Investigating the efficacy of ergothioneine to delay cognitive decline in mild cognitively impaired subjects: A pilot study
研究麦角硫因延缓轻度认知障碍受试者认知能力下降的功效:一项初步研究
Abstract 抽象
Background 背景
痴呆症,尤其是阿尔茨海默病,是老龄化社会面临的主要医疗保健挑战。
Objective 目的
本研究旨在调查膳食化合物麦角硫因在延缓老年人认知能力下降方面的有效性和安全性。
Methods 方法
这项双盲、随机和安慰剂对照研究招募了 19 名年龄在 60 岁或以上患有轻度认知障碍的受试者(ClinicalTrials.gov 标识符:NCT03641404,注册日期:19/08/2018)。受试者接受麦角硫因(每粒胶囊 25 毫克)或安慰剂,每周服用 3 次,持续一年。在整个研究过程中测量了全血谱、肾功能和肝功能标志物、神经认知表现、麦角硫因及其代谢物的血浆水平以及与神经退行性变相关的血浆生物标志物。
Results 结果
麦角硫因的摄入量在整个研究过程中没有改变临床安全标志物(血细胞计数、肾和肝功能),进一步验证了其对人类食用的安全性。与安慰剂组相比,接受麦角硫因的受试者在评估学习能力和稳定的神经丝轻链血浆水平方面表现出更好的表现,安慰剂组的认知评估没有改善,神经丝轻链水平显着增加。
Conclusions 结论
长期摄入麦角硫因对老年人没有毒性。增强的 Rey 听觉语言学习测试性能和稳定的神经丝轻链水平分别表明记忆和学习能力的提高以及神经元损伤的减速。我们的结果补充了现有数据,即麦角硫因可以安全长期食用,并且可能有可能延缓老年人的认知能力下降。
Introduction 介绍
痴呆症,尤其是阿尔茨海默病 (AD),给全球老龄化社会带来了不断升级的挑战。世界卫生组织报告称,2019 年有超过 5500 万人患有痴呆症,并预计这一数字在未来三十年内将增加近两倍,达到 1.53 亿。1 与痴呆症相关的全球经济成本预计也将从 2019 年的 1.3 万亿美元上升到 2030 年的 2.8 万亿美元,1 需要更有效的干预措施来延缓或预防其发作。
AD 的病理生理学特征是进行性神经元丧失、记忆障碍和认知功能下降。关键病理事件包括有毒淀粉样蛋白寡聚物的积累和神经原纤维缠结,导致突触功能障碍和神经元死亡。2-5 神经元的线粒体功能障碍、氧化损伤、炎症和代谢功能障碍是神经退行性级联反应的关键病理机制。6-9 最近在抗淀粉样蛋白抗体疗法方面取得了重大进展,例如 lecanemab (Leqembi)。尽管如此,虽然这有效地清除了早期 AD 患者的淀粉样蛋白β,但它对疾病进展的影响很小,并且存在发生脑肿胀和/或脑微出血的重大风险。10 这凸显了探索预防或延缓痴呆发作的新机制的迫切需要。
麦角硫因 (ET) 是组氨酸的硫酮衍生物,最近因其多样化的生理特性而引起人们的极大兴趣,包括抗氧化、抗炎、金属螯合活性和神经保护能力。11-17 虽然不在人体内产生,但 ET 可以通过特定的膜转运蛋白、有机阳离子转运蛋白新型 1 型(OCTN1)从饮食中轻松吸收,该转运蛋白广泛表达于肠道和全身许多组织,包括大脑,18-20,并促进这些组织的积累。21 研究表明,ET 可以减轻神经元培养物、 秀丽隐杆线虫和 AD22-26 啮齿动物模型中的淀粉样蛋白β毒性,我们之前的研究表明,蘑菇消费(ET 的主要膳食来源)与轻度认知障碍 (MCI) 风险降低之间存在关联新加坡老年人队列。27 我们还证明,与年龄匹配的健康对照相比,患有 MCI 和痴呆症的个体表现出显着较低的血浆 ET 水平。28,29 更引人注目的是,我们的观察性研究表明,认知正常受试者的血浆 ET 水平较低与认知能力下降更快相关,并且在长达 5 年的随访中脑部病理学恶化。30
尽管之前的人类、动物和细胞研究表明其对 31-33 岁年龄和痴呆症的潜在益处,但补充 ET 对人类认知健康的直接影响仍未得到探索。ET 被美国 FDA 和欧盟批准供人类食用(通常被认为是安全状态;GRAS)以及欧洲食品安全局,34,35,但从未长期给予老年受试者。为了弥合差距,这项试点研究旨在探讨 ET 消费对患有 MCI 的老年人的安全性和可能的认知益处。我们从三个被诊断患有 MCI 的研究队列中招募了年龄在 60-90 岁之间的受试者,并以双盲和随机的方式为他们提供 ET 或安慰剂。在整个研究过程中,我们检查了 MCI 受试者的神经认知表现及其生化标志物,包括对潜在毒性的评估。我们希望我们的初步发现能够启发未来的研究方向和更大规模的临床研究,以评估 ET 在减缓或预防认知障碍方面的有益作用。
Methods 方法
Chemicals, reagents, and investigational compound
化学品、试剂和研究化合物
ET、L-麦角硫因-d 9 (ET-d9)、L-海角氨酸、L-海角氨酸-d9、S-甲基 ET 由 ERGOLD(原 Tetrahedron,巴黎,法国)提供。ERGOLD 还提供封装的 ET(25 毫克/粒麦角因 ®,合成 ET >99.5% 纯度,GMP 认证,批号 128020)和安慰剂(99% 微晶纤维素,1% 硬脂酸镁)也装在编码瓶中。HPLC 级甲醇(A454-4)和乙腈(A998-4)购自 Fisher Chemical(美国)。甲酸(98%;8841)购自兰开斯特(英国)。除非另有说明,否则所有其他试剂均从 Sigma-Aldrich(美国)购买。
