《Experimental Brain Research》：Pre-stroke physical activity and Val66Met (rs6265) genotype of BDNF gene correlate with the post-stroke cognitive outcome: a prospective cohort study
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卒中前体力活动可能通过包括脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）信号通路在内的神经可塑性机制对卒中后认知障碍（post-stroke cognitive impairment，PSCI）起到保护作用。
卒中前体力活动可能通过包括脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）信号通路在内的神经可塑性机制对卒中后认知障碍（post-stroke cognitive impairment，PSCI）起到保护作用。然而，关于卒中存活者的证据以及BDNF Val66Met多态性的修饰作用仍然有限。在这项前瞻性单中心队列研究中，97例缺血性卒中患者于指数住院期间及6个月随访时接受了详细的神经心理学评估。卒中前体力活动通过每周代谢当量-分钟（metabolic equivalent of task-minutes，MET-minutes）（国际体力活动问卷，International Physical Activity Questionnaire，IPAQ量表）进行量化。研究人员测定了血清BDNF水平及Val66Met基因型。采用Spearman相关分析及校正多变量线性回归评估MET值与认知结局（基线、随访）之间的关联。较高的卒中前MET值与基线整体认知功能（蒙特利尔认知评估量表，Montreal Cognitive Assessment，MoCA）、言语学习/回忆（加州言语学习测试，California Verbal Learning Test，CVLT指标）、注意力和执行功能指标的更优表现相关。经校正后，CVLT长延迟自由回忆（long-delay free recall，LDFR）和连线测试A部分（Trail Making Test Part A，TMTA）仍保持显著性（CVLT LDFR的β=0.000087；TMTA的β=-0.000336，每MET-min/周，p<0.05）。在6个月随访时，多项相关性提示较高MET值与更好的表现相关（VFT字母K、CVLT LDFR-sten、VFT果蔬、CVLT SDCR-sten、TMTA、TMTB），但经错误发现率（false discovery rate，FDR）校正后未保持统计学显著性。随访MET值在校正模型中与CVLT短延迟线索回忆（short-delay cued recall，SDCR）相关（β=0.00011，p<0.05）。平均血清BDNF浓度与MET值无相关性（均值27,261±7,967 pg/mL），且与对照组相比无差异。BDNF基因Val66Met基因型Val/Val（GG）携带者较Met等位基因携带者认知表现更优，但该基因型与血清BDNF水平无相关性。在检验的认知模型中，未发现中介、修饰或BDNF直接关联的证据。较高的卒中前体力活动与较好的早期认知结局相关，而6个月随访结果仍有待进一步探索。BDNF Val66Met多态性也与特定认知域相关。然而，两种因素均未提高外周BDNF水平，提示该多态性可能影响BDNF活性而非数量。综合评估这些因素突显了可改变的生活方式和不可改变的遗传因素如何独立地塑造卒中后认知储备的不同方面。
缺血性卒中是成人致残的主要原因之一，伴随着言语障碍、平衡失调、跌倒、肌少症、疼痛、疲劳及认知症状等一系列后遗症，严重影响患者生活质量。其中，卒中后认知障碍（post-stroke cognitive impairment, PSCI）是最为常见的后遗症之一，约64%的卒中存活者会出现不同程度的认知功能损害。尽管低至中等强度的体力活动已被证实对整体认知功能、记忆力和执行功能具有积极影响，且卒中后体力活动与认知表现改善相关，但现有研究多聚焦于卒中后的体力活动干预，关于卒中前体力活动水平与卒中后认知表现之间关联的证据仍相对有限。
体力活动发挥认知保护作用的机制涉及增加脑氧供和脑灌注以促进神经发生、血管生成和突触可塑性，同时通过上调神经营养因子表达、降低氧化应激和减少β-淀粉样蛋白形成等途径减轻神经炎症反应。脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）作为神经营养因子家族的关键成员，在轴突再生、认知调节、血管生成、突触发生和神经可塑性方面发挥着重要作用，其效应主要通过激活原肌球蛋白受体激酶B（tropomyosin receptor kinase B, TrkB）实现。BDNF被认为是运动诱导认知功能改善的潜在中介因素，然而其具体作用机制在卒中人群中的研究仍不充分。
BDNF基因存在多种常见的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphisms, SNPs），其中Val66Met（rs6265）是研究最为广泛的多态性位点之一，该多态性与轻度认知障碍向阿尔茨海默病转化风险增加相关，但其在调节体力活动与特定认知域关系中的作用在卒中人群中证据有限且结论不一致。鉴于此，研究人员开展了这项前瞻性单中心队列研究，旨在探讨卒中前体力活动（以每周代谢当量-分钟量化）与卒中后基线及随访认知表现的关联，评估卒中前体力活动与血清BDNF浓度的关系，以及BDNF Val66Met多态性对上述关联的修饰作用。
