文摘
客观的评估是否prediagnostic水平的血浆支链氨基酸(BCAAs)与肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)的风险。
方法我们包括参与者从5大队列研究护士健康研究,卫生保健随访研究,癌症预防研究II营养、多队列研究,和女性健康的主动权发达ALS在随访中发现了275个人。两个控件为每种情况下,随机选择匹配的队列,年龄、性别、禁食状态和抽血。我们使用液相色谱-光谱法测量代谢物和使用条件逻辑回归来估计速度比率(RRs)和95%置信区间(CIs)与ALS协会个人BCAAs风险。
结果没有3 BCAAs是风险较高的肌萎缩性侧索硬化症。亮氨酸的风险估计相似(RR顶部和底部四分位数:0.87,95% CI 0.57 - -1.33),异亮氨酸(RR顶部和底部四分位数:0.81,95% CI 0.52 - -1.24),和缬氨酸(RR顶部和底部四分位数:0.80,95% CI 0.52 - -1.23)在多变量分析中调整的身体质量指数,吸烟,教育水平和体育活动。估计没有显著不同的性别,禁食状态或间隔时间抽血和疾病发作。
结论从这个研究结果不支持假设BCAAs ALS的风险因素。
术语表
- 肌萎缩性侧索硬化症=
- 肌萎缩性脊髓侧索硬化症;
- BCAA=
- 支链氨基酸;
- 身体质量指数=
- 身体质量指数;
- CI=
- 置信区间;
- CPS-II营养=
- 癌症预防研究II营养人群研究的一部分;
- HPFS分区=
- 卫生专业人员随访研究;
- ICD-9=
- 国际疾病分类,第九次修订;
- MEC=
- 多民族的队列研究;
- 国民健康保险制度=
- 护士健康研究;
- 核磁共振=
- 核磁共振;
- 或=
- 优势比;
- PPV=
- 阳性预测值;
- RR=
- 率比;
- WHI=
- 妇女健康倡议
支链氨基酸(BCAAs)缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸和谷氨酸代谢起着重要的作用,1已与肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)的发病机理。2因为BCAAs已经假定恢复受损的谷氨酸代谢,3这些必需氨基酸在ALS进展的影响一直在探索临床试验。其中的几个,然而,不仅未能支持BCAAs的有益作用,但为潜在的不利影响提供了证据。在意大利的试验中,有一个多余的死亡在BCAAs治疗组,4和我们在以后的试验中,估计用力肺活量下降,其中一个先验选择的结果,是2.5倍的治疗组比安慰剂。5ALS BCAAs可能影响通路相关,抗氧化基因的差别,包括对这些与家族性肌萎缩性侧索硬化症和诱导皮层神经元兴奋过度,6,7建议包含BCAAs膳食补充剂,常用的意大利足球运动员,8可能的因素之一,促使他们提高ALS的风险。9,10
是否BCAAs增加ALS的风险目前不清楚。高水平已报告ALS患者控制相比,11,12但随着氨基酸的浓度可能是疾病本身的影响,目前尚不清楚病因相关。前瞻性研究包括prediagnostic样本个体后来发展ALS可以包含更多的信息,但他们很难进行疾病的发病率低。
为了解决这个问题,我们进行了汇总分析的5大前瞻性群组研究评估更高的BCAAs prediagnostic等离子体水平是否与ALS的风险增加有关。
方法
研究人群