Study design and ethical approvals
研究设计和伦理批准
这项随机、双盲、安慰剂对照研究(ClinicalTrials.gov 标识符:NCT03641404)在新加坡国立大学医院研究医学部进行,遵守良好临床规范 (GCP)。60-90 岁的 MCI 受试者被随机分配(GraphPad Prism Randomizer)接受安慰剂或 ET(25 mg)胶囊(胶囊外观相同,由制造商编码),每周口服给药 3 次,在整个研究期间对受试者和管理人员不知情( 图 1)。参与者每 4 周访问一次研究地点(总共 14 次访问),在那里他们获得了足够的胶囊,以持续到随后的访问,并接受了安全性和合规性监测。在基线和每季度(访问 1、4、7、10、14)收集血样,用于临床安全性评估和生物标志物分析)。每半年进行一次神经认知评估(第 7 次和第 14 次访问)。在队列筛选期间进行基线认知评估。试验结束时,受试者接受了最终评估,然后在一个月后进行随访,以监测任何延迟的不良反应。该研究遵守了赫尔辛基宣言的伦理标准,并获得了新加坡国家医疗保健集团、特定领域审查委员会的批准,协议编号为 2017/00982,新加坡卫生科学局的临床试验证书编号为 CTC1800036。

图 1.研究时间表。a 允许在预定访问之前或之后有 2 周的窗口期。
Subject screening and inclusion/exclusion criteria
受试者筛选和纳入/排除标准
来自饮食与健康老龄化研究 (DaHA)、36 社区环境老龄化研究 (ACES)、37 或社区健康代际研究 (CHI)38 队列(由来自新加坡西部地区的社区老年人组成)的 MCI 受试者被联系(事先同意联系他们进行未来的研究)以了解他们参与研究的潜在兴趣。鉴于 MCI 受试者识别率较慢,同意受试者以交错招募方式招募。招募的志愿者使用认知评估组合(包括新加坡改良的简易精神状态检查;SM-MMSE39 评估整体认知功能以及神经认知电池以详细评估其他认知领域),并由两名高级顾问精神科医生(EHK、RM)和队列 PI (LF) 组成的小组确定为 MCI,根据共识 Petersen 的标准。 还评估了 40 种一般健康状况,包括身高、体重、血压、年龄、病史、饮食摄入量。收集血液和尿液样本用于生物标志物和临床安全性监测(全血细胞计数以及肾和肝功能测试)。纳入标准侧重于 60-90 岁患有 MCI 的华裔个体。从三个队列中筛选的 >1500 名受试者中,邀请了 121 名符合研究标准的 MCI 受试者参加。参与者被要求独立,能够理解研究的要求并给予知情同意,并且没有严重的健康问题或绝症。 排除标准包括蘑菇过敏、严重心血管并发症史、贫血等血液系统疾病、精神或精神疾病史、药物或酒精滥用史、在过去 6 个月内同时参与其他需要复合摄入的研究,或任何其他潜在疾病研究者认为不合适。参与者被要求在研究期间避免使用补充剂或中药和过量食用蘑菇,并报告其他并发药物。
Study compliance and safety monitoring
研究依从性和安全性监测
受试者被要求每 4 周访问一次研究地点以进行安全和依从性监测。在研究访问期间,受试者被要求退回前一批未消耗的胶囊,并提供新批次。检查受试者保存的给药和不良事件日志,以寻找研究依从性和安全性的证据。除了监测体重和血压外,每 3 个月采集一次空腹血,通过监测全血细胞计数、空腹血糖以及肝肾功能测试的任何变化来评估安全性。将血清和钠管送往国立大学医院转诊实验室(新加坡)进行血液参数分析,包括血液学特征、肝脏检查(白蛋白、总胆红素、天冬氨酸转氨酶 (AST)、丙氨酸转氨酶 (ALT)、碱性磷酸酶 (ALP))、肾检查(钠、钾、尿素、肌酐)和空腹血糖。那些在前 3 个月内未能遵守给药计划或表现出血液参数异常的人被退出研究。
Blood sampling, preparation, and storage
采血、制备和储存
空腹静脉血样收集在 1x K 2-EDTA 喷涂真空管(Becton Dickinson,美国)、1x 凝块激活剂处理的真空管(Becton Dickinson,美国)和 1x 氟化钠处理的血浆管(Becton Dickinson,美国)中,分别用于全血/血浆、血清和空腹血糖测量。通过将 EDTA 管中的全血样本以 1000 × g 离心 15 min 来分离血浆样本。将样品储存在-80°C 的 250μl 等分试样中,补充有 2μl10mM 丁基化羟甲苯(抗氧化剂)和 1μl25mM 吲哚美辛(环氧合酶抑制剂),以防止离体自氧化。
Neuro-cognitive assessment
神经认知评估
在筛选期间、第 7 次访视(26 周)和第 14 次访视(52 周)使用针对中国受试者修改的 SM-MMSE、39 Rey 听觉语言学习测试 (RAVLT)、数字跨度(WAIS-III 英国版)、颜色试验测试 (CTT)、块设计(WAIS-III 英国版)、语义流畅性、符号数字模态测试 (SDMT)、波士顿命名测试和临床痴呆评定量表 (CDRS)。测试结果的 Z 分数是使用年龄和教育调整的当地标准计算的。41
Plasma ET, hercynine, and S-methyl ET measurement by LC-MS/MS
通过 LC-MS/MS 测量血浆 ET、hercynine 和 S-甲基 ET
