果可用，我们使用先前研究访问的肌酐水平(n = 2829)。2型糖尿病定义为空腹血糖≥7.0 mmol/L，非空腹或负荷后血清葡萄糖≥11.1 mmol/L，或使用降糖药物。通过基线访谈评估心房颤动和冠心病，并通过医疗记录和持续监测医疗记录进行验证。在基线时，使用简易精神状态检查和老年精神状态表对参与者进行痴呆症筛查。筛查呈阳性(简易精神状态检查得分<26或老年精神状态量表得分>0)的参与者接受了剑桥老年人精神障碍检查。由一位经验丰富的神经学家领导的共识小组证实了最终的痴呆症诊断。此外，全科医生、疗养院医生和区域门诊精神卫生保健研究所的医疗记录被联系起来，以持续监测痴呆事件。
统计分析
根据所有协变量和结果，我们使用链式方程的5倍多重归因来弥补患者特征的缺失数据。缺失值的百分比从0.1%到9.6%不等。血浆Aβ浓度(每毫升皮克)40,β42， total-tau和NfL进行log2转换，以达到正态分布，并进行标准化，以方便在不同生物标志物之间进行比较。的β42/40通过血浆Aβ水平的比值计算42血浆中Aβ的含量40．
我们使用Cox比例风险模型来估计Aβ水平每增加1-SD的卒中风险的风险比(HRs)40,β42,β42/40ratio, total-tau和NfL。在这些模型中，我们用学习时间作为时间尺度。虽然可以使用年龄作为时间尺度，但这种方法将阻止我们解释模型中的年龄系数或按中位年龄分层。我们还通过将生物标志物及其相互作用项添加到模型中，测试了NfL和total-tau之间是否存在相互作用。模型调整年龄、性别和批(模型1)，另外调整教育水平、吸烟、BMI、收缩压和舒张压、降压药物使用、总胆固醇、高密度脂蛋白、降脂药物使用、估计肾小球滤过率、2型糖尿病、冠心病和心房颤动(模型2)。这些协变量是根据生物学混杂的合理性选择的。28，-，30.所有模型都符合比例风险假设。通过评估每个协变量的Schoenfeld残差随时间的缩放关系，以及对任何非随机模式的这些残差随时间的附加图形检验，验证了这一假设。此外，解释中风血浆生物标记物观察到的风险估计所需的未测量混杂的最小强度估计被表示为E值。31在排除基线时患有痴呆的参与者后，我们按卒中亚型重复分析。
我们使用似然比检验来测试可能的非线性关联，以比较每个生物标志物添加样条和不添加样条的模型的拟合。如果确实存在非线性，我们以第一个四分位数作为参考组，报告每四分位数的生物标志物或比值的卒中事件调整hr。我们还为每个生物标志物四分位组每年随访的无卒中生存概率构建了Kaplan-Meier曲线。
最后，我们按中位年龄，性别，APOE基因型、教育程度，并进行相互作用检验，以探讨是否有任何效应修饰。APOEε4携带型定义为ε3/ε4或ε4/ε4基因型vs ε2/ε3、ε2/ε2或ε3/ε3基因型。ε2/ε4的参与者被排除在分层分析之外(n = 172)，因为ε2对AD风险具有保护性质，ε4对AD风险具有有害性质。32为了避免在卒中亚型和分层分析中由于亚组中卒中事件数量较少和协变量数量较多而导致的过拟合，我们仅对年龄、性别和批次进行了调整。所有分析均使用R 3.6.3软件(R Foundation for Statistical Computing，维也纳，奥地利)进行。α水平(1型误差)设为0.05。
标准方案批准、注册和患者同意
鹿特丹研究已获得伊拉斯谟医学伦理委员会的批准(注册编号:;MEC 02.1015)和荷兰卫生、福利和体育部(人口筛查法案WBO，许可证号1071272-159521-PG)。鹿特丹研究个人注册数据收集被提交给伊拉斯谟MC数据保护官，注册号为EMC1712001。鹿特丹研究已进入荷兰国家试验注册和世界卫生组织国际临床试验注册平台，共享目录编号为NTR6831。所有参与者都提供了书面知情同意书，以参与研究，并从治疗医生那里获得他们的信息。
数据可用性
通讯作者拥有本研究中所有数据的完全访问权，并对是否发表的决定负最终责任。鹿特丹研究数据可根据要求提供给感兴趣的研究人员。申请可以在网上提出。33由于基于隐私条例和参与者知情同意的限制，数据不能在公共存储库中免费提供。
结果
包含在分析中的参与者的基线特征显示在表1．研究人群的平均±SD年龄为72.1±7.5岁，其中2803名(57.3%)参与者为女性。Aβ基线血浆水平中位数(四分位范围)40,β42、total-tau和NfL分别为258.6(63.3)、10.3(3.1)、2.4(1.0)和13.2 (8.2)pg/mL。
