5.8Q1|首都医科大学NHANES发文 | Klotho 与认知和痴呆的关系
1.第一段–文章基本信息
文章题目：Relationship of Klotho with cognition and dementia: Results from the NHANES 2011-2014 and Mendelian randomization study
中文标题：Klotho 与认知和痴呆的关系：来自 NHANES 2011-2014 和孟德尔随机化研究的结果
发表杂志：Translational Psychiatry
影响因子：1区，IF= 5.8
发表时间：2023年11月
2.第二段–研究思路
本研究思路
本文的研究思路是通过大规模的观察性研究和孟德尔随机化（Mendelian randomization, MR）分析，探讨Klotho水平与认知功能及痴呆之间的关系。首先，研究者利用美国国家健康与营养调查（NHANES）2011-2014的数据，对1875名60-79岁的老年人进行了观察性研究，通过数字符号替换测试（DSST）评估认知功能，并分析其与血清Klotho浓度的相关性。结果显示，血清Klotho水平与DSST得分呈正相关，且存在潜在的非线性关系。随后，研究者通过MR分析，利用全基因组关联研究（GWAS）的汇总统计数据，评估Klotho水平与痴呆（包括阿尔茨海默病、血管性痴呆、额颞叶痴呆和路易体痴呆）之间的因果关系。结果表明，遗传预测的高Klotho水平与任何类型的痴呆均无显著因果关联。研究的结论是，尽管观察性研究发现Klotho与认知功能相关，但MR分析未发现Klotho水平与痴呆之间存在因果关系。
3.第三段-Introdction
背景
随着人口老龄化，痴呆的发病率不断增加。痴呆在65岁以上人群中的患病率高达7%，其中阿尔茨海默病（AD）是最常见的类型，占痴呆病例的约三分之二。其他常见类型还包括血管性痴呆（VD）、额颞叶痴呆（FTD）和路易体痴呆（DLB）。认知功能下降表现为处理能力、注意力、记忆和执行功能的逐渐恶化，这是痴呆的标志性特征。痴呆和认知障碍不仅给个人带来负担，也给家庭、医疗机构和社会带来巨大压力。Klotho基因编码的Klotho蛋白最初被认为具有抗衰老功能，分为膜型和分泌型两种形式。可溶性Klotho蛋白（S-Klotho）在人体中更为常见，存在于尿液、血液和脑脊液中。Klotho在钙稳态以及抑制细胞中胰岛素和胰岛素样生长因子-1信号传导中发挥重要作用。除了与衰老相关外，Klotho还与大脑结构变化、认知功能下降和痴呆的发生有关。然而，目前关于Klotho与认知功能和痴呆关系的研究结果仍存在不确定性。
4.第四段-Methods
方法
研究纳入了年龄在60-79岁且有血清Klotho浓度信息并完成完整认知功能测试的参与者。在进一步排除了缺失混杂因素信息的参与者后，最终纳入了1875名受试者。具体的纳入流程如图1所示。
暴露：血清Klotho浓度
血清Klotho浓度是本研究的主要变量。样本存储在位于美国亚特兰大的疾病控制与预防中心的-80°C环境中。2019年至2020年期间，样本被运往位于美国西雅图的华盛顿大学西北脂质代谢与糖尿病研究实验室进行检测。Klotho的定量检测基于酶联免疫吸附试验试剂盒（IBL国际公司，日本）。检测结果自动从仪器传输到实验室的Oracle管理系统中，由区域主管对结果进行评估。每个样本均进行双份检测，并根据制造商的协议计算两个值的平均值。双份检测值相差超过10%的样本会被标记为重新检测。所有样本的Klotho检测下限为6 pg/ml，最终检测值均在此范围内，因此未对任何样本进行数据填补。
结局: 认知功能评估
认知功能通过数字符号替换测试（DSST）进行评估，这是一种有效且经过验证的认知功能测量方法。完成DSST测试时，受试者需要在120秒内正确编码一系列符号。DSST用于测量处理速度、持续注意力和工作记忆，是韦氏成人智力量表（WAIS-III）的性能模块之一，其得分范围为0-105分。在评估DSST结果时，得分越高表示认知功能越好。
协变量:
年龄、种族、贫困收入比（PIR）、教育水平、体质指数（BMI）、体力活动、吸烟状态和饮酒状态
孟德尔随机化研究设计：
我们进行了单变量两样本孟德尔随机化分析，以确定遗传预测的Klotho水平与痴呆（即任何类型的痴呆、AD、VD、FTD、DLB）之间的因果关系。MR分析需要满足三个假设，以研究暴露因素对结果的因果效应：（1）遗传变异应与Klotho水平相关；（2）它们不应与混杂因素相关；（3）它们应仅通过Klotho水平影响痴呆。此外，还进行了反向MR分析，以避免反向因果关系的可能性。
统计学方法