研究人群包括参与者从5大型队列研究:护士健康研究(NHS),卫生保健随访研究(HPFS分区),癌症预防研究II营养人群研究的一部分(CPS-II营养),多队列研究(MEC),和妇女健康倡议(WHI)。详细描述个人的军团曾发表。13,- - - - - -,17简而言之,英国国民健康保险制度开始于1976年与121700年30-55岁女护士在基线。131988年,所有的护士都邀请提供血液样本,收集从1989年和1990年期间32826名女性。39护士给血液样本开发ALS抽血和后续的结束。HPFS分区始于1986年,招收了51529名40 - 75岁的男性健康专家在基线。14所有的参与者被邀请提供血液样本,收集从1993年和1995年之间的18018人。26人与ALS抽血和后续的结束。每2年,参与这两个人群随访有类似病史和健康相关行为调查问卷。CPS-II营养群成立于1992年,由一群更大的CPS-II队列。15它包括50 - 74岁的86406名男性和97788名女性在基线。这些参与者完成一份调查问卷,关于生活方式和饮食因素在基线,之后在1997年,每两年。1998年的玉米节上,与会人士住在城市和郊区应邀提供血液样本,收集从39380年组的成员。其中,58参与者随访期间死于肌萎缩性侧索硬化症。MEC队列研究始于1993年,由45 - 75岁的96810名男性和118441名女性在基线与自我报告的非裔美国人的种族背景,日本美国,拉丁美洲,夏威夷土著,或者白色的。16参与者完成了一种生活方式和疾病史问卷在基线,此后每5年的随访调查问卷。总共有67594成员的群体提供了一个血液样本,这很大程度上是2001年至2006年收集的。31个参与者死亡之间的肌萎缩性侧索硬化症抽血和后续的结束。WHI研究总共招募了161809名50 - 79岁的绝经后妇女在1993年到1998年之间,谁被录取到一个或多个3 (n = 68133)的临床试验或观察性研究(n = 93676)。17在基线,所有的参与者都完成一份调查问卷,关于生活方式和疾病历史和提供了血液样本。总共有121人死于肌萎缩性侧索硬化症之后抽血直到随访结束。随访结束于2010年12月31日,NHS, HPFS分区,和CPS-II营养;2012年9月30日,WHI;2012年12月31日,MEC。
标准协议的审批、登记和病人同意
所有的包括综述和研究机构审查委员会批准的机构,每个研究。
端点定义
CPS-II营养,MEC, WHI的研究中,我们确定了ALS全国死亡的情况下通过一个网上搜索索引。WHI妇女还自述ALS编译信息在观察性研究中,但它从来没有裁决。所有个人ICD-9代码335.2(运动神经元疾病)列为潜在的或贡献的死因被认为有肌萎缩性侧索硬化症。在验证此前的一项研究表明,肌萎缩性侧索硬化症是主要的诊断在90%的个人来说,代码335.2列为死亡的原因或原因之一。18我们指定的日期开始前3年死亡的日期,根据中位数生存在ALS患者。19
在英国国民健康保险制度和六氟,我们确定了事件ALS通过自我报告两年一次的问卷调查。对于参与者报告诊断ALS,我们申请联系治疗神经病学家和获得医疗记录的副本。由于ALS的渐进性质,许多的患者已经死在我们可以获得许可发布的医疗记录。对于这些患者,我们发送请求到最亲密的家庭成员。我们问治疗神经学家完成一份调查问卷,根据修订后的El堆渣场条件,确定的诊断(明确的、可能或可能的),和临床历史。最终确认后的诊断是回顾医疗记录由一个神经学家的肌萎缩性侧索硬化症诊断经验。我们观察到一些差异诊断由神经学家和专长ALS的神经病学家,和大多是有限的差异是否患者被诊断为明确的或可能的肌萎缩性侧索硬化症。病人的定义是明确的或可能的病例纳入研究。如果我们无法获得医疗记录的副本或神经学家的问卷调查来确认自我报告的诊断ALS,只有ALS患者特别是上市的死亡证明被包括在内。
为每个ALS的例子中,我们随机选择2控制人活着时的情况下诊断和匹配的队列,出生年(±1年),性别,种族,禁食状态和抽血。的情况下,只有一个匹配控制包含在最后的分析,评估的代谢物在其他匹配控制失败。
评估的代谢物
整个军团,血液样本收集的319627个参与者和储存在−70°C以下。个人开发的肌萎缩性侧索硬化症及其匹配控制,10μL血浆从每个被用于代谢组学分析。三胞胎的血浆样本(一个案例以其2匹配控制)处理相同,在相同的分析化验。血浆样品的顺序在每个病例对照3倍是随机安排,确保所有化验没有知识的情况下进行/控制地位。我们异形代谢物使用亲水交互液相色谱与质谱正离子模式广泛理工学院(波士顿),如前所述。20.
