综述:非洲老年人阿尔茨海默病及相关痴呆症的遗传与环境决定因素:一项叙述性综述

【字体: 时间:2025年10月10日 来源:Genes and Environment 1.9

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  本综述系统探讨了非洲老年人群中阿尔茨海默病及相关痴呆症(ADRD)的遗传与环境交互作用,重点分析了载脂蛋白E(APOE)基因的独特作用。作者指出,尽管APOEε4是全球AD主要风险因子,但其在非洲人群中的效应较弱且存在地域差异,可能与遗传多样性、环境暴露(如疟疾、重金属污染)及医疗资源不均有关。推荐关注其提出的多中心研究与非洲痴呆联盟(AfDC)对填补研究空白的意义。

  

流行病学特征:城乡差异与诊断挑战

非洲正面临人口老龄化加速带来的公共卫生挑战,阿尔茨海默病及相关痴呆症(ADRD)的疾病负担显著上升。世界卫生组织预测,到2050年非洲痴呆症病例将增长204%,其中低收入和中等收入国家(LMICs)占比最高。然而,非洲地区的痴呆症流行病学研究仍存在显著空白。现有数据显示,撒哈拉以南非洲的痴呆症发病率约为13.26/1000人年,每年新增病例数超过36万。
值得注意的是,非洲不同地区的痴呆症患病率存在明显差异。西非地区(如尼日利亚伊巴丹)患病率较低(约2.3%-3%),而中非、东非和南部非洲地区患病率较高(超过6%)。这种差异部分源于诊断标准的不统一:研究中使用DSM-IV、NINCDS-ADRDA等国际标准可能低估实际患病率,而采用10/66标准或社区痴呆筛查工具(CSI-D)的研究则报告了更高患病率(如坦桑尼亚研究显示患病率从6.4%升至21.6%)。
城乡差异也是重要特征。城市地区因高血压、糖尿病等心血管风险因素集中,加之环境污染和压力水平较高,痴呆症患病率普遍高于农村地区。但农村地区面临诊断资源匮乏、健康知识普及度低等挑战,可能导致大量病例未被识别。教育水平与认知储备的关联同样值得关注,较高教育水平可能对认知功能产生保护作用。

APOE等位基因:非洲人群的特殊性

载脂蛋白E(APOE)基因是晚发型阿尔茨海默病的关键遗传因子,其三种主要等位基因(ε2、ε3、ε4)的分布具有人群特异性。全球范围内,APOEε4等位基因频率约为13.7%,但在非洲不同地区呈现显著变异:尼日利亚人群ε4频率高达29.6%,贝宁为15.5%,而南非农村老年人群为25.4%。
与欧洲和北美人群不同,APOEε4在非洲人群中的阿尔茨海默病风险关联较弱甚至缺失。多项研究显示,尼日利亚、肯尼亚、贝宁和南非人群均未发现APOEε4与阿尔茨海默病的显著关联。例外出现在突尼斯人群和部分非洲美国人研究中,其中 homozygous ε4携带者(ε4/ε4)风险显著增加,而 heterozygous携带者(ε3/ε4)风险不明显。这种差异可能源于非洲人群独特的遗传背景和环境适应。

遗传多样性:进化适应与保护机制

非洲拥有全球最高的遗传多样性,其低连锁不平衡和短单倍型区块特征为遗传研究提供了独特资源。然而,非洲人群在基因组关联研究(GWAS)中的代表性不足(<2%),限制了对其痴呆症遗传基础的深入理解。
有趣的是,APOEε4等位基因在非洲的持久存在可能与进化适应有关。研究表明,APOEε4/4携带者的血浆可显著抑制恶性疟原虫(Plasmodium falciparum)生长,这可能解释了该等位基因在疟疾流行地区的选择优势。类似血红蛋白病的保护机制,APOEε4可能通过结合极低密度脂蛋白(VLDL)改变脂质代谢,从而抑制寄生虫增殖。
此外,非洲特异性保护性变异也被发现。位于19q13.31位点的遗传变异可降低APOEε4携带者的阿尔茨海默病风险,而rs10423769位点的A等位基因可使 homozygous ε4携带者的风险降低约75%。这些发现凸显了非洲人群遗传研究的潜在价值。

