【中西合璧】基于多组学分析的针灸治疗遗忘性轻度认知障碍的微生物-肠-脑轴机制的发现：一项初步研究

背景   

轻度认知损伤（mild cognitive impairment，MCI）是一种广泛分布的神经退行性疾病，其特征是客观的认知功能恶化，超出了正常老化的预期;然而，它在日常活动中保持独立性。遗忘型MCI（aMCI）是MCI的最常见亚型，以记忆障碍为主，患病率为15-20%，并随年龄增长而升高。aMCI已被确定为阿尔茨海默病（AD）导致进展为痴呆的可能性最高，每年，10-15%的MCI患者因AD而发展为痴呆。随着人口老龄化，这已成为医疗保健系统和社会的一个重大问题。在aMCI期早期发现和干预可延迟痴呆的发作。然而，根据现行指南，尚无药物或疗法被批准用于治疗或预防aMCI，常用药物疗效有限，且与副作用风险增加相关。在此背景下，迫切需要对aMCI进行额外的治疗干预。

近年来，越来越多的证据强调了肠道微生物群与神经退行性疾病之间的复杂联系。微生物-肠-脑(MGB)轴涉及胃肠道和大脑之间的双向通信途径功能磁共振成像(fMRI)是一种广泛使用的神经成像工具，有助于了解aMCI的病理生理和作用机制。区域均匀性(ReHo)技术在功能磁共振成像评估过程中表征固有或自发脑活动方面已经证明了可靠性和实用性，并已广泛应用于涉及aMCI患者的研究。肠道微生物群是生活在胃肠道中的一个多样化和动态的微生物群落肠道微生物群的改变通常与神经系统疾病和衰老有关，可引发神经可塑性、DNA甲基化和能量代谢，从而潜在地导致认知能力下降值得注意的是，血液作为代谢物的通道，促进了大脑和肠道微生物群之间的“串扰”几种血清代谢物已被确定与肠-脑完整性共享强大的共调节关系，并对认知过程及其神经基础产生深远影响作为微生物组和代谢物研究的主流测序技术，宏基因组和非靶向代谢组测序技术领域正在进行的工作对于揭示肠道微生物群、血清代谢物和疾病之间的相互关系至关重要。

许多研究发现，针灸在调节认知功能障碍的MGB轴方面起着至关重要的作用。因此，MGB轴可能在针灸治疗aMCI的机制中起着至关重要的作用。迄今为止还没有研究详细描述了临床结果、脑功能、肠道微生物群和血清代谢物之间的相互作用，这些相互作用是用认知评估、功能磁共振成像的ReHo、肠道宏基因组学和针灸治疗aMCI的血清代谢物来评估的。因此，此项由四川中医药大学梁繁荣团队开展的随机对照试验，旨在初步探讨针刺是否通过调节MGB轴增强aMCI患者的认知能力。

方法

研究设计

这项随机、评估盲、对照试验于2022年至2023年进行。所有参与者在随机化前提供书面知情同意书。研究结果是根据所有参与者自愿提供的知情同意书进行报告的。本研究遵循试验综合报告标准声明和针灸对照试验干预报告标准指南报告RCT该试验获得了所有参与单位的伦理批准，遵守赫尔辛基宣言，并在中国临床试验注册中心注册(ChiCTR2200062084)。试验程序流程图如图1所示。

图1: 研究流程图。

受试者及纳入标准

诊断为aMCI的个体从中国成都市四家三级医院(四川大学华西医院、四川省人民医院、成都市第四人民医院和四川省康复医院)的神经内科、记忆内科和针灸门诊进行筛选和转诊。招聘工作包括通过报纸、官方网站和各种研究和招聘平台的公告栏发布公告。在每个招募中心对所有参与者进行全面评估，包括神经心理学检查、血液检查和脑磁共振成像(MRI)，以确定他们是否符合研究要求。根据Jak/Bondi 2014标准确定aMCI的诊断在各医院门诊进行针灸治疗。

纳入标准：（1）患者有记忆主诉，并在2014年符合 Jak/Bondi 诊断标准；（2）50岁，80岁，右撇子，能说普通话；（3）患者的病程至少3个月；（4）患者的临床痴呆量表痴呆评分为0.5；（5）患者的Hachinski缺血评分为≤4；（6）患者至少受过8年的教育，能正确理解和完成量表；（7）患者已签署知情同意书;（8）患者无磁共振成像的禁忌症。