按照先前优化的方法分析血浆样品。42 简而言之,将 10 μl 血浆与含有 ET-d9 和 hercynine-d9 的 100 μl 甲醇混合作为内标。将样品混合并在-20°C 下孵育 2 h,然后离心。将上清液在氮气流下干燥,重悬于 100 μl dH2O 中,然后转移到采样瓶(Agilent Technologies,美国)中的盐渍玻璃插入物中,在 Agilent 1290 UPLC 和 6460-QQQ MS(Agilent Technologies,美国)上进行 LC-MS/MS 分析。
Enzyme-linked immunosorbent assays (ELISA) for plasma biomarkers
血浆生物标志物的酶联免疫吸附测定 (ELISA)
人肿瘤坏死因子-α(TNF-α,ab181421)、白细胞介素-18(IL-18,ab215539)、脑源性神经营养因子(BDNF,ab212166)和蛋白质羰基(ab238536)的 ELISA 试剂盒购自 Abcam。用于神经丝轻链的 ELISA 试剂盒(NfL,E-EL-H0741)来自 Probioscience Technologies。根据制造商的协议,所有样品均一式两份进行测量。所有 ELISA 测定均采用比色法,吸光度读数为 450 nm (BioTek Synergy H1)。使用适当的校准曲线计算浓度。
Sample size calculations 样本量计算
我们最初的样本量计算(由 JL 进行)基于标准神经心理学评估组合(来自芬兰预防认知障碍和残疾的老年干预研究)的综合认知结果。43 基于这些认知结果,每组需要 44 名 MCI 受试者才能获得 80% 的统计功效,以检测一年干预期间 0.3 的 z 分数差异,使用常规 alpha 为 0.05。鉴于估计流失率为 20%,该研究需要 106 名受试者。然而,考虑到招募的复杂性(参见讨论)以及未能达到预期目标,我们选择将这些数据作为一项试点研究进行评估,以证明 ET 的安全性和潜在有效性。
Statistical analysis 统计分析
统计分析采用意向治疗方法,包括所有参与者的数据,包括早期退出的数据,以保持随机性并提供治疗效果的保守估计。除非另有说明,否则数据表示为平均值±标准差,ET 补充组为 n = 11,安慰剂组为 n = 8。处理缺失数据的配对混合效应分析用于研究时间点之间的配对比较,然后是 Dunnet 与基线的成对比较,并附有以下注释:***p < 0.001;p < 0.0001。通过 ROUT 方法识别异常值 (Q = 0.1)。使用 GraphPad Prism(版本 10)进行统计分析。
Results 结果
Participant demographic characteristics at baseline
基线时的参与者人口统计特征
筛选了来自三个社区队列的 1500 多名受试者,其中联系了 121 名已确定符合研究标准的 MCI 受试者,以了解他们有兴趣参与该研究。然而,只有 19 人入组,14 人完成了研究。该研究的接受率低,部分原因是志愿者对 COVID-19 的担忧,因为研究开始后不久就出现了大流行(也导致了两次自愿退出)。在五名退出者中,两项是由于与研究无关的健康并发症,三项是由于自愿退出或不依从。在完成的 14 名受试者中,由于 COVID-19 大流行期间的限制,一些预定的测量被错过了。登记的参与者在基线时均表现出 MCI(由临床评估团队诊断),中位 CDR-SOB 为 0.5(p = 0.001,Wilcoxon 符号秩检验对 0)。44 治疗组之间 ET 及其代谢物 hercynine 和 S-甲基 ET 的基线血浆水平没有观察到显着差异( 表 1)。基线血浆 ET 水平与简易精神状态检查(MMSE)评分或年龄没有显着相关性( 图 2(a) 和(b))。男性(872 nM)和女性(828 nM)之间的平均血浆 ET 水平没有观察到显着差异( 图 2(c))。同样,ET 代谢物的水平没有年龄或性别差异。

图 2.麦角硫因与基线时关键人口统计学特征的相关性。血浆 ET 水平与 (a) MMSE 和 (b) 年龄之间没有发现显着相关性,显示决定系数 (r2)、通过简单线性回归绘制的趋势线以及斜率与 0 的统计比较的 p 值。(c) 通过未配对学生 t 检验(M,男性;F,女性)。
表 1.参与者的基线特征。
| Total (n = 19) 总计 (n = 19) | Study groups 学习小组 | |||
|---|---|---|---|---|
| ET (n = 11) ET (n = 11) | Placebo (n = 8) 安慰剂 (n = 8) | pa | ||
| Age (y) 年龄 (y) | 69.89 ± 6.97 69.89 ± 6.97 | 70.55 ± 7.63 70.55 ± 7.63 | 69.00 ± 6.76 69.00 ± 6.76 | 0.65 |
| Male, n (%) 男性,n (%) | 11 (58%) | 8 (73%) | 3 (38%) | - |
| Height (cm) 高度(厘米) | 162.84 ± 8.19 162.84 ± 8.19 | 164.91 ± 6.70 164.91 ± 6.70 | 160.00 ± 9.61 160.00 ± 9.61 | 0.21 |
| Weight (kg) 重量(公斤) | 60.63 ± 9.16 60.63 ± 9.16 | 62.11 ± 7.77 62.11 ± 7.77 | 58.59 ± 11.02 58.59 ± 11.02 | 0.42 |