根据NHANES分析指南，使用样本权重、分层和初级抽样单元来考虑复杂调查设计。NHANES旨在生成反映美国非住院平民人口的数据。对于连续变量，研究人群特征以均值（标准误）或百分比表示。根据血清Klotho浓度，参与者被分为三分位数，最低水平为参考组（三分位数1，T1）。使用多重线性回归分析评估血清Klotho与认知功能之间的关系，并调整所有混杂因素。使用限制性立方样条曲线拟合血清Klotho水平与认知测试得分之间剂量-反应关系的形状。所有统计分析均使用R软件4.2.1版本进行。双侧P < 0.05被认为具有统计学意义。使用逆方差加权（IVW）方法作为主要分析方法，该方法具有最高的统计功效且对水平多效性不敏感。为了校正多效性，加权中位数（WM）方法和MR-Egger回归被用作次要方法。呈现的比值比（ORs）和95%置信区间（95% CIs）按循环Klotho浓度的标准差（SD）增加进行缩放。为了评估潜在的异质性和水平多效性，敏感性分析至关重要。使用Cochran’s Q检验评估遗传IVs之间效应大小的异质性。MR-Egger回归截距用于评估垂直多效性。我们还进行了留一法（LOO）分析，以确定是否有一个SNP影响MR估计值。为了排除反向因果关系的可能性，我们使用反向MR分析评估痴呆对Klotho水平的影响。
5.第五段-Results
结果
NHANES研究人群的一般特征
基于NHANES样本权重，本研究的分析样本量代表了37,005,278名美国非住院参与者。根据血清Klotho三分位数，研究对象的基本特征如下：性别、年龄、种族、教育水平、饮酒状态、吸烟状态、体力活动和贫困收入比在Klotho三分位数之间分布差异无统计学意义。而在DSST得分和BMI方面，Klotho三分位数之间存在显著差异。
血清Klotho浓度与认知功能的关联
通过多变量线性回归模型分析发现，血清Klotho浓度越高，DSST表现越好（T2：β = 2.16，95% CI：0.30–4.01，P = 0.03；T3：β = 2.48，95% CI：0.38–4.57，P = 0.02）。调整所有混杂因素后，Klotho与DSST表现之间仍存在正相关关系（P-trend = 0.022）。此外，剂量-反应关系分析显示，血清Klotho浓度与DSST得分之间存在非线性关系：在拐点（895.71 pg/mL）左侧，DSST得分随Klotho浓度升高而增加；在拐点右侧，DSST得分略有下降并趋于饱和。
孟德尔随机化分析结果
在孟德尔随机化分析中，逆方差加权（IVW）方法显示，遗传预测的高Klotho水平与任何类型的痴呆（包括阿尔茨海默病、血管性痴呆、额颞叶痴呆和路易体痴呆）均无显著因果关联（例如，阿尔茨海默病：OR = 1.03，95% CI：0.96–1.10，P = 0.46）。MR-Egger回归和加权中位数方法的结果与IVW方法一致。敏感性分析未发现水平多效性（P-intercept > 0.05）或异质性（P-Q > 0.05），留一法分析也证实了结果的稳健性。反向孟德尔随机化分析未发现痴呆对Klotho水平的反向因果关联。
6.第六段–结论与启发
结论与启发
结论
尽管观察性研究显示，在美国多民族人群中，血清Klotho水平与认知功能之间存在显著相关性，但孟德尔随机化分析并未在欧洲血统个体中发现Klotho与痴呆之间存在因果关系。观察性研究结果可能受到未控制混杂因素的偏差影响。因此，根据本研究结果，目前没有证据表明增加Klotho水平对预防痴呆有益。
【光速科研启发】
选题：研究聚焦于Klotho蛋白水平与认知功能及痴呆的关联，填补了当前关于Klotho与认知及痴呆因果关系研究的空白，具有重要的临床和公共卫生意义。
统计学：采用多变量线性回归模型评估血清Klotho浓度与认知功能（DSST得分）的关联，并通过限制性立方样条（RCS）分析揭示Klotho浓度与DSST得分之间的非线性剂量反应关系。同时，运用孟德尔随机化（MR）分析，包括逆方差加权（IVW）方法、加权中位数方法和MR-Egger回归，评估Klotho水平与痴呆的因果关系，并通过敏感性分析和留一法分析验证结果的稳健性。
数据库：利用美国国家健康与营养调查（NHANES）2011-2014的数据，确保样本的代表性和数据的丰富性。通过对样本的严格筛选（排除缺失关键信息的参与者），提高了样本质量，为研究提供了坚实的基础。同时，结合GWAS汇总数据进行孟德尔随机化分析，进一步增强了研究的科学性和可靠性。
启发：研究提示在评估认知功能和痴呆风险时，应综合考虑Klotho水平与认知功能的非线性关系。通过观察性研究和孟德尔随机化分析的对比，发现尽管Klotho与认知功能存在显著相关性，但并无因果关系，这为未来研究提供了新的方向，提示需要进一步探索其他潜在的生物学机制。此外，研究结果强调了在多民族人群中开展相关研究的重要性，为未来针对特定人群的精准干预提供了依据。