本研究于2018年3月至2020年3月期间在波兰某地区医院神经内科开展，共纳入97例急性缺血性卒中患者，并设立33例年龄和性别匹配的无卒中对照人群。研究采用经过验证的国际体力活动问卷（International Physical Activity Questionnaire, IPAQ）简表评估卒中前体力活动，以每周MET-minutes量化。认知功能评估在患者入院后7天（基线）及6个月随访时进行，由经验丰富的神经心理评估师执行，涵盖蒙特利尔认知评估量表（Montreal Cognitive Assessment, MoCA）评估整体认知功能，加州言语学习测试第二版（California Verbal Learning Test, Second Edition, CVLT-II）评估言语学习、情景记忆、识别记忆和注意力，顺行和逆行数字广度测试（Forward/Backward Digit Span Tests, FDST/BDST）评估短期言语记忆、注意力和言语工作记忆，连线测试（Trail Making Test, TMT）A和B部分评估精神运动处理速度、持续性注意力、视空间扫描、工作记忆、认知灵活性和定势转换，Stroop色彩词测试（Stroop Colour and Word Test, SCWT）考察抑制控制和行为调整能力，以及言语流畅性测试（Verbal Fluency Test, VFT）的两个语义类别（动物、果蔬）和两个音位条件（字母"K"、"P"）评估执行功能、表达性语言能力、记忆过程和处理速度。此外，研究人员采用酶联免疫吸附测定法检测血清BDNF浓度，运用扩增阻滞突变系统聚合酶链反应（amplified refractory mutation system-polymerase chain reaction, ARMS-PCR）技术对BDNF Val66Met多态性进行基因分型，并通过Spearman秩相关分析、多变量线性回归及交互作用分析等统计方法进行数据分析。
研究结果显示，在基线认知评估中，较高的卒中前体力活动水平与多项认知指标的更优表现呈正相关，包括CVLT List A、CVLT短延迟自由回忆（short-delay free recall, SDFR）sten分数、FDST、VFT果蔬、VFT字母K、BDST、MoCA和CVLT LDFR sten分数；同时与TMT-B完成时间、Stroop测试第二部分、TMTA sten分数和TMTA完成时间呈负相关（即体力活动水平越高，完成时间越短，表现越好）。经错误发现率（false discovery rate, FDR）校正后多数结果仍保持统计学显著性。在多变量校正模型中，CVLT LDFR sten分数（β=0.000087，95%置信区间0.000015至0.000160，R2=0.188）和TMTA sten分数（β=-0.000336，95%置信区间-0.000722至-0.000010，R2=0.219）与每周MET值仍保持显著关联，提示每增加1000 MET-min/周，CVLT LDFR sten分数约增加0.087分，TMTA sten分数约改善0.336分。
在6个月随访认知评估中，较高体力活动水平与VFT字母K、CVLT LDFR sten、VFT果蔬、CVLT SDCR sten表现呈正相关，与TMTA和TMTB完成时间呈负相关，但经FDR校正后均未保持统计学显著性。多变量分析确认仅CVLT SDCR sten与每周MET值存在显著关联（β=0.00011，95%置信区间0.0000082至0.0002011，R2=0.585）。
关于BDNF与Val66Met多态性的分析显示，研究组平均血清BDNF浓度为27,261.43±7,966.91 pg/mL，与每周MET值无显著相关性，且与对照组相比无显著差异（Mann-Whitney U检验，p=0.33）。BDNF Val66Met基因型分布为GG型69例（71.1%）、GA型23例（23.7%）、AA型5例（5.1%），不同基因型组间血清BDNF浓度无显著差异。按基因型分层分析显示，GG组和GA组中MET值与血清BDNF浓度均无显著相关性，AA组虽呈强负相关（ρ=-0.90，p<0.05），但因样本量过小（n=5）需谨慎解读。
Val66Met多态性对认知表现的影响分析显示，GG（Val/Val）携带者在MoCA、CVLT语义聚类（semantic clustering）sten分数和CVLT List A上显著优于Met等位基因携带者（GA+AA）。在调整后的线性回归模型中，仅CVLT语义聚类sten分数保持显著性，AA/GA携带者较GG纯合子平均低1.32个sten单位（β=-1.32，95%置信区间-2.29至-0.34，p=0.008）。随访认知表现分析未显示基因型组间存在显著差异。
中介效应分析未发现血清BDNF在体力活动与认知表现之间发挥中介作用的证据：MET与BDNF无显著关联，BDNF在校正后与认知结局亦无独立关联，间接效应可忽略不计。交互作用分析显示BDNF Val66Met多态性未修饰体力活动与认知表现的关联。直接分析亦表明血清BDNF本身与认知表现无独立关联。
研究结论指出，较高的卒中前体力活动与缺血性卒中急性期后更优的认知表现相关，该关联在调整关键人口学变量后仍然存在，提示体力活动可能是认知储备的潜在贡献因素，有助于减轻卒中后认知障碍。然而，6个月随访结果的关联因样本量限制和多重检验校正后失去统计学显著性，应谨慎解读为探索性发现。外周血清BDNF水平与卒中前体力活动及认知结局均无相关性，凸显了神经营养信号传导的复杂性以及单时点外周测量作为中枢神经可塑性过程替代指标的局限性。BDNF Val66Met基因型在特定记忆测量中的差异提示遗传因素在卒中后认知轨迹中可能发挥调节作用。通过在同一分析框架内综合评估这两种因素，研究结果突显了可改变的生活方式习惯和不可改变的遗传因素如何独立地塑造卒中后认知储备的不同方面。这些结果审慎地支持推广规律体力活动作为增强脑血管事件发生前脑弹性的可改变、低成本策略的潜在价值，但考虑到效应量较小及观察性研究设计，仍需在更大规模、纵向、多中心研究中采用客观体力活动评估、连续生物标志物监测和详细神经影像学加以验证，以阐明潜在机制并确定针对性运动干预能否有效降低卒中后认知障碍负担。