| SBP (mmHg) 收缩压 (mmHg) | 145.37 ± 21.16 145.37 ± 21.16 | 146.91 ± 23.04 146.91 ± 23.04 | 143.25 ± 19.61 143.25 ± 19.61 | 0.72 |
| DBP (mmHg) 舒张压 (mmHg) | 74.00 ± 11.28 74.00 ± 11.28 | 72.27 ± 10.01 72.27 ± 10.01 | 76.38 ± 13.16 76.38 ± 13.16 | 0.45 |
| CDR-SOB, median (IQR) CDR-SOB,中位数 (IQR) | 0.5 (0.625) | 0.5 (0.5) | 1 (0.5) | 0.093 |
| MMSE | 27.93 ± 1.86 27.93 ± 1.86 | 27.86 ± 2.67 27.86 ± 2.67 | 28.00 ± 0.58 28.00 ± 0.58 | 0.89 |
| Physical activityb, median (IQR) 体力活动 b,中位数 (IQR) | 4 (2.25) | 4 (2.5) | 4 (2.75) | 0.89 |
| Social activityb, media (IQR) 社交活动 b、媒体 (IQR) | 2.5 (2) | 2.5 (2) | 2.5 (1.75) | 0.93 |
| Plasma ET (nM) 血浆 ET (nM) | 855 ± 643 855 ± 643 | 698 ± 415 698 ± 415 | 1102 ± 877 1102 ± 877 | 0.20 |
| Plasma Hercynine (nM) 血浆海西宁 (nM) | 27 ± 11 27 ± 11 | 25 ± 9 25 ± 9 | 31 ± 15 31 ± 15 | 0.34 |
| Plasma S-methyl ET (nM) 血浆 S-甲基 ET (nM) | 7 ± 3 7 ± 3 | 7 ± 2 7 ± 2 | 7 ± 5 7 ± 5 | 0.93 |
学生 t 检验和 Mann-Whitney 检验分别用于比较 ET 组和安慰剂组的平均值和中位数。
活动频率量表:1 = 从不或很少,2 = 每月超过一次但每周少于一次,3 = 每周一到三次,4 = 每周四到六次,5 = 每天。
收缩压:收缩压;DBP:舒张压;CDR-SOB:临床痴呆评级-方框总和;IQR:四分位距;MMSE:简易精神状态检查。
Plasma levels of ET, hercynine, and S-methyl-ET increased following ET intake
摄入 ET 后,血浆中 ET、疱疹氨酸和 S-甲基-ET 水平升高
在基线时,研究人群的 ET、hercynine 和 S-甲基-ET 的平均血浆水平分别为 855 nM、27 nM 和 7 nM( 图 3)。在补充 ET 的受试者中,到第 7 次访视时,ET 水平增加了近 5 倍,达到 3960 nM,到第 14 次访视时继续线性增加至 6860 nM( 图 3(a))。Hercynine 和 S-甲基-ET 也随着时间的推移而增加,尽管程度较小,并在第 14 次访视时分别达到 125 nM 和 25 nM( 图 3(b) 和 (c))。在整个研究过程中,安慰剂组没有观察到三种化合物的水平发生显着变化。

图 3.整个研究中 ET 及其代谢物的水平。在第 1、7 和 14 次访问时,每个研究组的 (a) ET、(b) hercynine 和 (c) S-甲基-ET 的血浆水平。混合效应分析用于每个研究组内的纵向比较,然后进行 Dennett 事后检验。星号表示与各自研究组的第 1 次访视(基线)相比存在显着差异,***p < 0.001,****p < 0.0001。
Safety profile of ET ET 的安全性概况
ET 给药不会导致全血参数、肝功能标志物、肾功能标志物或空腹血糖水平发生显着变化( 表 2)。与第 7 次就诊时基线相比,ET 组和安慰剂组的参与者记录的白细胞总计数较低,随后均恢复。造成这种异常的原因尚不清楚,但数值仍在其年龄的预期范围内。
表 2.长期服用 ET 的安全性的血液标志物。
| Study groups 学习小组 | Visits 访问 | Expected range (at age 70) 预期范围(70 岁时) | |||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 7 | 14 | |||
| Total WBC (x 109/L) 总白细胞 (x 109/L) | ET | 7.05 ± 1.16 7.05 ± 1.16 | 5.87 ± 0.86a 5.87 ± 0.86 安 | 6.28 ± 1.20 6.28 ± 1.20 | 3.84–10.01 |
| Placebo 安慰剂 | 6.75 ± 2.16 6.75 ± 2.16 | 5.32 ± 1.52b | 5.96 ± 1.81 5.96 ± 1.81 | ||
| % Neutrophils 中性粒细胞百分比 | ET | 54.6 ± 4.6 54.6 ± 4.6 | 52.4 ± 6.7 52.4 ± 6.7 | 50.5 ± 5.9 50.5 ± 5.9 | 41.6–62.6 |
| Placebo 安慰剂 | 62.13 ± 6.09 62.13 ± 6.09 | 66.10 ± 13.67 66.10 ± 13.67 | 62.76 ± 9.27 62.76 ± 9.27 | ||
