林佛財(cái) 黃銘發(fā) 林志業(yè) 戴永武
阿爾茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一種神經(jīng)退行性疾病,本病發(fā)病隱匿,認(rèn)知功能緩慢減退,是老年人群癡呆癥的最常見類型,也是造成老年人群殘疾和死亡的重大疾病之一[1-2]。近年來,隨著我國(guó)人口老齡化的加劇,AD 的發(fā)病率呈上升趨勢(shì),目前,60 歲以上老年人群AD 患病率高達(dá)18.7%[3]。AD 主要神經(jīng)病理改變?yōu)榧?xì)胞外β 淀粉樣蛋白(amyloid β-protein,Aβ)沉積和細(xì)胞內(nèi)高度磷酸化tau 蛋白(phosphorylated tau protein,P-tau)聚集,由此組成的神經(jīng)纖維纏結(jié)導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞之間的連接喪失,進(jìn)而神經(jīng)細(xì)胞凋亡,最終神經(jīng)元變性、萎縮甚至丟失,認(rèn)知功能減退[4]。AD 具體病因和發(fā)病機(jī)制復(fù)雜,目前尚未研制出本病所致神經(jīng)損害的特效藥物,早期診斷、早期干預(yù)有利于延緩疾病的進(jìn)展[5]。研究發(fā)現(xiàn),AD 的發(fā)生與位于毛細(xì)血管壁的周細(xì)胞密切相關(guān)[6],作為一種收縮細(xì)胞,周細(xì)胞在維持血腦屏障的完整性、調(diào)節(jié)腦組織血流量方面具有重要作用[7]。另外,周細(xì)胞還可促進(jìn)tau 蛋白的磷酸化,參與Aβ 的聚集和清除,促進(jìn)AD 患者神經(jīng)退化和認(rèn)知障礙的進(jìn)展[8]。血小板衍生生長(zhǎng)因子受體(platelet-derived growth factor receptor,PDGFR)是主要來源于間充質(zhì)細(xì)胞的第三類受體酪氨酸激酶,包括PDGFRα 和PDGFRβ 2 種分子亞型[9],研究發(fā)現(xiàn),PDGFRβ 在周細(xì)胞中呈明顯高表達(dá),可作為周細(xì)胞損傷的生物標(biāo)志物[10]。本研究觀察AD 患者腦脊液PDGFRβ 含量變化,并探討腦脊液PDGFRβ 與認(rèn)知損害情況腦脊液生物標(biāo)志物的相關(guān)性,為AD 的早期診治提供參考。
1.1 一般資料 選擇2020年3月至2022年12月惠州市第三人民醫(yī)院收治的126例AD 患者作為AD 組,參照臨床癡呆評(píng)定量表(Clinical Dementia Rating,CDR)評(píng)分[11],將126例AD 患者分為輕度組(CDR 1分,41例)、中度組(CDR 2 分,47例)和重度組(CDR 3分,38例)。選擇同期于本院住院認(rèn)知功能正常人員60例作為對(duì)照組。AD 組:男性76例,女性50例;年齡49~79 歲,平均(66.85±7.49)歲;身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)18.8~28.1 kg/m2,平均(22.96±2.07)kg/m2;平均受教育年限(7.12±2.83)年;合并高血壓39例,糖尿病28例。對(duì)照組:男性36例,女性24例;年齡47~78 歲,平均(65.19±8.30)歲;BMI 18.5~28.3 kg/m2,平均(22.82±2.11)kg/m2;平均受教育年限(7.38±2.91)年;合并高血壓19例,糖尿病15例。AD組和對(duì)照組年齡、性別、BMI、受教育年限等一般資料比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)后開展(審批文號(hào):2020-HZDSR-106)。
1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) AD 組納入標(biāo)準(zhǔn):①符合AD[12]診斷標(biāo)準(zhǔn);②年齡<80 歲;③初診為AD,未接受相關(guān)治療;④患者本人及家屬同意參加本研究,并簽署協(xié)議書。排除標(biāo)準(zhǔn):①腦血管疾病、顱腦創(chuàng)傷等其他病因所致的認(rèn)知功能障礙者;②合并血管性癡呆、帕金森病、精神心理疾病等;③心肝腎功能障礙、惡性腫瘤、自身免疫性疾病等;④身體各臟器嚴(yán)重感染性疾??;⑤不能接受腰穿操作者。對(duì)照組認(rèn)知功能均正常,無腦血管疾病、帕金森病、AD 等影響認(rèn)知功能的疾病。