在平均10.8±3.3年的随访后，379名参与者在基线后首次发生卒中。在这些中风中，274例(72.3%)为缺血性中风，47例(12.4%)为出血性中风，58例(15.3%)为不明中风。
Log2一个β40,β42，和Aβ42/40比率与卒中事件或其亚型无显著相关性(表2而且图1)．与最低四分位数参与者相比，总tau水平在第三(HR 1.29, 95% CI 0.96-1.73)和第四(HR 1.45, 95% CI 1.08-1.94)四分位数参与者中与突发卒中风险增加呈非线性相关。log2 NfL的增加也与任何卒中的线性风险相关(HR每1-SD增加1.27,95% CI 1.12-1.44)。我们发现NfL和总tau蛋白在中风风险方面没有相互作用(p对于模型2中的相互作用= 0.15)。此外，NfL与所有卒中亚型相关，尤其是出血性卒中(HR每1-SD增加1.56,95% CI 1.14-2.12)。排除有痴呆病史的参与者(n = 25)后重复分析没有改变结果(数据未显示)。
森林图显示卒中的危险比和95% CI每四分位数血浆总tau， β-淀粉样蛋白(Aβ)水平(每毫升picgrams)40,β42,β42/40以最低四分位数(Q1)为参照组。对年龄、性别、批次、教育程度、吸烟、体重指数、收缩压和舒张压、降压药物使用、总胆固醇、高密度脂蛋白、降脂药物使用、估计肾小球滤过率、2型糖尿病、冠心病和心房颤动等因素进行调整。(下)Kaplan-Meier曲线描述了多年随访期间血浆总tau、Aβ水平的四分位数无卒中生存率40,β42,β42/40和NfL (Q1，红色;Q2,蓝色;第三,绿色;Q4，黑色)。
潜在的残余混杂因素需要解释总tau蛋白和中风之间的最高四分位数之间的关联，一个未测量的混杂因素需要与总tau蛋白和中风之间的风险比分别为2.7，超出测量的混杂因素。包含空值(即HR 1.0)的置信下限为1.6。对于NfL与中风之间的线性关联，该风险比为1.9，置信下限为1.5。
探索性分层分析表明，log2 Aβ水平之间存在相关性40和NfL与突发中风的关系尤其明显APOEε4载流子(p相互作用分别为0.02和0.001)(图2)．其他正式的相互作用项没有达到统计学意义。
森林图显示，每增加log2血浆总tau， β-淀粉样蛋白(Aβ)水平1-SD，卒中的危险比和95% CI40,β42,β42/40按中位年龄、性别、APOEε4载体，教育水平。模型根据年龄、性别(如果适用)和批次进行了调整。的p价值观是用来互动的。
这项研究提供了II类证据，表明血浆总tau蛋白和NfL水平较高与后续中风风险增加有关。
讨论
在这项研究中，基线时血浆总tau蛋白和NfL水平较高的参与者中风风险增加。这些结果与Aβ相反40,β42和Aβ42/40这与中风风险没有关联。此外，探索性亚组分析显示，NfL与突发中风之间的相关性在APOEε4携带者与出血性卒中发病相关。
先前的研究表明，中风后Aβ、总tau蛋白和NfL的水平发生了变化，14，34，35推测中风后状态破坏了血管周围空间的完整性，导致炎症、缺氧和血脑屏障的破坏，这可能导致脑实质或血管内的加速沉积。此外，鹿特丹研究之前的一项调查表明，较高的a β水平与血管疾病的亚临床标志物和较差的记忆力有关。36该研究小组还表明，c反应蛋白水平高的人灰质体积较小，在a β含量较高的人中，c反应蛋白与腔隙、血管周围间隙扩大和微出血计数之间存在密切联系42．据我们所知，以前没有研究确定Aβ与卒中之间的关系。Aβ和Aβ之间的联系42/40在我们的研究中，尽管CAA是老年人出血性中风的重要原因，但没有发现与任何中风，特别是出血性中风的比例。37我们确实发现血浆a β含量较高40与更高的中风风险有关APOEε4运营商。这可能与之前的一项研究有关APOE病理确诊的AD患者的脑样本中ε4携带者总体CAA评分较高，38在我们的数据中支持了a β和中风之间的潜在联系。不幸的是，我们缺乏研究中风亚型的数据APOEε4载体来评估这种关联是否由出血性中风驱动，并进一步将脑出血细分为大叶性和非大叶性，以便能够分离出可能由CAA引起的脑出血。此外，我们之前发现，在同一研究人群中，血浆a β水平较低(而非较高)与痴呆症风险较高之间存在关联。39血浆Aβ水平的降低可能反映了脑淀粉样蛋白沉积的增加。事实上，先前使用匹兹堡化合物B PET扫描的报告支持低血浆Aβ反映了Aβ在大脑中的聚集这一观点。40，-，43脑间质液中的Aβ可通过血管周围引流途径清除，或以神经斑块的形式沉积于脑实质，或以CAA的形式沿血管壁沉积。有利于血管Aβ沉积而非实质沉积的因素包括Aβ在氨基酸41位的末端。44血浆Aβ与脑卒中风险的关系APOE在我们的研究中，ε4载体虽然没有统计学意义，但可能反映了血管壁上的CAA，而不是Aβ沉积为神经斑块，原因有二:我们发现血浆Aβ不是低而是高会增加中风风险，特别是Aβ40代替Aβ42在我们的研究中与中风风险相关。包括神经影像学在内的其他Aβ测量方法的进一步研究是有必要的。