| % Lymphocytes 淋巴细胞百分比 | ET | 35.0 ± 5.9 35.0 ± 5.9 | 36.1 ± 6.1 36.1 ± 6.1 | 38.2 ± 6.9 38.2 ± 6.9 | 23.7–35.2 |
| Placebo 安慰剂 | 27.1 ± 5.5 27.1 ± 5.5 | 25.7 ± 5.0 25.7 ± 5.0 | 27.0 ± 8.3 27.0 ± 8.3 | ||
| % Monocytes % 单核细胞 | ET | 7.2 ± 1.6 7.2 ± 1.6 | 7.4 ± 1.9 7.4 ± 1.9 | 7.6 ± 2.0 7.6 ± 2.0 | 6.0–8.5 |
| Placebo 安慰剂 | 7.4 ± 1.4 7.4 ± 1.4 | 7.8 ± 1.3 7.8 ± 1.3 | 7.0 ± 1.1 7.0 ± 1.1 | ||
| % Eosinophils % 嗜酸性粒细胞 | ET | 2.4 ± 2.2 2.4 ± 2.2 | 3.2 ± 3.0 3.2 ± 3.0 | 2.7 ± 1.8 2.7 ± 1.8 | 1.3–5.8 |
| Placebo 安慰剂 | 2.8 ± 1.9 2.8 ± 1.9 | 3.2 ± 2.3 3.2 ± 2.3 | 2.2 ± 1.3 2.2 ± 1.3 | ||
| % Basophils % 嗜碱性粒细胞 | ET | 0.8 ± 0.3 0.8 ± 0.3 | 0.9 ± 0.4 0.9 ± 0.4 | 0.9 ± 0.4 0.9 ± 0.4 | 0–0.8 |
| Placebo 安慰剂 | 0.7 ± 0.3 0.7 ± 0.3 | 0.8 ± 0.5 0.8 ± 0.5 | 1.0 ± 0.4 1.0 ± 0.4 | ||
| Total RBC (x 1012/L) 总红细胞 (x 1012/L) | ET | 4.72 ± 0.47 4.72 ± 0.47 | 4.80 ± 0.50 4.80 ± 0.50 | 4.71 ± 0.40 4.71 ± 0.40 | 4.43–5.78 |
| Placebo 安慰剂 | 4.91 ± 0.56 4.91 ± 0.56 | 4.92 ± 0.82 4.92 ± 0.82 | 5.04 ± 0.61 5.04 ± 0.61 | ||
| Hemoglobin (g/dL) 血红蛋白 (g/dL) | ET | 13.96 ± 1.07 13.96 ± 1.07 | 14.14 ± 1.14 14.14 ± 1.14 | 14.47 ± 1.31 14.47 ± 1.31 | 13.1–16.6 |
| Placebo 安慰剂 | 14.24 ± 1.08 14.24 ± 1.08 | 14.00 ± 1.51 14.00 ± 1.51 | 14.22 ± 1.26 14.22 ± 1.26 | ||
| MCV (fL) MCV (fL) | ET | 90.01 ± 5.59 90.01 ± 5.59 | 89.78 ± 6.07 89.78 ± 6.07 | 92.32 ± 2.48 92.32 ± 2.48 | 93–95.5 |
| Placebo 安慰剂 | 88.66 ± 7.90 88.66 ± 7.90 | 86.73 ± 8.42 86.73 ± 8.42 | 85.22 ± 8.42 85.22 ± 8.42 | ||
| MCH (pg) 母婴健康 (pg) | ET | 29.77 ± 2.69 29.77 ± 2.69 | 29.66 ± 2.75 29.66 ± 2.75 | 30.72 ± 0.79 30.72 ± 0.79 | 26.6–31.5 |
| Placebo 安慰剂 | 29.26 ± 2.94 29.26 ± 2.94 | 28.82 ± 3.41 28.82 ± 3.41 | 28.46 ± 3.46 28.46 ± 3.46 | ||
| MCHC (g/dL) 母婴生长板 (g/dL) | ET | 33.02 ± 1.29 33.02 ± 1.29 | 33.00 ± 1.21 33.00 ± 1.21 | 33.28 ± 0.47 33.28 ± 0.47 | 30.8–34.2 |
| Placebo 安慰剂 | 32.98 ± 1.17 32.98 ± 1.17 | 33.18 ± 1.27 33.18 ± 1.27 | 33.36 ± 1.04 33.36 ± 1.04 | ||
| Haematocrit (%) 血细胞比容 (%) | ET | 42.3 ± 2.9 42.3 ± 2.9 | 42.9 ± 3.7 42.9 ± 3.7 | 43.5 ± 4.2 43.5 ± 4.2 | 40.3–50.3 |
| Placebo 安慰剂 | 43.1 ± 2.3 43.1 ± 2.3 | 42.2 ± 4.2 42.2 ± 4.2 | 42.7 ± 3.5 42.7 ± 3.5 | ||
| Platelets (x 109/L) 血小板 (x 109/L) | ET | 235.60 ± 38.38 235.60 ± 38.38 | 240.20 ± 40.58 240.20 ± 40.58 | 236.40 ± 45.27 236.40 ± 45.27 | 165–387 |
