01
痴呆症正成為全球公共衛生的重大挑戰。據預測,全球痴呆症患者人數將從2019年的5700萬激增至2050年的1.52億,經濟負擔也將從2019年的1.3萬億美元攀升至2030年的2.8萬億美元。在眾多痴呆亞型中,阿爾茨海默病(ad)和血管性痴呆(vd)最為常見,其核心病理特徵分別為大腦中β-澱粉樣蛋白(aβ)沉積和腦血管功能障礙。儘管科學界對維生素與痴呆的關聯已有探討,但生物素——這一維生素b家族成員在痴呆預防中的作用卻長期存在爭議。
生物素(biotin),又稱維生素b7,是一種水溶性b族維生素,也是人體多種關鍵代謝酶的重要輔酶。生物素對胚胎正常發育、神經系統功能穩定也具有積極作用。人體自身無法合成,需通過食物或補充劑獲取,常見於蛋黃、堅果、豆類、肝臟及全穀物中,缺乏時可能出現皮炎、脫髮、疲勞及神經系統異常等癥狀。
2026年3月,清華大學萬科公共衛生與健康學院的研究團隊在《柳葉刀》子刊發表重磅研究,通過人群隊列、動物實驗與分子模擬,首次系統揭示了膳食生物素與痴呆風險降低的關聯,尤其為阿爾茨海默病的預防提供了全新視角。
02
研究團隊利用英國生物樣本庫(uk biobank)超20萬人的前瞻性隊列數據發現:較高生物素攝入顯著降低了全因痴呆、阿爾茨海默病及遲發性痴呆的風險。具體而言,與低攝入組相比,中等攝入量(約30-50μg/天)人群的全因痴呆風險下降17%(風險比hr=0.83),高攝入量(>50μg/天)人群風險下降22%(hr=0.78);阿爾茨海默病風險在中等和高攝入組中分別降低26%(hr=0.74)和21%(hr=0.79)。
值得注意的是,這種保護效應特異性針對阿爾茨海默病,並未在血管性痴呆或早發性痴呆中觀察到。進一步通過腦成像分析發現,高生物素攝入者的腦皮質呈現出獨特的“假性萎縮”模式——腦區體積減小但組織信號強度增加,這並非傳統神經退化表現,反而與抗澱粉樣蛋白療法引發的腦結構重塑特徵高度相似。
為解析上述關聯的生物學機制,研究團隊構建了生物素缺乏小鼠模型。結果顯示,生物素缺乏會特異性改變海馬體和前額葉皮層中關鍵蛋白的表達:澱粉樣前體蛋白(app)、早老素1(狗1)和載脂蛋白e(apoe)的代謝平衡被打破,導致αβ42水平升高、aβ42/40比例失調——這正是阿爾茨海默病的核心病理標誌。
分子對接模擬進一步揭示,生物素能夠直接與psen1的催化口袋和apoe的受體結合域相互作用,可能通過以下雙重機制發揮作用:抑制aβ生成:生物素與psen1的結合或干擾其催化活性,減少aβ的產生;促進aβ清除:生物素影響apoe的構象,增強其介導的aβ轉運與降解能力。
總人群(a)以及按性別(b)、多基因風險評分(c)和社會經濟剝奪指數(d)分層分析中,膳食生物素與痴呆風險呈非線性關聯
研究通過劑量反應曲線分析發現,生物素與痴呆風險呈獨特的 “j型關聯」:當攝入量達到約50μg/天時,風險降至最低點;進一步增加攝入量並未帶來額外收益。這一發現為精準營養干預提供了關鍵依據。值得注意的是,50μg/天的推薦量完全可通過均衡飲食實現——雞蛋、堅果、豆類等常見食物中富含生物素,無需依賴高劑量補充劑。
03
該研究填補了多項科學空白:人群證據的突破:首次通過大樣本前瞻性隊列證實膳食生物素與痴呆風險的負相關,尤其明確其與阿爾茨海默病的特異性關聯;機制的深化:從腦結構重塑表型到app/psen1/apoe分子通路,再到生物素-psen1/apoe的直接相互作用,構建了“暴露-表型-機制”的完整證據鏈;實踐指導價值:提出50μg/天的“最優攝入窗口”,為公共衛生策略提供可操作性建議,支持“食物即藥物”的防病理念。
儘管研究揭示了生物素在痴呆預防中的潛力,但轉化應用仍需謹慎推進:精準定位人群:鑒於生物素主要影響澱粉樣蛋白通路,其預防效應可能集中於阿爾茨海默病高風險人群(如攜帶apoeε4等位基因者)。補充劑安全性:雖食物來源生物素安全性高,但高劑量補充劑可能干擾其他生物素依賴酶的功能,需警惕潛在風險。臨床驗證需求:未來需通過隨機對照試驗證實補充生物素對認知衰退和生物標誌物的改善作用,並探索其與現有抗澱粉樣蛋白療法的協同潛力。
參考
張俊瀚,等。 「與膳食生物素相關的區域特異性大腦結構調節和澱粉樣蛋白-β病理學:對癡呆症神經病理學的見解。」生物醫學125(2026)。