ヘビースモーカーはアルツハイマー病に典型的な脳萎縮を示す

MRIを使用した新たな研究により、喫煙は記憶や思考に関わる脳の重要な領域にダメージを与え、太りすぎはダメージを増大させる可能性があることが示され、認知症予防に関する新たな疑問が浮上している。

NPJ Dementia誌に掲載された最近の研究では、喫煙と脳萎縮の関係、そしてBMI（体格指数）がこの関係を緩和するかどうかが検討されました。この研究では、喫煙者は非喫煙者に比べて脳の灰白質と白質の容積が有意に低いことが明らかになりました。統計モデルにBMIを組み込むと、年間喫煙箱数と脳容積減少との関連は弱まり、直接的な因果関係ではなく、媒介効果の可能性が示唆されました。

神経変性疾患：有病率と危険因子

神経変性疾患は、脳と神経系のニューロンが徐々に機能を失い、身体能力と認知能力の低下につながる疾患です。アルツハイマー病（AD）は最も一般的な認知症であり、記憶、認知、行動に影響を及ぼします。

認知症の有病率は世界中で増加しています。最近の調査によると、世界中で約4,700万人が認知症と診断されており、毎年約1,000万人が新たに認知症を発症すると予想されています。

多くの研究により、若年期、中年期、そして老年期における認知症の危険因子が特定されています。喫煙はその一つの要因であり、世界中で認知症の最大14%に関与していると推定されています。タバコの煙に含まれる毒素は神経炎症を引き起こす可能性があり、これはアルツハイマー病（AD）と密接に関連するメカニズムです。過去の研究では、喫煙者は認知症に加えて、脳血管疾患や呼吸器疾患を発症するリスクが高いことが示されています。

これまでのメタアナリシスでは喫煙と認知症リスクの上昇との関連が指摘されているものの、喫煙歴や喫煙量と、神経変性のバイオマーカーであるMRI測定による脳萎縮との関連を検討した大規模研究はほとんどない。これを評価するには、喫煙と脳萎縮の関係を検証する必要がある。脳萎縮とは、神経細胞の萎縮または死滅によって脳組織が失われ、神経接続数が減少する現象である。

研究者は通常、アルツハイマー病（AD）やその他の神経変性疾患における脳萎縮を、神経画像検査とT1強調MRIを用いた容積評価を用いて追跡します。これは自然な老化とは異なります。MRIは、神経変性のバイオマーカーである脳容積の減少を評価するために使用されます。

喫煙と MRI で測定した脳萎縮との関連性を調査した大規模研究はわずかしかなく、これは喫煙が認知機能低下や AD にどのように寄与しているかを理解する上で重要な役割を果たす可能性があります。

研究について

本研究では、喫煙歴のある人は非喫煙者に比べて脳全体および脳葉レベルで脳萎縮がより進行しているという仮説を検証した。

4つの研究施設から、18歳から97歳までの合計10,134人の参加者が登録されました。参加者全員が造影剤なしの全身MRI検査を受けました。検査前に、人口統計学的情報、病歴、喫煙状況に関する質問票に回答しました。参加者はそれぞれ、1日あたりの喫煙箱数と喫煙年数を報告しました。

これらの質問票に基づき、参加者は喫煙者（パックイヤーが0ではない）と非喫煙者（パックイヤーが0）の2つのグループに分けられました。パックイヤーとは、喫煙期間と喫煙量を考慮したタバコ曝露指標です。喫煙者グループには3,292人、非喫煙者グループには6,842人が含まれました。

本研究では、実績のあるディープラーニングパイプラインであるFastSurferを用いて、3D T1画像から脳容積を定量化しました。また、ディープラーニングモデルを用いて頭蓋内腔容積（ICV）をセグメント化しました。

喫煙者を対象に回帰モデルを実行し、喫煙量と脳容積の関係を分析したところ、

• モデル 1: 年齢、性別、研究センターに合わせて調整。
• モデル 2: BMI の追加調整あり。

研究結果

非喫煙者と比較して、喫煙者は女性、白人、BMIが高い、年齢が高い、2型糖尿病と高血圧が多い傾向がありました。喫煙者グループの平均パック・イヤーは11.93でした。

領域間の比較では、喫煙群の脳容積が低いことが示された。ピアソン二変量解析では、BMIの高値とパックイヤーの高値の間に中程度の正の相関が示された。モデル1と2の比較では、BMIをコントロールした場合、11の脳領域で統計的有意性と効果量の低下が示された。これは、喫煙と脳萎縮の関連において、BMIが媒介的な役割を果たしている可能性を示唆するものの、証明はされていない。

重要なのは、BMI を考慮しても、喫煙者の海馬、後帯状皮質、楔前部などアルツハイマー病に関連する領域を含むいくつかの領域で、依然として著しい萎縮が見られたことです。

結論

本研究では、喫煙歴があり、かつ喫煙パック数が多い人に脳萎縮の兆候が見られました。また、予備的な結果は、BMIが喫煙と脳容積減少の関連性を媒介する潜在的な役割を果たしている可能性を示唆しています。したがって、肥満と喫煙は、将来、アルツハイマー病を含む認知症の予防に活用できる可能性のある、修正可能な2つのリスク因子です。

喫煙歴との関連で白質高信号容積と脳萎縮の潜在的な媒介効果を調べるには、今後さらなる研究が必要である。

本研究の最大の強みは、喫煙歴のある大規模コホート研究と定量的な脳構造画像解析です。さらに、海馬、後帯状皮質、楔前部など、アルツハイマー病の病理学的影響を受ける領域の脳容積を測定することも可能でした。

本研究は優れた点があるものの、横断研究であるため、因果関係を結論付けるには限界があります。また、認知機能検査やアミロイドやタウといったアルツハイマー病バイオマーカーが研究デザインに含まれていないため、脳萎縮と認知症を直接結び付けることは困難です。したがって、この関係におけるBMIの役割を確認するには、縦断的研究が必要です。