| Placebo 安慰剂 | 227.90 ± 47.07 227.90 ± 47.07 | 228.00 ± 53.02 228.00 ± 53.02 | 237.80 ± 66.38 237.80 ± 66.38 | ||
| MPV (fL) MPV (fL) | ET | 9.90 ± 0.92 9.90 ± 0.92 | 9.82 ± 0.88 9.82 ± 0.88 | 9.98 ± 1.01 9.98 ± 1.01 | 8.3–11.9 |
| Placebo 安慰剂 | 10.69 ± 1.25 10.69 ± 1.25 | 10.58 ± 1.24 10.58 ± 1.24 | 10.74 ± 1.54 10.74 ± 1.54 | ||
| RDW (%) RDW (%) | ET | 13.3 ± 1.6 13.3 ± 1.6 | 13.5 ± 1.7 13.5 ± 1.7 | 12.9 ± 0.7 12.9 ± 0.7 | 10.9–14.3 |
| Placebo 安慰剂 | 13.1 ± 1.5 13.1 ± 1.5 | 13.3 ± 1.4 13.3 ± 1.4 | 13.5 ± 1.8 13.5 ± 1.8 | ||
| Liver Panel 肝脏检查 | |||||
| Albumin (g/L) 白蛋白 (g/L) | ET | 42.36 ± 2.54 42.36 ± 2.54 | 41.10 ± 3.35 41.10 ± 3.35 | 40.78 ± 2.33 40.78 ± 2.33 | 38–48 |
| Placebo 安慰剂 | 43.38 ± 1.69 43.38 ± 1.69 | 41.83 ± 2.04 41.83 ± 2.04 | 42.6 ± 2.70 42.6 ± 2.70 | ||
| Bilirubin, total (umol/L) 总胆红素 (umol/L) | ET | 11.73 ± 5.31 11.73 ± 5.31 | 12.90 ± 2.73 12.90 ± 2.73 | 11.44 ± 4.75 11.44 ± 4.75 | 5.0–30.0 |
| Placebo 安慰剂 | 12.25 ± 6.41 12.25 ± 6.41 | 15.33 ± 5.92 15.33 ± 5.92 | 15.40 ± 4.51 15.40 ± 4.51 | ||
| AST (U/L) AST (U/L) | ET | 27.18 ± 5.00 27.18 ± 5.00 | 24.20 ± 7.02 24.20 ± 7.02 | 26.33 ± 4.50 26.33 ± 4.50 | 10–50 |
| Placebo 安慰剂 | 24.60 ± 4.11 24.60 ± 4.11 | 19.33 ± 8.21 19.33 ± 8.21 | 25.20 ± 4.60 25.20 ± 4.60 | ||
| ALT (U/L) ALT (U/L) | ET | 21.00 ± 8.06 21.00 ± 8.06 | 26.30 ± 10.08 26.30 ± 10.08 | 22.78 ± 9.05 22.78 ± 9.05 | 10–70 |
| Placebo 安慰剂 | 20.13 ± 5.33 20.13 ± 5.33 | 24.67 ± 6.62 24.67 ± 6.62 | 21.20 ± 11.99 21.20 ± 11.99 | ||
| ALP (U/L) ALP (U/L) | ET | 70.91 ± 19.04 70.91 ± 19.04 | 64.50 ± 22.30 64.50 ± 22.30 | 68.56 ± 19.35 68.56 ± 19.35 | 40–130 |
| Placebo 安慰剂 | 69.63 ± 11.72 69.63 ± 11.72 | 46.17 ± 32.02 46.17 ± 32.02 | 71.60 ± 15.52 71.60 ± 15.52 | ||
| Renal Panel 肾脏面板 | |||||
| Sodium (mmol/L) 钠 (mmol/L) | ET | 140.40 ± 2.11 140.40 ± 2.11 | 138.9 ± 2.33 138.9 ± 2.33 | 139.20 ± 2.17 139.20 ± 2.17 | 135–145 |
| Placebo 安慰剂 | 139.80 ± 2.55 139.80 ± 2.55 | 139.70 ± 3.08 139.70 ± 3.08 | 139.60 ± 2.61 139.60 ± 2.61 | ||
| Potassium (mmol/L) 钾 (mmol/L) | ET | 4.32 ± 0.33 4.32 ± 0.33 | 4.38 ± 0.37 4.38 ± 0.37 | 4.49 ± 0.31 4.49 ± 0.31 | 3.5–5.0 |
| Placebo 安慰剂 | 4.06 ± 0.32 4.06 ± 0.32 | 4.30 ± 0.38 4.30 ± 0.38 | 4.08 ± 0.34 4.08 ± 0.34 | ||
| Urea (mmol/L) 尿素(mmol/L) | ET | 5.12 ± 1.70 5.12 ± 1.70 | 5.36 ± 0.64 5.36 ± 0.64 | 4.66 ± 1.27 4.66 ± 1.27 | 2.5–7.5 |
| Placebo 安慰剂 | 7.05 ± 1.96 7.05 ± 1.96 | 5.82 ± 1.39 5.82 ± 1.39 | 5.62 ± 1.60 5.62 ± 1.60 | ||
