Proteomic biomarkers, pathway analysis and associations with declining cognitive performance in patients hospitalized for acute heart failure
这项针对住院心力衰竭患者的研究确定了 17 种蛋白质和三个与细胞外基质重构及机械传导相关的特定通路，这些成分与认知功能下降显著相关，为心力衰竭与认知障碍之间共同的病理生理机制提供了新的见解。
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心脏与大脑通常被视为两个独立的器官，各自拥有专门的医生和一套独特的疾病。然而，在人类健康的现实中，它们是深度交织在一起的。当心脏在泵血方面出现困难（即被称为心力衰竭的状态）时，其后果会波及到胸腔之外。最常见且最令人困扰的副作用之一是思维敏捷度的下降。患者经常发现自己的记忆力、注意力和规划任务的能力正在流失。这不仅仅是感到疲劳的问题；这是一种可衡量的损伤，使得患者更难管理自身的护理、遵循医嘱并保持独立生活。科学家们长期以来一直怀疑，破坏心脏的同类生物学力量也在损害大脑，但连接两者的具体化学信号一直是一个谜。揭示这些信号至关重要，因为了解根源是开发能够同时保护心脏和大脑治疗方法的首要步骤。
在最近一项针对急性心力衰竭住院患者的研究中，研究人员致力于寻找这些隐藏的化学联系。他们与182名个体合作，这些人大多为男性，平均年龄为75岁，因心力衰竭被送入瑞典的一家医院。研究团队想要观察血液中循环的特定蛋白质是否可以解释为什么某些患者的认知功能比其他人更好。为此，他们首先使用三项标准测试评估了患者的认知能力。一项测试测量整体精神功能，另一项检查一个人连接圆点以展示其注意力和视觉技能的速度，第三项则评估他们处理信息和在不同任务间切换的速度。与此同时，研究人员分析了血液样本，以测量92种不同蛋白质的水平。选择这些蛋白质是因为它们已知参与了炎症、免疫系统和心脏病。
研究人员寻找蛋白质水平与测试得分之间的模式，并仔细调整了分析过程，以排除可能扭曲结果的因素，如年龄、性别、受教育程度以及糖尿病或高血压等其他健康状况。他们的搜索得到了一个明确的结果：有17种特定的蛋白质与所有三项认知测试中的表现不佳具有持续的相关性。换句话说，血液中这些蛋白质水平的升高与精神测试得分的降低相关。当研究人员应用更严格的临床界限来定义什么是认知障碍时，其中五种蛋白质脱颖而出，显示出与存在障碍的强相关性。这五种分别是 EPHB4、IL2-RA、LTBR、TLT-2 和 COL1A1。
为了理解这些蛋白质可能在做什么，团队检查了它们所属的生物通路。他们发现这些蛋白质聚集在三个主要主题周围。第一个主题涉及细胞如何通过称为整合素的结构相互粘附并进行通信。第二个主题集中在细胞外基质的分解和重构，即维持组织中细胞结合的支架。第三个主题涉及细胞如何感知并响应物理压力或机械负荷。这些发现表明，心力衰竭与认知下降之间的联系可能不仅仅是关于血流量的缺乏，而是一个涉及炎症和组织结构重构的复杂过程。
特别有一种蛋白质 COL1A1 与认知下降表现出最强的关联。这种蛋白质是细胞外基质的主要组成部分，即我们组织的结构框架。虽然科学家已经知道 COL1A1 在心力衰竭和组织瘢痕形成中发挥作用，但这项研究首次将其直接与心力衰竭患者的认知障碍联系起来在一起。另一种蛋白质——骨桥蛋白（Osteopontin）也被重点提及；在阿尔茨海默病的模型中，它此前已被证实与大脑中的炎症有关。研究表明，导致心脏变硬和重构的相同炎症过程，可能会破坏大脑的结构完整性及其处理信息的能力。
研究人员谨慎地指出了他们工作的局限性。由于该研究观察的是患者在单一时间点的情况，因此它不能证明这些蛋白质导致了认知下降；它只能表明它们同时存在。患者群体也大多为老年欧洲裔，这意味着结果在其他人群中可能会有所不同。此外，该研究并未考虑到住院期间可能发生的暂时性意识模糊。尽管存在这些局限性，但这些特定蛋白质和通路的识别为理解心脑连接提供了一张新地图。通过精准定位正在发挥作用的生物学机制，例如组织支架的重构和对机械应力的反应，这项研究为未来的研究奠定了基础，未来研究有望开发出针对性的疗法。目标是超越将心脏和大脑作为独立问题来对待的做法，转而开发能够解决两者衰退共同生物学根源的策略。
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