协变量的评估
协变量对其他感兴趣的信息,包括吸烟状况、身高、体重、教育水平,体育活动,和糖尿病状态,收集所有军团基线,基线HPFS分区和NHS每2年了。参与者自我诊断为1型或2型糖尿病。这些协变量具体包括在多变量模型中,因为他们以前一直与ALS相关风险,并可能是潜在的混杂因素。最近的协变量之前或在抽血的时候收集的数据。
统计分析
考虑到匹配的研究设计中,我们使用条件逻辑回归来估计优势比(ORs)和95%置信区间(CIs)与ALS BCAAs协会风险。使用风险控制在我们的研究中选择采样、口服补液盐估计发病率比(RRs)。21我们对数转换和标准化队列中的氨基酸和性占可能差异可能引入了群体样本在不同时间处理。我们估计的对数转换之间的相关性水平个人BCAAs,谷氨酸,尿酸盐,和身体质量指数(BMI)使用皮尔逊相关性,并测试是否BCAAs明显不同在糖尿病和非糖尿病的参与者使用双向的t测试。氨基酸被建模为两个连续的(每1 SD增加)和分类变量最大化权力和探索可能的非线性关系。我们分类的分类分析,参与者进入队列和性别基础上四分位数之间的分布控制。我们测试的一个线性趋势在四分位数分配每个四分位数的中值和建模作为连续变量。多变量模型被用来评估可能的混杂因素的影响,包括体重指数(使用体重接近报道时间抽血,连续),教育水平(<高中,高中,>高中)、吸烟状态(过去从不抽烟,抽烟,当前吸烟者),和身体活动(近似tertiles对应于低、中、高活动水平)。我们分类参与者根据tertiles代谢当量小时总身体活动的NHS, HPFS分区,和WHI和缓和剧烈体育活动的数量是用于CPS-II和MEC。当协变量的数据丢失,我们使用一个失踪的指示器(6.7%的参与者1或更多失踪协变量数据)。我们检测效果修改按性别、禁食状态(< 4 vs≥4小时自最后一餐),从血液采集和时间对疾病发病(< 5 vs≥5年),包括产品的个人BCAAs和修饰符在不同的模型。我们进行了灵敏度分析排除患有糖尿病,糖尿病与代谢物,显著改变有关22包括BCAA水平升高,23和也与ALS的风险有关。24所有的分析进行了使用SAS 9.4 (SAS研究所,卡里,NC)。α-level被设置为0.05。
数据可用性
数据分析在当前的研究中并不公开,因为限制访问,但进一步的信息数据集可以从相应的作者以合理的要求。
结果
我们发现总共有275个人开发ALS 319627参与者提供血液样本中这五个群组研究。有一个更高比例的女性相比,男性参与者在我们的研究中。情况下更有可能曾经吸烟控制相比,略低BMI在基线(表1)。进一步,更少的情况下相比教育水平高于高中控制。其他类似的分布特征。等离子体水平的亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸显著相关,和更高水平与BMI (表2)。此外,更高水平的氨基酸显著相关水平较高的谷氨酸和尿酸盐。所有3 BCAAs更高的水平在糖尿病与非糖尿病患者相比参与者(p= 0.006,p= 0.004,p< 0.001的t分别测试亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸)。
更高级别的缬氨酸与较低的肌萎缩性侧索硬化症有关风险分析调整年龄、性别、和匹配变量,但这种趋势并不单调,并进一步调整BMI后不再显著。其他BCAAs与ALS风险没有显著相关性,在连续和分类分析(表3)。调整身体质量指数、吸烟、身体活动和教育水平并没有实质性改变的结果。总BCAA血浆水平与ALS风险无关(数据没有显示)。
没有3代谢物与ALS的风险显著相关的预定义的亚组分析(表4)。RR估计在女性比男性稍低,但差异不显著。同样的,估计是降低那些禁食与nonfasting样品样品相比,但估计在统计学上没有显著不同。估计分析限制在那些时间间隔(≥5年)抽血和ALS发病之间类似于那些局限于用较短的时间间隔(< 5年)。结果是类似的,当我们限制分析个体之间的间隔2年或更少的抽血和ALS发病(数据没有显示)。
敏感性分析,我们排除了参与者开发糖尿病抽血前,与胰岛素抵抗有关增加BCAA水平和糖尿病已经建议影响ALS的风险。23,24然而,没有一个3 BCAAs ALS当风险排除糖尿病患者(n = 49)。在多变量模型中调整了年龄、性别、体重指数、吸烟、体育活动,和教育水平,ALS的RR每SD增加氨基酸含量为0.88 (95% CI 0.76 - -1.03)为亮氨酸、异亮氨酸为0.92 (95% CI 0.78 - -1.08),和0.87 (95% CI 0.75 - -1.02)为缬氨酸。
