原创  安琪尔基因医学                                                                                                                                                                                                                                                                            

(1)探讨WBV（全脑体积）对不同认知状态组的纵向影响及其对认知能力及其随时间的变化

(2)探讨不同认知状态组的区域脑体积如HCV（海马体体积）、VEV（脑室体积）和ERC（内嗅皮层厚度）对认知能力及其随时间变化的纵向影响。

方法：

加拿大康考迪亚大学的研究团队利用阿尔茨海默病神经影像学倡议（ADNI）数据库，对参与者进行了为期2-3年的追踪研究。参与者每6个月接受一次脑部MRI扫描和认知能力评估，最终根据认知状态将814名参与者分为六类：

(1) 稳定认知正常组 (stable-cognitively normal, sCN, n=209)
(2) 稳定轻度认知障碍组 (stable-MCI, sMCI, n=206)
(3) 认知正常进展至MCI组 (progressed from CN to MCI, pCN, n=18)
(4) MCI进展至阿尔茨海默病组 (progressed from MCI to AD, pMCI, n=171)
(5) MCI进展后逆转组 (MCI progressed and reverted, unsMCI, n=20)
(6) 基线为AD且稳定组 (AD at baseline and remained AD, AD, n=190)

评估量表：修订版阿尔茨海默病评估量表-认知分量表（Alzheimer’s Disease Assessment Scale-cognition sub-scale 13项版，简称ADAS-Cog13）

大脑测量：1.5T MRI的脑影像数据

协变量：是否为APOE-ε4等位基因的携带者、人口特征如性别、基线年龄和受教育年限

建模数据分析：

模型 1 (Model 1)：包含五个认知状态组别、全脑体积/颅内体积 (WBV/ICV) 以及认知状态与时间的交互项 (interaction between cognitive status and time)。该模型假设不同组别的基线全脑体积及其纵向效应是相同的。

模型 2 (Model 2)：在模型 1 基础上，增加认知状态与 WBV/ICV 的交互项 (interaction between cognitive status and WBV/ICV)，用于检验不同认知组别在基线的认知功能障碍程度是否因比例化全脑体积不同而存在差异。

模型 3 (Model 3)：在模型 2 基础上，增加认知状态、WBV/ICV 与时间的三重交互项 (interaction term between cognitive status, WBV/ICV, and time)，用于评估 WBV/ICV 对认知能力随时间变化的影响在不同组别间是否存在差异。模型3还通过用特定区域脑容量（模型3a： HCV/ICV，模型3b： VEV/ICV）或ERC厚度（模型3c）取代WBV/ICV来重新分析，以评估特定脑区域之间是否存在随时间不同的认知能力相互作用。

结果：

（1）表1呈现了基线期人口学特征与脑结构变量的描述性统计。

不同认知状态的受试者年龄分布相似，但性别与教育程度存在差异。

不同认知组的基线认知能力亦显著不同：pMCI组与AD组的基线ADAS-Cog13评分更高（提示认知损伤更严重）。

脑结构变量分析显示：全脑及区域性脑测量指标存在显著组间差异：与sCN组相比，pMCI组和AD组的全脑体积（WBV）与海马体体积（HCV）更小、内嗅皮层厚度（ERC）更薄、脑室体积（VEV）更大（p < 0.0001）

（2）认知功能的时间变化

三个模型中，pMCI组和AD组的基线ADAS-Cog13评分及随时间升幅均高于sCN组，提示其基线认知损伤更严重且衰退速率更快。

sMCI组的基线认知损伤虽重于sCN组，但其衰退速率未见差异，但进行多重比较校正后，该差异不再持续显著。

WBV/ICV越大，认知能力下降越慢（B=−0.01, p<0.0001），该结果经多重比较校正后仍保持稳健。

基线期更大全脑体积/颅内体积（WBV/ICV）的受试者认知表现更优（模型1：B=−0.26,*p*<0.0001），但该关联在纳入WBV/ICV与认知状态的交互项（模型2）及WBV/ICV×认知状态×时间的三元交互项（模型3）后失去统计学显著性。

模型2显示：相较于sCN参照组，pMCI组（B=−0.28,*p*<0.05）与AD组（B=−0.74, *p*<0.0001）中WBV/ICV更大的个体基线认知损伤更轻。尽管存在脑体积保护效应，此两组认知衰退速率仍显著快于sCN组（pMCI：B=0.24, *p*<0.001；AD：B=0.31, *p*<0.0001）。经多重检验校正后，WBV/ICV与pMCI的交互作用不再显著。

模型3进一步揭示：在pMCI与AD患者中，更大的WBV/ICV可显著延缓认知损伤速率（与sCN组相比）。

（3）认知变化与脑区结构

表3呈现了脑区结构指标对ADAS-Cog13变化的纵向效应。经年龄等协变量校正后：

基线期sMCI组（B=15.65, ***p*<0.0001）与AD组（B=25.01,*p*<0.0001）认知损伤显著重于sCN参照组（模型3a）。

更高海马体体积/颅内体积比值（HCV/ICV）可减轻上述损伤（sMCI组：B=−20.11,*p*<0.05；AD组：B=−18.88, *p*<0.05；模型3a）。

更厚的内嗅皮层（ERC）同样具有保护效应（sMCI/AD组：B=−0.02,*p*<0.05；模型3c）。

AD组脑室体积/颅内体积比值（VEV/ICV）增大则认知显著恶化（B=0.94,*p*<0.05；模型3b）。

纵向分析显示：除pMCI组中VEV/ICV越大认知衰退越快外，其余脑区指标对各组认知变化速率的影响均不显著（相对sCN组，*p*＞0.05）。经多重比较校正后，AD组的脑区交互作用（HCV/ICV、VEV/ICV及ERC）均失去统计学显著性。

结论：

本研究作为最大规模纵向研究之一，揭示了脑体积指标及其时变特征对认知能力的影响：

1.认知能力下降的速度随着全脑容量和脑室增大而加快

2.sMCI（稳定轻度认知障碍）组的脑区及其随时间的变化不具预测价值

3.精准识别MCI向AD转化高风险人群，为临床干预提供靶点

4.强调不同脑区对MCI群体的差异性影响，未来需聚焦认知状态波动人群（如unsMCI组）的脑区特异性机制

参考文献：

Hosseininasabnajar F, Kakinami L; Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative. The longitudinal effects of global and regional brain measurements on cognitive abilities. Sci Rep. 2025 Jul 30;15(1):27846. doi: 10.1038/s41598-025-08152-6. PMID: 40739300; PMCID: PMC12311093.

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