1.3 方法
1.3.1 認(rèn)知功能評(píng)估 簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表(minimental state examination,MMSE):評(píng)價(jià)內(nèi)容包括5 個(gè)領(lǐng)域11 個(gè)問題,滿分30 分,其中定向力10 分,記憶力3分,語言能力9 分,回憶能力3 分、注意力和計(jì)算能力5分,評(píng)分越低表示認(rèn)知功能越差。蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表(montreal cognitive assessment,MoCA):包括抽象思維、執(zhí)行功能、語言、記憶等8 個(gè)認(rèn)知領(lǐng)域,共11 個(gè)項(xiàng)目,滿分30 分,評(píng)分越高表示認(rèn)知功能越好。
1.3.2 腦脊液檢測(cè) 所有受試者均于上午空腹行腰椎穿刺,抽取腦脊液6 mL 置于無菌試管,以2 000 r/min 轉(zhuǎn)速離心15 min,4℃環(huán)境下靜置60 min,取上清低溫(-80℃)保存待測(cè)。酶聯(lián)免疫法測(cè)定腦脊液PDGFRβ、Aβ1-40、Aβ1-42、總tau 蛋白(total tau,Ttau)、P-tau 水平,計(jì)算Aβ1-40/Aβ1-42,PDGFRβ 試劑盒購自上海賽默飛世爾科技公司,Aβ1-40、Aβ1-42、Ttau、P-tau 試劑盒購自日本Fujirebio 公司,操作過程均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。
1.3.3 載脂蛋白E(Apolipoprotein E,ApoE)4 基因型測(cè)定 所有受試者均抽取上午空腹靜脈血3 mL,置于EDTA-K2 抗凝試管,4℃冰箱保存,并于2 h 內(nèi)應(yīng)用聚合酶鏈反應(yīng)進(jìn)行ApoE 基因型分析,首先按照EasyPure血液基因組DNA 試劑盒(北京全式金生物公司)說明書提取DNA,然后對(duì)基因組DNA 進(jìn)行擴(kuò)增(正向引物:5’-GGCACGCTGTCCAAGGA-3’,反向引物:5’-CTCGCGGATGCGCTGAG3’),擴(kuò)增條件:95℃ 5 min,95℃ 30 s,60℃ 30 s,72℃ 30 s,共35 個(gè)循環(huán)。將所得產(chǎn)物加入2 U haI 限制性內(nèi)切酶(美國(guó)NEB 公司),37℃環(huán)境下過夜,次日加載到12%聚丙烯酰胺非變性凝膠上,電泳3 h,根據(jù)酶切片段大小判定ApoE4 基因類型。
1.4 觀察指標(biāo) 比較AD 組和對(duì)照組MMSE、MoCA評(píng)分及腦脊液PDGFRβ、Aβ1-40、Aβ1-42、T-tau、P-tau含量,并比較輕、中和重度組上述指標(biāo)的差異;比較AD組是否攜帶載脂蛋白E(ApoE)4 基因患者腦脊液PDGFRβ,分析AD 組腦脊液PDGFRβ 與MMSE、MoCA評(píng)分、Aβ1-42、T-tau、P-tau、Aβ1-40/Aβ1-42 的相關(guān)性。
1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS 26.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,正態(tài)分布的計(jì)量資料用±s表示,兩組間均數(shù)比較應(yīng)用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較應(yīng)用LSD-t檢驗(yàn),各指標(biāo)之間相關(guān)性應(yīng)用Pearson 相關(guān)分析,以P<0.05 為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 AD 組和對(duì)照組認(rèn)知功能和腦脊液生物標(biāo)志物含量比較 AD 組MMSE、MoCA 評(píng)分均低于對(duì)照組,腦脊液T-tau、P-tau、PDGFRβ 含量高于對(duì)照組,腦脊液Aβ 1-42 含量Aβ1-40/Aβ1-42 低于對(duì)照組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。