讨论
在这集中分析5大群组研究,我们没有发现任何关联prediagnostic等离子BCAAs和ALS的风险水平。结果没有显著变化随着时间的推移ALS发病并没有发生实质性改变当我们调整的最相关的混杂因素。我们的研究结果不支持假设等离子BCAAs ALS的危险因素。
先前的研究在BCAAs ALS风险是稀疏的,和之前没有研究评估prediagnostic等离子体水平和疾病风险之间的关系。一些人,11,12,25但不是全部,26,27研究比较代谢物在ALS患者控制报告BCAAs在患者的代谢变化。在一项研究中比较代谢物在22个ALS患者28与其他神经控制条件下,等离子体水平3 BCAAs更高的ALS患者相比,控制使用核磁共振(NMR)谱分析。11比较研究的结果类似代谢物在同一队列的患者使用质谱分析和控制,但只有等离子体水平缬氨酸和异亮氨酸ALS患者显著增加。12进一步,一项研究使用核磁共振来确定诊断档案识别95运动神经元疾病患者86例与其他神经疾病和报道,缬氨酸和异亮氨酸测量在脑脊液中代谢物贡献最最后的诊断模型。25在我们的研究中,我们没有发现任何差异prediagnostic BCAA水平在那些患肌萎缩性侧索硬化症之后他们匹配控制,这表明氨基酸不会导致最早的病原学的事件。不过,这些氨基酸可能影响疾病过程在稍后的阶段,这可能与以前的代谢组学研究的结果一致,可能的不良反应在临床试验报告,4,5和体内和体外研究的结果表明BCAAs影响通路相关的疾病。6,7
BCAAs贡献从头合成和谷氨酸的缓冲,在过量可能导致会引起肌萎缩性侧索硬化症。氨基酸,特别是亮氨酸,迅速进入中枢神经系统,28并提供大约25%的氨基酸组大脑谷氨酸。29日有人建议,高水平的BCAAs导致过多的谷氨酸,这可能引发运动神经元死亡由于谷氨酸受体的过度刺激。30.这是一个动物研究证据所支持的饮食富含BCAAs诱导运动神经元的兴奋过度,这是与一个特定的谷氨酸受体(门冬氨酸受体),后被取消的影响政府的特定的NMDA通道阻滞剂。31日然而,BCAAs也不要过度谷氨酸水平作为缓冲机制。BCAAs后星形胶质细胞的代谢,其ketoacids释放到细胞外液,随后可以被神经元。1Ketoleucine可以转换回亮氨酸,这个过程消耗了谷氨酸,它提供了一种机制来防止过量的氨基酸。1因此不清楚人类BCAA的摄入会导致更高水平的谷氨酸,毒害神经的效果。
我们的研究有几个优势。首先,嵌套病例对照研究设计,参与者来自现有的群组研究,最大限度地减少选择偏见在选择的风险控制。第二,前瞻性研究设计与样本收集年前疾病发病限制反向因果关系的偏见的风险。最后,我们可以考虑几个可能的混杂因素建议在肌萎缩性侧索硬化症有关,包括体重指数、体力活动、吸烟、和糖尿病。
我们的研究也有一些局限性。虽然我们吸引了5大群组研究的参与者,我们能够确定只有275个人后发达ALS,由于疾病的发病率低。这可能影响了统计能力检测显著差异,特别是在亚组分析。不过,鉴于风险估计与ALS的所有BCAAs风险低于1.0,似乎不太可能与风险增加相关的氨基酸会如果更多的参与者包括在内。我们的研究人口只有27%男性参与者,代表一个典型ALS人口,该病的发病率在男性比女性高。32不寻常的分布主要是由于包含WHI的参与者,谁都是女性,都贡献了血液样本。我们没有观察到任何重大差异导致了男人和女人,因此它是不太可能,这影响了我们的结果。我们没有临床信息,如ALS的亚型,可能因此不评估是否有差异与零星的ALS那些发展中家族性肌萎缩性侧索硬化症。此外,由于缺乏临床信息,我们使用信息从死亡证书来捕获CPS-IIN ALS病例,MEC, WHI。这可能导致一些参与者ALS的误分类,准确的死亡证书可能会低于医疗记录。美国一项研究的敏感性和阳性预测值(PPV)使用死亡证明ALS估计为85%和65%,33在最近的一项研究报告从丹麦的敏感性84%,整体PPV 82%。34总的来说,这表明使用死亡证明是足够的,但不理想,工具来捕获ALS患者的流行病学研究。我们评估了协会使用单一等离子体测量每个个体,可能不能反映长期接触的氨基酸。然而,在验证研究在国民健康保险制度和HPFS分区,上述3氨基酸有斯皮尔曼相关系数0.60当比较2样品收集在同一个人相隔0.8 - -2.3年,表明单一度量值可能会反映出长期合理的水平。35身体活动的数据被收集在不同年龄段和不同方法在整个军团,我们可能无法完全调整的分析。最后,正如任何观察研究能力是与生俱来的东西,我们不能排除这种可能性,结果可能会影响到剩余或无节制的混淆,我们不能占。