| Creatinine (umol/L) 肌酐 (umol/L) | ET | 74.09 ± 18.10 74.09 ± 18.10 | 72.00 ± 16.84 72.00 ± 16.84 | 69.56 ± 13.65 69.56 ± 13.65 | 60–107 |
| Placebo 安慰剂 | 72.50 ± 23.83 72.50 ± 23.83 | 74.83 ± 24.28 74.83 ± 24.28 | 66.00 ± 14.82 66.00 ± 14.82 | ||
| Glucose, fasting (mmol/L) 葡萄糖,空腹 (mmol/L) | ET | 5.55 ± 0.98 5.55 ± 0.98 | 5.59 ± 1.13 5.59 ± 1.13 | 5.86 ± 1.75 5.86 ± 1.75 | 3.0–6.0 |
| Placebo 安慰剂 | 4.73 ± 0.34 4.73 ± 0.34 | 4.90 ± 0.51 4.90 ± 0.51 | 4.96 ± 0.58 4.96 ± 0.58 | ||
表示与访问 1 相比的显着差异(即 基线)通过 Dunnett 的事后比较,P = 0.042。
表示与访问 1 相比的显着差异(即 基线)通过 Dunnett 的事后比较,P = 0.004。
MCV:平均红细胞体积;MCH:平均红细胞血红蛋白;MPV:平均血小板体积;RDW:红细胞分布宽度。
ET intake improved performance in certain neuro-cognitive assessments (NCA)
ET 摄入提高了某些神经认知评估 (NCA) 的表现
我们在第 7 次访问和第 14 次访问(分别为 6 个月和 12 个月)时使用由 10 个测试组件组成的神经认知评估组合评估了受试者的认知表现。在我们的研究开始前 6 个月内在受试者筛选过程(访视 0)期间获得的基线分数被视为参考水平。预筛选期间未进行 SDMT 测试。在基线时,安慰剂组和补充 ET 组之间所有 NCA 成分的 Z 分数没有显着差异。摄入 ET 后,在评估学习能力和记忆的 RAVLT 评估(立即和延迟回忆)中观察到 Z 分数增加( 图 4(a) 和 (b))。相比之下,在给予安慰剂的受试者中,所有 NCA 成分的 Z 分数没有观察到显着增加。在摄入 ET 后的第 7 次访视时观察到 CTT1 的 Z 评分下降,但在第 14 次访视时恢复到基线 Z 评分( 图 4(e))。评估视觉运动协调和解决问题能力的块设计分数在 ET 组和安慰剂组中都随着时间的推移而下降( 图 4(g))。尽管未在基线时测量,但 ET 组中 SDMT(书面格式)的 Z 分数显示出从第 7 次访问到第 14 次访问的增加趋势( 图 4(i))。

图 4.整个研究中 NCA 组件的 Z 分数。Z 分数的纵向数据反映了 (a, b) RAVLT、(c, d) 数字跨度、(e, f) 颜色轨迹测试、(g) 块设计测试 (BDT)、(h) 语义流畅性测试和 (i, j) 符号数字模态测试 (SDMT)。混合效应分析用于每个研究组内的纵向配对比较,然后进行 Dunnett 事后检验,仅注释显着差异 (p < 0.05)。

ET intake attenuated the plasma level of neurofilament light chain (NfL)
ET 摄入减弱了神经丝轻链 (NfL) 的血浆水平
在基线时,ET 组和安慰剂组的血浆生物标志物没有观察到显着差异。在 MCI 受试者中服用 ET 后,在 12 个月的研究期间,NfL(神经元损伤的生物标志物)血浆水平没有显着变化,水平有下降的趋势,但这并不显着( 图 5(a))。相反,在第 14 次就诊时观察到安慰剂组的血浆 NfL 显着增加。Prism 将一个数据点确定为异常值,可能是由于技术错误,因此该主题被完全从分析中删除。ET 和安慰剂的摄入均不影响血浆 BDNF、TNF-α 和 IL-18 的水平,作为神经功能和炎症的标志物,以及作为氧化蛋白损伤指标的羰基蛋白水平( 图 5(b)–(e))。45

图 5.与痴呆病理过程相关的血浆生物标志物。在每个研究组的第 1、7 和 14 次访视时,(a) NfL、(b) BDNF、(c) TNF-α、(d) IL-18 和 (e) 羰基蛋白的血浆水平。混合效应分析用于每个研究组内的纵向配对比较,然后进行 Dunnett 事后检验,仅注释显着差异 (p < 0.05)。
Discussion 讨论
虽然我们之前已经证明了低血浆 ET 水平与 MCI 或痴呆患者之间的关联,28-30 但没有研究直接调查补充 ET 对患有 MCI 的老年人的安全性和有效性。在这里,我们报告了一项介入性试点研究,该研究探讨了 ET 在表现出认知障碍早期迹象的参与者中的神经保护潜力。我们的研究结果证实了 ET 的安全性很强,在老年人的一年给药期间没有观察到的不良反应或临床参数变化。
在每个研究时间点测量 ET 及其代谢物(即赫西宁和 S-甲基 ET)的血浆水平,以验证受试者对 ET 的摄取情况。观察到血浆 ET 水平持续显着增加,持续定期(每周 3 次)食用 ET,线性增加,没有迹象表明水平已达到平台期。这些结果表明,身体对 ET 的热切吸收和保留,并扩展了我们之前研究的结果,表明健康人类年轻人在食用 ET(25 毫克)7 天后血浆 ET 水平增加了 3 倍。42 ET 的狂热摄取和保留分别归因于 ET 转运蛋白 OCTN1 在人类肠道和肾小管近端的表达。18,46 我们已经证明了口服给药后 ET 在包括大脑在内的许多小鼠器官中积累的能力。21 OCTN1 和 ET 在实验动物和人类的中枢神经系统中的存在揭示了 ET 穿过血脑屏障的能力,支持其具有神经保护作用。13