表1 AD組和對(duì)照組認(rèn)知功能和腦脊液生物標(biāo)志物含量比較(±s)
表1 AD組和對(duì)照組認(rèn)知功能和腦脊液生物標(biāo)志物含量比較(±s)
注:MMSE為簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查量表,MoCA為蒙特利爾認(rèn)知評(píng)估量表,Aβ1-40為β淀粉樣蛋白-40,Aβ1-42為β淀粉樣蛋白-42,T-tau為總tau蛋白,P-tau為磷酸化tau蛋白,Aβ1-40/Aβ1-42為β淀粉樣蛋白-40與β淀粉樣蛋白-42比值,PDGFRβ為血小板衍生生長(zhǎng)因子受體β。
組別對(duì)照組AD組t值P值例數(shù)60 126 MMSE(分)28.31±1.24 14.26±3.65 28.995<0.001 MoCA(分)27.89±1.73 9.33±2.16 58.230<0.001 Aβ1-40(ng/mL)7.31±2.18 7.97±2.24 1.895 0.060 Aβ1-42(ng/mL)0.39±0.12 0.27±0.08 8.080<0.001 T-tau(ng/mL)0.18±0.04 0.57±0.15 19.782<0.001 P-tau(pg/mL)41.68±7.22 80.70±9.28 28.683<0.001 Aβ1-40/Aβ 1-42 0.06±0.02 0.04±0.02 7.540<0.001 PDGFRβ(ng/mL)0.18±0.07 0.22±0.06 4.024<0.001
2.2 AD 組不同病情患者認(rèn)知功能和腦脊液生物標(biāo)志物含量比較 輕、中、重度組MMSE、MoCA 評(píng)分逐漸減低,腦脊液P-tau、PDGFRβ 含量逐漸升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。重度組MMSE、MoCA 評(píng)分低于中度組和輕度組,中度組低于輕度組;重度組腦脊液P-tau、PDGFRβ 含量高于中度組和輕度組,中度組高于輕度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。
表2 輕、中和重度組認(rèn)知功能、腦脊液生物標(biāo)志物含量比較(-x±s)
2.3 相關(guān)性分析 Pearson 相關(guān)分析顯示,AD 患者腦脊液PDGFRβ 含量與MMSE、MoCA 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),與腦脊液P-tau 含量呈正相關(guān)(P<0.05),與腦脊液Aβ1-40、Aβ1-42、T-tau 含量、Aβ1-40/Aβ1-42 均無相關(guān)性(P>0.05)。見表3。
表3 AD組腦脊液PDGFRβ含量與認(rèn)知功能和其他腦脊液生物標(biāo)志物含量的相關(guān)性分析
2.4 AD 組不同ApoE4 基因類型患者腦脊液PDGFRβ含量比較 126例AD 組患者中,ApoE4+患者74例,腦脊液PDGFRβ 含量平均為(0.23±0.08)ng/mL,ApoE4-患者52例,腦脊液PDGFRβ 含量平均為(0.22±0.09)ng/mL,AD 組ApoE4+與ApoE4-患者腦脊液PDGFRβ 含量比較,差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=0.656,P=0.513)。
AD 是常見的中樞神經(jīng)退行性改變,患者認(rèn)知損傷、記憶力逐漸下降,社會(huì)和生活功能逐漸降低,成為影響老年人群生命和健康的嚴(yán)重疾病之一。PDGFRβ是周細(xì)胞損傷的標(biāo)志物[10],主要表達(dá)于周細(xì)胞和血管平滑肌細(xì)胞,尤其在周細(xì)胞呈明顯高表達(dá)[13]。而周細(xì)胞損傷所致的血腦屏障功能障礙和腦組織血供減少與AD 的早期發(fā)生密切相關(guān)[14]。觀察腦脊液PDGFRβ 含量變化,分析其與認(rèn)知損害和腦脊液生物標(biāo)志物的關(guān)系,可為AD 早期診斷和針對(duì)性干預(yù)提供依據(jù)。