在汇集分析5队列研究中,我们没有发现任何重大关联prediagnostic等离子BCAAs和ALS的风险水平。我们的研究表明,高生理水平的这些氨基酸不增加疾病的风险。
作者的贡献
Bjornevik博士:起草/修订手稿内容,分析或解释的数据,统计分析。O ' reilly博士:起草/修订手稿内容,分析或解释的数据。贝里博士:起草/修订手稿内容,分析或解释的数据。Clish博士:起草/修订手稿的内容,分析和解释数据。美国Jeanfavre:起草/修改的手稿内容,分析和解释数据。加藤博士:起草/修订手稿内容,采集的数据。Kolonel博士:起草/修订手稿内容,采集的数据。勒玛珊德博士:起草/修订手稿内容,采集的数据。麦克科鲁斯医生:起草/修改的手稿内容,采集的数据。Paganoni博士:起草/修订手稿的内容,分析和解释数据。 Dr. Schwarzschild: drafting/revising the manuscript for content, analysis or interpretation of data. Dr. Talbott: drafting/revising the manuscript for content, acquisition of data. Robert B. Wallace: drafting/revising the manuscript for content, acquisition of data. Dr. Zhang: drafting/revising the manuscript for content, analysis or interpretation of data. Dr. Manson: drafting/revising the manuscript for content, acquisition of data. Dr. Ascherio: study concept or design, drafting/revising the manuscript for content, analysis or interpretation of data, acquisition of data, obtaining funding. Drs. Bjornevik and Ascherio had full access to all the data in the study and take responsibility for the integrity of the data and the accuracy of the data analysis.
研究资金
这项工作是支持的资助国家神经疾病和中风研究所(R01 NS045893)授予Alberto Ascherio博士。英国国民健康保险制度是通过美国国立卫生研究院资助听UM1 CA186107 R01 CA49449。HPFS分区队列是由美国国立卫生研究院资助通过授予听UM1 CA167552。美国癌症协会基金创建、维护和更新的CPS-II军团。MEC队列是由美国国立卫生研究院资助通过U01 CA164973。WHI的程序由国家心脏,肺和血液研究所,国家卫生研究院、美国卫生和人类服务部,通过合同HHSN268201600018C HHSN268201600001C, HHSN268201600002C。赞助商没有参与这项研究的设计和实施;的收集、管理、分析和解释数据;或准备,审查或批准的手稿。
信息披露
作者报告没有披露相关的手稿。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者承认军团的参与者和莱斯利昂格尔提供行政支持。
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
- 收到了2018年4月6日。
- 接受的最终形式2018年9月17日。
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