同时,我们使用全面的神经认知评估组合评估了受试者的认知表现。初步结果表明,补充 ET 导致 RAVLT 立即召回和延迟召回测试逐渐改善,显着高于第 14 次访视时的基线 [ 图 4(a) 和 (b)]。然而,安慰剂组的 Z 评分没有增加,表明改善可能归因于 ET(而不是实践效果或其他外在因素)。我们还观察到血浆中 NfL 水平的稳定( 图 5(a)),这是一种轴突损伤的生物标志物,其中水平升高表明神经元功能丧失和神经系统疾病(如痴呆)的进展,在食用 ET 的受试者中,47,48。然而,安慰剂组的平均血浆 NfL 水平增加,这在 12 个月的时间点显着。
RAVLT 回忆测试检查成年人的学习能力,其中涉及内侧颞叶(包括海马体)情景记忆的形成和巩固。49 根据赫布法则,记忆和学习需要加强和稳定与相同输入和刺激相关的突触前后活动。50 对小鼠的研究表明,ET 可促进海马成熟并改善记忆和学习,并增加海马细胞的突触形成。51 此外,由于有毒 Aβ 寡聚物的产生和积累,早期 AD 特征会损害突触可塑性和长期增强 (LTP)。52,53 事实上,与对照组相比,将 ET 添加到从 APP / PS1 小鼠(一种人源化早期 AD 模型)中分离的海马切片中,维持了更高的 LTP( 在 13 中进行了综述)。将 ET 口服给各种 AD 小鼠模型也可以减少神经退行性变和记忆以及学习或认知缺陷。24-26 观察到 MCI 受试者 RAVLT 的改善和补充 ET 后血浆 NfL 水平的稳定表明 ET 可以减少神经元损伤,从而保留突触可塑性和 LTP,从而提高学习能力和记忆力。相比之下,安慰剂组在块设计任务上的表现随着时间的推移而恶化,ET 并没有减轻这种变化。在工作记忆、心理灵活性、执行功能和处理速度等其他认知领域没有观察到显着变化。
与安慰剂组相比,氧化蛋白损伤和炎症的血浆标志物没有显示出显着差异,这与我们之前的研究一致,表明 ET 对健康受试者血浆和尿液中的氧化损伤标志物的影响很小。42 当然,这些生物标志物的外周水平可能无法反映已知发生在大脑中的事件。6,8
除了监测不良事件外,还通过每季度评估各种临床参数(包括肝肾功能和血液学评估)来监测 ET 给药的安全性。安慰剂组和 ET 给药组相对于基线均未观察到差异,也未记录 ET 给药的不良反应,这与之前的数据一致,即 ET 长期补充是安全的。在研究的中点,ET 组和安慰剂组都观察到总白细胞计数减少,此后两者都恢复到基线值( 表 2)。然而,由于这种情况发生在两个研究组中,因此很可能不是由于 ET。
尽管我们的发现很有希望,与 ET 提出的神经保护作用一致,13 我们的研究仍受到一些限制。最严重的是参与者人数少,无法按原计划生成确凿的数据。COVID-19 大流行极大地影响了该研究,包括 MCI 受试者的筛选和入组,阻碍了我们的数据收集,因为一些参与者由于与 COVID-19 相关的限制和受试者不愿去医院附近的诊所而错过了预定的评估,两次自愿退出在大流行开始时,以及参与筛选 MCI 受试者研究的意愿显着下降(>85% 被筛选的受试者拒绝)。 因此,在解释我们的工作时,应仔细考虑我们队列的规模和组成。未来的研究将需要更大、更多样化的研究人群和更长的研究持续时间来验证我们的发现,但我们的研究为这些奠定了背景并加强了 ET 的安全性。
总之,这项试点研究证实了 ET 的安全性和可能的有效性,并为未来的大规模试验奠定了基础,这些试验评估其在认知健康和神经退行性疾病治疗中的作用。ET 不仅作为认知能力下降的潜在预防剂,而且作为一种治疗剂,为 MCI 患者提供直接的神经保护。进一步的研究应旨在破译支撑 ET 认知益处的机制,这些机制可能是多种的,13-16,25,26, 包括其保护线粒体的能力,54 以及它们与一线疾病缓解疗法一起服用时对 AD 患者的功能影响。
Acknowledgments 确认
作者要感谢 Jean-Claude Yadan 博士(ERGOLD;正式名称为法国巴黎四面体)提供本研究中使用的封装 ET(25 毫克,麦角因®)和安慰剂,以及 ET 和相关代谢物的分析标准。
Declaration of conflicting interests
利益冲突的声明
L. Feng 是该期刊的编辑委员会成员,但没有参与本文的同行评审过程,也无法获得有关其同行评审的任何信息。作者声明与本文的研究、作者身份和/或出版不存在潜在的利益冲突。
Funding 资金
作者披露了对本文的研究、作者身份和/或出版的以下财政支持:这项研究由教育部 AcRF Tier 1,拨款号 NUHSRO/2017/055/T1、陈展团百年基金会、卫生部 - 国家医学院健康长寿催化剂奖 (HLCA20Jan-0057) 和国家医学研究委员会(个人研究资助 NMRC/1264/2010/082/12 和 NMRC/OFYIRG/0081/2018)。邱耀辉获得了新加坡国立大学 YLL-SoM、博士奖学金的支持。
ORCID iDs ORCID iD
雷切尔·吴 (Rachel E S Goh) https://orcid.org/0009-0001-9444-0802
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