基因-环境交互作用:多重风险因子

疟疾与APOE的进化权衡

如前所述,APOEε4可能通过抑制疟原虫生长提供生存优势。体外实验显示,APOEε4/4血浆可引起疟原虫红细胞内期死亡,而APOEε3/3血浆无此效应。但这种保护作用的研究存在局限性,包括缺乏免疫系统参与的体外模型、未考虑肝脏阶段感染,以及忽略基因-环境交互作用等因素。

高血压与心血管健康

高血压是非洲,特别是中西非地区痴呆症的重要风险因素。研究表明,高血压与APOEε4协同增加痴呆风险,但“动脉粥样硬化风险社区研究”发现,心血管健康状态对痴呆风险的影响独立于APOE基因型。改善心血管健康可能对所有基因型均具有保护作用。

HIV感染与神经认知障碍

HIV相关神经认知障碍(HAND)是非洲面临的特殊挑战。南非研究显示,年轻HIV感染者(≤35岁)中APOEε4携带者表现为言语记忆能力下降和胼胝体萎缩,且存在等位基因剂量效应。APOEε4可能通过改变神经元基因表达,削弱神经修复功能,从而加剧HIV相关的神经退行过程。

环境毒素暴露

农药和重金属暴露是非洲农村地区的显著风险。有机磷农药(如DDT)与记忆减退和认知下降相关,可能通过升高淀粉样前体蛋白(APP)水平、 impairing amyloid-β clearance 机制发挥作用。尼日利亚研究显示,农村农民血铅水平与氧化DNA损伤标志物相关,南非农业工作者则表现出记忆和执行功能缺陷。APOEε4携带者可能对这些环境毒素更为敏感。

维生素D与空气污染

维生素D缺乏与痴呆风险增加相关。研究发现严重维生素D缺乏者痴呆风险显著升高,可能与其抗炎和神经保护作用减弱有关。有趣的是,APOEε4携带者血清维生素D水平较高,提示基因型与营养素代谢的复杂交互。
空气污染(尤其是PM2.5和NO2)通过激活神经炎症通路加速认知衰退。研究显示,老年女性居住于高PM2.5地区时,APOEε4/4携带者的全因痴呆风险显著增加。动物实验进一步证实,纳米颗粒物(nPM)暴露可升高脑内β-淀粉样蛋白水平,诱导神经退行性变。

挑战与未来方向

非洲痴呆症研究面临三大核心挑战:
  1. 1.
    医疗资源不均:农村地区诊断工具匮乏,文化观念将痴呆视为正常衰老,导致诊断延迟
  2. 2.
    诊断标准不一:西方开发的认知评估工具缺乏文化适应性,可能造成误诊或漏诊
  3. 3.
    研究基础设施不足:纵向研究和大型基因组研究稀缺,限制对APOE基因环境交互的理解
未来需优先开展以下工作:
  • 纵向研究:追踪APOE基因对认知老化的长期影响
  • 多中心合作:通过非洲痴呆联盟(AfDC)等 initiative 构建临床-社会经济数据集和生物样本库
  • 人群特异性研究:如“阿尔茨海默病多样性队列招募与保留(READD-ADSP)”计划旨在招募5000名非洲参与者探索遗传机制

结论:公共卫生与政策意义

非洲人群的痴呆症风险受遗传多样性、环境暴露和社会文化因素共同塑造。APOEε4的风险效应较弱不代表其无相关性,而是强调需要开展针对非洲语境的研究。政策制定应关注:
  • 开发 culturally tailored 风险评估工具
  • 加强环境监管(如农药使用规范、空气质量标准)
  • 将痴呆筛查整合到基层医疗体系
  • 投资教育、营养和心血管健康等全生命周期脑健康促进措施
通过填补研究空白和转化科学发现为具体政策,可显著改善非洲痴呆症防治现状,并为全球神经退行性疾病研究提供独特见解。
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