本研究發(fā)現(xiàn),AD 組腦脊液PDGFRβ 含量高于對(duì)照組,且輕、中、重度組腦脊液PDGFRβ 含量逐漸升高,進(jìn)一步表明周細(xì)胞功能障礙促進(jìn)AD 的發(fā)生和病情進(jìn)展,腦脊液PDGFRβ 含量可在一定程度上反映AD 病情程度。Aβ 沉積是AD 的核心病理改變之一,Aβ 2 個(gè)常見的亞型Aβ1-40、Aβ1-42 也是AD 患者腦組織內(nèi)Aβ 斑塊的主要成分,Aβ1-40、Aβ1-42 及Aβ1-40/Aβ1-42 是AD 識(shí)別和診斷的重要指標(biāo)[15]。Tau 為存在于腦組織中的微管相關(guān)蛋白,主要功能為維持微管蛋白的穩(wěn)定性,其磷酸化后形成的P-tau 是AD 形成重要病理環(huán)節(jié)[16]。本研究發(fā)現(xiàn),AD 組腦脊液T-tau、P-tau、Aβ1-42 含量和Aβ1-40/Aβ1-42 與對(duì)照組比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,表明腦脊液中上述生物蛋白均參與AD 的發(fā)生,與既往研究[17]一致。本研究還發(fā)現(xiàn),隨著AD 病情的加重,MMSE、MoCA 評(píng)分和腦脊液Aβ1-42 含量逐呈減低趨勢(shì),P-tau 含量呈升高趨勢(shì),進(jìn)一步Pearson 相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)AD 患者腦脊液PDGFRβ 含量與MMSE、MoCA 評(píng)分均呈負(fù)相關(guān),與腦脊液P-tau 含量呈正相關(guān)。周細(xì)胞損傷或功能障礙會(huì)導(dǎo)致血腦屏障的功能障礙和腦血流量的減少,腦組織血漿源性神經(jīng)毒素大量累積,誘導(dǎo)tau 過度磷酸化,P-tau 大量合成[18]。同時(shí)血腦屏障功能障礙還可導(dǎo)致Aβ 清除減少,腦組織內(nèi)Aβ 大量蓄積,Aβ 的蓄積和P-tau 組成的神經(jīng)纖維纏結(jié)使神經(jīng)細(xì)胞之間失去連接,促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡,進(jìn)而導(dǎo)致腦組織內(nèi)大量神經(jīng)細(xì)胞丟失,加速神經(jīng)退行性變,導(dǎo)致或進(jìn)一步加重認(rèn)知功能減退[19-20],因此,周細(xì)胞損傷時(shí)腦脊液PDGFRβ 含量增加,導(dǎo)致并加重認(rèn)知功能退,與MMSE、MoCA 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)。
ApoE 是在人類腦組織中呈高表達(dá)的一種載脂蛋白,具有抗氧化、抗動(dòng)脈硬化的作用,攜帶ApoE4 基因患者Aβ 清除減少,AD 患病風(fēng)險(xiǎn)增加,并可增強(qiáng)周細(xì)胞對(duì)Aβ 沉積等損傷性刺激的敏感性,加速周細(xì)胞損傷[21-22]。本研究發(fā)現(xiàn),ApoE4+和ApoE4-患者腦脊液PDGFRβ 含量差異并無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,分析原因可能與本研究納入樣本量較小有關(guān),另一方面,雖然攜帶ApoE4 基因是促進(jìn)周細(xì)胞損傷重要因素,但在AD 臨床期氧化應(yīng)激、Aβ 沉積等多種因素也會(huì)促進(jìn)周細(xì)胞功能障礙,加重AD 病情,進(jìn)一步研究中尚需擴(kuò)大樣本量深入觀察。
綜上所述,AD 患者腦脊液PDGFRβ 含量增加,且與患者的認(rèn)知功能呈負(fù)相關(guān),與腦脊液P-tau 含量呈正相關(guān),在AD 的臨床診治中應(yīng)重視腦脊液PDGFRβ 檢測(cè),但本研究尚未對(duì)周細(xì)胞損傷影響AD 發(fā)生和進(jìn)展的具體機(jī)制深入探討,可作為進(jìn)一步研究的方向。