排除标准：（1）患者接受可能干扰认知功能的治疗;（2）患者有其他可能导致认知障碍的神经系统疾病（除了潜在的早期阿尔茨海默病），包括血管性痴呆、帕金森病、脑肿瘤、导致神经功能障碍的脑外伤，以及其他脑部结构异常。其他可能导致认知衰退的全身性疾病（如贫血、代谢性脑病、桥本脑病等）；（3）脑部MRI显示感染或其他局部病变、多发性栓塞性梗死、重要记忆脑区梗死，或严重白质病变（Fazekas评分≥3）；（4）患者有肿瘤、精神病史（如双相情感障碍、精神分裂症、重度焦虑（根据汉密尔顿焦虑量表评分≥29），以及重度抑郁（根据汉密尔顿抑郁量表评分≥24），符合《精神疾病诊断与统计手册第五版》诊断标准；（5）患者有出血倾向、出血性疾病或严重皮肤感染史；（6）患者有严重药物依赖、吸烟、药物滥用和酗酒史；（7）患者处于妊娠期、哺乳期或育龄期；（8）患者在过去6个月内已参与其他临床研究；（9）患者在过去6个月内曾服用益生菌、益生元、抗生素或胃肠动力药物。

随机化和盲法

根据计算机生成的随机序列(每组4名参与者)，参与者以1:1的比例被分配到针灸组或候补组。在受试者入组前，由未参与试验的独立人员使用R软件4.1.2版本生成随机分配序列，然后用不透明密封的信封进行简单的隐性随机化。根据患者的序列编号进行排列。整个过程由研究协调员执行，他没有参与试验。然后通过电话通知每个中心的针灸师小组分配。每位患者独立治疗。结果评估人员、数据管理人员和统计人员在数据分析之前对分组分配不知情。在基线和第12周进行临床评估、MRI、肠道微生物群和血液检查。

干预

在12周的时间里，针灸组每周接受两次治疗，总共24次。所有针灸师都有执照，并至少有3年的临床经验使用一次性不锈钢针灸针针刺深度为20~25mm的穴位，包括百会(GV 20)、神定(GV 24)、双侧安眠(EX-HN 18)、双侧神门(HT7)和双侧太喜(KI 3)患者采用仰卧位治疗。然后，针灸师每10分钟对所有针进行5-10秒的轻柔手法，以保持德气。每节课持续30分钟。等候名单控制组的参与者被告知在12周期间不接受任何针灸干预或额外的认知治疗。经过12周的观察，他们可以免费接受与针灸组相同次数的针灸治疗。根据建议，为了最大限度地减少不向等候名单对照组提供任何干预的潜在影响，两组参与者在每次就诊时都接受10-15分钟的健康教育，以改善他们的认知功能。此外，等候名单控制组的参与者被告知，他们可以在12周的观察期结束时接受24次免费针灸治疗。所有参与者都不鼓励使用可能影响其认知功能的药物或其他干预措施。

结果设定

所有参与者在基线和干预后接受了以下神经心理学评估:一般认知功能改善测量使用中文版阿尔茨海默病评估量表-认知(ADAS-Cog)的变化作为主要结果。该版本在中国老年轻度认知障碍患者中具有信度和效度。该量表变化≥3分被认为是最小临床重要差异(MCID)。次要结果包括华山听觉语言学习测试(AVHT-h)情景记忆功能、蒙特利尔认知评估基础(MoCA-B)全球认知功能测试、日常生活活动功能活动问卷(FAQ)的变化。汉密尔顿抑郁量表(HAMD)和汉密尔顿焦虑量表(HAMA)用于抑郁和焦虑症状，轻度行为障碍检查表(MBI-C)用于心理和行为症状，匹兹堡睡眠质量指数(PSQI)用于睡眠质量评估。治疗应答率表征为ADAS-Cog评分变化≥MCID的个体百分比。此外，该研究还记录了退出的原因和与针灸相关的不良事件。

