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HIV 感染者面临神经认知障碍风险,为探究成熟 BDNF(mBDNF)、前体 BDNF(proBDNF)轨迹与认知表现关系,研究人员开展相关研究。发现不同 mBDNF、proBDNF 轨迹与认知轨迹相关,表明 BDNF 亚型可作认知干预潜在生物标志物,对改善 HIV 患者认知有重要意义。
在艾滋病防治领域,尽管抗逆转录病毒疗法(ART)广泛应用,让与 HIV 相关的死亡人数大幅下降,但 HIV 感染者仍面临诸多挑战。其中,HIV 相关神经认知障碍(HIV-associated neurocognitive impairment)是个突出问题,全球约 43% 的 HIV 感染者受其影响,在撒哈拉以南非洲地区,这一比例更是高达 45%。它会降低患者的治疗依从性,严重影响生活质量,还会增加医疗成本。
目前,探寻新的生物途径和生物标志物,用于早期检测、预防、定制干预措施以及监测治疗效果,成为该领域的关键需求。脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在神经可塑性、神经发生和神经元分化中发挥着重要作用,被视为认知变化潜在的生物标志物。成熟 BDNF(mBDNF)对认知和运动学习有益,而其前体 proBDNF 则与长期抑郁和细胞凋亡途径有关。不过,此前关于 BDNF 与 HIV 感染者认知功能关系的研究存在诸多不足,比如未区分 mBDNF 和 proBDNF 的作用,对时间动态、潜在混杂因素等考虑不充分,导致研究结果不一致。
为了深入探究这一复杂的关系,来自南非夸祖鲁 - 纳塔尔大学(University of KwaZulu-Natal)、非洲健康研究所(Africa Health Research Institute)等机构的研究人员开展了一项研究,该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用基于群体的双轨迹建模(Group-based Dual Trajectory Modeling,GBDTM)方法,对来自约翰内斯堡和哈拉雷的 154 名 HIV 感染者进行了研究。这些参与者来自 ACTG 5199 研究(ClinicalTrials.gov NCT00096824),研究期间为 2006 - 2009 年。研究人员通过酶联免疫吸附测定(ELISA)测量血清 mBDNF 和 proBDNF 水平,并使用神经心理学测试评估认知表现。
研究结果如下:
- 血清 mBDNF 轨迹:研究识别出两种血清 mBDNF 轨迹,分别是 “稳定上升”(83.9%)和 “先升后降”(16.1%)。“稳定上升” 组的参与者往往更年轻,基线 CD8 细胞计数较低,mBDNF 水平较高。
- 血清 proBDNF 轨迹:血清 proBDNF 也有两种轨迹,即 “逐渐增加”(85.7%)和 “逐渐下降”(14.3%)。研究发现,研究地点是影响 proBDNF 轨迹的关键因素。
- 认知表现轨迹:认知表现呈现出三种轨迹,分别是 “低基线 - 缓慢改善”(24.4%)、“逐渐改善”(67.7%)和 “后期激增”(7.7%)。“低基线 - 缓慢改善” 组的参与者更年轻,血清 proBDNF 水平较高,初始认知分数较低。
- 轨迹间的相互关系:mBDNF “稳定上升” 和 proBDNF “逐渐增加” 与认知功能 “逐渐改善” 相关;mBDNF “稳定上升” 还与认知功能 “后期激增” 相关,而 proBDNF “逐渐增加” 在认知功能 “后期激增” 的参与者中更为常见。
研究结论和讨论部分表明,该研究首次揭示了 ART 治疗后 HIV 感染者血清 mBDNF、proBDNF 与认知轨迹之间的动态关系。mBDNF 和 proBDNF 水平可能与 ART 治疗后的神经认知改善有关,稳定上升的 mBDNF 和逐渐增加的 proBDNF 与更好的认知轨迹相关。这意味着 mBDNF 和 proBDNF 有潜力作为监测 HIV 感染者认知轨迹的生物标志物。不过,研究也存在一些局限性,比如样本来自资源有限地区的特定人群,样本量较小,神经心理学测试范围有限,且仅依赖血清 BDNF 测量。
未来研究需要在更大、更多样化的队列中验证这些发现,并通过神经成像和中枢神经系统(CNS)特异性评估,进一步探索外周 BDNF 动态与大脑活动之间的联系。同时,研究特定地点和生物学因素对 BDNF 轨迹的影响,有助于优化干预策略,为 HIV 感染者提供更精准、个性化的护理,改善他们的神经认知恢复能力和长期预后。
该研究主要运用了以下关键技术方法:
- 样本队列:使用 ACTG A5199 研究中约翰内斯堡和哈拉雷站点 2006 - 2009 年的血清标本和数据,参与者为 ART 初治、CD4 计数低于 300 的个体。
- 蛋白定量检测:采用 ELISA 法定量分析血清 mBDNF 和 proBDNF 水平。
- 认知功能评估:利用神经心理学测试,包括 grooved pegboard 测试、finger tapping 测试、timed gait 测试和 semantic verbal fluency 测试,并将测试分数标准化为 z - 分数,计算综合认知 z - 分数衡量认知表现。
- 统计分析:运用基于群体的轨迹建模(GBTM)探索变量随时间的变化模式,通过多变量逻辑或多项回归分析确定轨迹组 membership 的预测因素 。