一项发表于《Gut Microbes》的研究数据显示，利用六种肠道和饮食来源的代谢物，一个机器学习模型能以79%的准确率将成年人分类为认知障碍患者或认知健康者。
英国东英吉利大学诺维奇医学院分子营养学副教授David Vauzour博士向Healio表示：“基于血液的生物标志物可能很快就能帮助我们在认知障碍被影像学或临床测试检测到之前，识别出高风险患者。这些标志物可以支持早期分层，帮助临床医生决定哪些患者可能需要更密切的监测、生活方式干预或预防策略。”
Vauzour及其同事评估了50岁及以上成年人（平均年龄65.5岁，54%为女性）的禁食血液样本和粪便样本，这些参与者包括主观认知障碍患者（50人）、轻度认知障碍患者（50人）和认知健康者（50人），以确定哪些微生物衍生的代谢物可以预测早期认知衰退。
Vauzour说：“这项研究的动机是识别早期、非侵入性的认知衰退生物标志物，因为导致阿尔茨海默病的病理变化在确诊前数年就已开始，而目前的工具（如影像学、脑脊液生物标志物）要么昂贵，要么具有侵入性。越来越多的证据表明，肠道微生物群及其代谢物会影响大脑健康，然而，微生物衍生的代谢物在早期认知衰退（尤其是主观认知障碍）中的确切作用仍然知之甚少。这代表了早期检测中的一个主要空白。”
三组参与者在年龄、BMI和性别上进行了匹配。
研究人员通过质谱平台测量了血液样本中33种由肠道微生物和饮食产生的代谢物，包括15种胆汁酸化合物、13种色氨酸相关化合物、三种三甲胺N-氧化物相关代谢物和两种甲酚代谢物。
在根据性别、BMI、年龄、白蛋白、肝肾功能和背景饮食进行调整后，多变量线性回归模型显示，与认知健康者相比，主观认知障碍和轻度认知障碍患者体内的胆碱、5-羟基吲哚乙酸和吲哚丙酸浓度较低。研究人员写道，这些是“关键的神经保护性代谢物”。
此外，主观认知障碍和轻度认知障碍患者体内的细胞毒性代谢物硫酸吲哚酚和犬尿喹啉酸水平高于认知健康者。
与主观认知障碍显著相关的代谢物包括硫酸吲哚酚、胆碱、5-羟基吲哚乙酸和犬尿喹啉酸。与轻度认知障碍显著相关的代谢物包括硫酸吲哚酚、胆碱、5-羟基吲哚乙酸和吲哚-3-丙酸。
Vauzour告诉Healio：“生物学变化在主观认知障碍阶段最为明显。微生物组结构的最大差异出现在健康对照组和主观认知障碍组之间，而不是主观认知障碍组和轻度认知障碍组之间。这令人惊讶，因为主观认知障碍通常被认为是轻微的、临床前阶段，但数据表明，生物失调比通常认为的更早开始。”
研究人员通过随机森林算法和多类别分类发现，硫酸吲哚酚、胆碱、5-羟基吲哚乙酸、吲哚-3-丙酸、犬尿喹啉酸和犬尿氨酸成为“早期认知衰退的分类器”。他们随后利用这些代谢物构建了一个机器学习模型。
Vauzour说：“色氨酸衍生的代谢物在预测面板中占主导地位。识别出的六种主要代谢物中有五种与色氨酸代谢有关，表明这一通路发生了意想不到的早期且强烈的转变。这种协调一致的代谢转变此前未在主观认知障碍阶段被证实。”
这个AI驱动的机器学习模型在将成年人分类为主观认知障碍、轻度认知障碍或认知健康方面达到了79%的准确率（曲线下面积 = 0.79）。在各组比较中，轻度认知障碍患者与认知健康者之间的AUC最高（0.79）。认知健康者与主观认知障碍患者之间的AUC为0.75，主观认知障碍患者与轻度认知障碍患者之间的AUC为0.64。
此外，该研究报道，该模型在区分认知健康者和轻度认知障碍患者方面达到了84%的准确率（AUC = 0.84）。
Vauzour告诉Healio：“这些发现很有前景，但需要在更大、独立的数据集中进行重复验证，以确认其普适性。未来的研究将对个体进行长期跟踪，以确定这些代谢物是否能预测从主观认知障碍到轻度认知障碍再到痴呆的转化，而不仅仅是反映群体差异。未来的工作可能会将代谢组学与遗传学、影像学或微生物组谱相结合，以开发更强大的早期检测工具。”
【全文结束】