统计分析

样本量估计：根据以往的研究，每组10-15人，41-43人获得稳定的MGB轴分析统计效果。考虑到20%的辍学率，每组招收20名符合条件的参与者。

采用IBM SPSS 26.0版软件进行计算。采用两样本t检验和卡方检验比较受试者的人口学特征(如年龄、性别、教育程度)。临床结果采用广义估计方程估计，I型误差阈值为5%，显著性水平P<0.05。协变量包括基线测量、时间、组和组间相互作用，这些可能影响针灸的疗效。连续变量用均值和标准差(sd)或95%置信区间(ci)表示，分类变量用数字(百分比)表示。

结果 

筛选过程选择了343名参与者，其中40人在基线时被纳入。40名参与者完成了试验(图1)。针灸组和等候名单对照组的基线人口统计学和临床特征没有显着差异。表1显示了患者的基线和临床特征。

表1：纳入ITT分析的40例患者的基线特征。

临床结果

针灸组的ADAS-Cog评分至第12周的平均基线变化为-3.94(95%CI，-5.03至-2.85)，等候组为1.72(95%CI,0.99-2.46)。在第12周，接受针灸治疗的参与者的ADAS-Cog评分比等候名单对照组降低得更大(MD，-5.66[95%CI，-6.98-4.35])。（图二、表二）

图2: 研究期间的临床结果。

表2: 意向治疗人群中两组间的主要结局测量。

大脑ReHo的变化

在ReHo方面，与针刺前相比，左侧舌回(Lingual_L)、右侧中央后回(Postcentral_R)、右侧角回(Angular_R)、左侧扣带中回和副扣带回(Cingulum_Mid_L)的ReHo明显增加。右侧枕下回(Occipital_Inf_R)、左侧额中回眶部(Frontal_Med_Orb_L)和左侧内侧额上回(Frontal_Sup_Medial_L)的ReHo值也有所下降(图3)。等候名单对照组未发现ReHo值明显改变的脑区。

图3: 针刺组治疗前后Reho值的差异

肠道微生物群和特定微生物多样性的变化

在肠道微生物组多样性中，α-多样性指数分别代表群落丰富度(Chao1和Ace)和多样性(Shannon和Simpson)。利用PCoA进行β-多样性分析，比较不同群体的肠道微生物群落。然而，无论是针灸组还是候补组，肠道微生物群的α-多样性和β-多样性均未出现显著变化。为了初步筛选针刺治疗aMCI的关键肠道菌群，LEfSe分析显示，针刺后s_Ruminococcus_sp_AF43_11减少，而s_Eubacter-ium_coprostanoligenes和s_Inoviridae_sp增加（图4）。然而，在等候名单对照组中没有检测到特定的微生物。

图4: 基于宏基因组的微生物群丰度的LEfSe分析

血清代谢物丰度的变化

PLS-DA图(图5A-5B)显示各组之间的明显区别。针刺第0周至第12周，共观察到32种差异代谢物(针灸诱导变化代谢物)，等待名单对照组在第0周至第12周共观察到17种差异代谢物。采用分层聚类分析分析差异代谢物的变化。生成热图以显示这些代谢物水平的平均变化(图5C-5D)。

图5:组间代谢物差异分析

中西合璧述评

该研究是首个结合临床和多组学分析的随机MGB轴试验，旨在研究针灸治疗aMCI患者的有效性，并阐明其潜在机制。该RCT显示，针灸可显著改善aMCI患者的临床症状。针刺的MGB轴调节作用通过改变特定的脑功能、肠道微生物群和血清代谢物来证明。此外，针刺相关的特定脑区(Cingulum_Mid_L)、微生物种类(Ruminococcus_s-p_AF43_11)和血清代谢物(DPK)可以准确预测aMCI患者针灸干预的应答率。

针刺可有效改善aMCI的症状，在提高整体认知功能、记忆、日常生活活动、情绪功能和睡眠质量方面优于候补控制。此外，在MGB轴上的初步研究结果表明，针灸的效果与特定脑区、微生物种类和血清代谢物的变化相关，这可能是治疗效果的准确预测指标。未来的研究应侧重于阐明MGB轴与针灸疗效相关的潜在机制，并探索已识别的生物标志物在优化治疗中的临床应用。

原始文献

Yin ZH, Bao QN, Li YQ, et al. Discovery of the microbiota-gut-brain axis mechanisms of acupuncture for amnestic mild cognitive impairment based on multi-omics analyses: A pilot study. Complement Ther Med. 2025;88:103118. doi:10.1016/j.ctim.2024.10311