与Aβ相反，先前的研究着眼于总tau蛋白和NfL与突发中风的关系。一项包括101例中风病例的研究显示，总tau蛋白与发生的全卒中之间的关系与我们的研究相似，特别是在总tau蛋白水平处于最高分位数的患者中。15先前的研究表明，u型二次拟合最好地描述了CSF Aβ之间的关系42和脑脊液tau水平，支持tau的非线性性质。44这种非线性关联表明阈值效应，因为第三和第四四分位数与中风相关，而第一和第二四分位数与中风风险没有关联。此外，与AD的淀粉样蛋白级联假设相反，研究表明tau是AD最早变化的生物标志物。45因为中风通常发生在AD之前，通常发生在更早的年龄，我们可能只发现tau和中风之间的联系。另一项针对成人糖尿病患者的研究评估了NfL与突发中风之间的关系，发现与最低五分位数的人群相比，NfL水平的第二至第五分位数的个体中风风险增加，hr分别为3.91 (95% CI 1.45-10.53)、4.05 (95% CI 1.52-10.79)、5.63 (95% CI 2.16-14.66)和9.75 (95% CI 3.84-27.71)。16我们发现总tau蛋白主要与缺血性中风的风险相关，而NfL与缺血性，尤其是出血性中风相关。对我们的发现的一个潜在解释是，在中风临床发作前，动脉粥样硬化过程引起的反复亚临床损伤和损伤，导致了亚临床预先存在的血管病理。2这种损伤可能已经导致NfL(也许是total-tau)开始泄漏。47我们也知道这些亚临床事件是突发中风的强烈前兆，48使亚临床事件，如无声中风或白质高强度不仅是潜在的介质，也是潜在的混杂因素。另一种解释是，因为总tau蛋白和NfL都是参与轴突运输的轴突细胞骨架蛋白，49这些蛋白质本身可能与中风病因学有关。事实上，在实验研究中，存在于大脑缺血区域的细胞含有乙酰化α-微管蛋白水平的降低，而药物抑制去乙酰化成功地改善了大鼠的功能恢复。需要进一步的实验研究来研究细胞骨架蛋白和轴突转运缺陷在中风病因学中的潜在作用。
这项研究并非没有局限性。首先，我们无法将我们的血浆测量值与相同参与者的脑脊液测量值进行比较，因为基于人群的鹿特丹研究中没有系统地收集脑脊液。然而，这些生物标志物的血浆和脑脊液水平是密切相关的，18，50AD中血浆tau蛋白较高，独立于脑脊液tau蛋白。51其次，我们的亚型分析受到少量出血性卒中事件的限制，我们没有足够的能力按病因分层分析缺血性卒中。第三，残余混杂可能阻碍因果推断，尽管报告的关联对广泛的潜在混杂因素(包括慢性疾病的(亚)临床测量)进行校正是稳健的。特别地，我们没有测量无声中风或隐匿性小血管疾病。然而，正如总tau的E值为2.7,NfL和中风的E值为1.9所证明的那样，这种混杂需要与决定因素和结果都有很强的相关性。第四，我们的研究参与者主要是白人，这限制了我们研究的外部泛化性。
我们发现，在普通人群中，总tau蛋白和NfL水平较高的个体中风风险更高。我们的研究结果支持脑积累性病理在中风病因学中的作用。
研究资金
鹿特丹研究由伊拉斯谟MC大学医学中心和鹿特丹伊拉斯谟大学支持;荷兰科学研究组织;荷兰卫生研究与发展组织;老年疾病研究所;荷兰基因组学计划);教育、文化和科学部;卫生、福利和体育部;欧洲委员会(DG XII);鹿特丹市政府。
信息披露
作者报告没有披露与手稿相关的信息。去半岛投注体育官网Neurology.org/N全面披露。
附录的作者
脚注
去半岛投注体育官网Neurology.org/N全面披露。作者认为相关的资金信息和披露(如果有的话)将在文章末尾提供。
↵＊这些作者对这项工作做出了同样的贡献。
看到页面e1794
证据类别:NPub.org/coe
- 收到了2021年4月7日。
- 最终接受2022年1月3日。
- ©2022美国神经病学学会半岛投注体育官网
参考文献
信件:快速在线通信
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