輕度認知障礙的相關生物學標志物

吳婧琳 孟慶慧 侯文霞 (濰坊醫學院護理學院，山東 濰坊 261053)

輕度認知障礙(MCI)是介于正常老化與癡呆之間的一種過渡狀態，近年來已成為國內外學者研究的熱點。MCI是一個不穩定的狀態，由于MCI本身的異質性，可能出現4種不同的轉歸，即：轉為正常，穩定型，進展型或死亡〔1，2〕。MCI的危險在于其發展成為癡呆的概率明顯增高，美國神經病學研究所(ANN)報道每年大約有6% ～25%MCI患者轉變為癡呆，在Petersen等〔3〕的研究中，MCI向癡呆的轉化率平均每年約為12.9%，而正常老年人每年僅1%～2%發展為癡呆。也有學者認為只要有足夠的時間，大多數甚至所有MCI者病情將加重并進展為癡呆〔4〕。如能早期診斷并予以干預則有助于延緩病程。

1 血液中的生物學指標

1.1 細胞因子 阿爾茨海默病(AD)患者腦組織病理變化中伴隨某些腦內免疫反應，并與病情變化有一定的聯系，在疾病的進程中，神經炎癥反應包括有利和有害作用〔5〕。AD患者神經病理研究表明，小膠質細胞的活化比較早，要先于老年斑(SP)和神經纖維纏結(NFTs)的形成。活化的小膠質細胞產生并釋放潛在的毒性物質，包括氧自由基，致炎癥細胞因子，興奮性毒素和蛋白酶，這可能破壞鄰近的神經元。炎性反應是AD出現認知和記憶障礙的重要機制，抗炎治療是防治AD的重要途徑。Burguillos等〔6〕最新研究發現Caspase信號通路控制小膠質細胞活性和神經毒性作用，其中caspase8、caspase3/7通過PKC-δ通路調節小膠質細胞活性。激活的小膠質細胞增生且趨化性增強，并產生炎癥介質，如炎前細胞因子(如 IL-1β、TNF-α等)補體和活性，導致神經活性降低。Magaki等〔7〕對MCI的研究中，發現細胞因子IL-6，IL-8，IL-10產生增加，表明免疫活化是一個在AD之前的早期現象，而MCI作為癡呆的臨床前期，輔助性T淋巴細胞(TH)受到的影響更大;在癡呆患者中，TH比例稍增加，推測可能是隨著疾病的進程，認知功能的下降，免疫狀態處于新的動態平衡，CD4+免疫細胞數目略微恢復。細胞主要是通過分泌細胞因子，如 γ-干擾素(IFN-γ)，IL-2，IL-10等發揮免疫功能，IFN-γ活化巨噬細胞，還能促進IgG的生成，IgG能夠通過調理作用和激活補體系統促進巨噬細胞的吞噬和殺傷能力;IL-2刺激激活的T細胞增生和產生細胞因子，促進炎癥反應;IL-10可以抑制促炎癥細胞因子的產生，抑制T細胞產生IL-2，并且抑制抗原特異性T細胞的激活，以及抑制單核細胞和巨噬細胞的活性。目前研究較多的炎癥因子有 IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10 和 TNFα，研究發現 AD 病人血清中 IL-1β、TNFα、IL-6 明顯升高〔6，7〕，并且顯示 MCI患者IL-1β、TNFα、IL-6、IL-12 也明顯升高〔8〕，不過郭峰等〔9〕研究報道顯示，血清IL-6含量較正常對照組卻無明顯差異。α1-酸性糖蛋白、銅藍蛋白以及觸珠蛋白為非特異性急性反應相蛋白，血清中含量如果升高，可能預示某種疾病或病理狀態，其在AD中的研究相對較少〔10〕，而在MCI中研究則未見報道。

1.2 氧化因子 soprostane 8，12-iso-iPF(2α)-Ⅵ是體內脂質過氧化的特異指標，在AD病人的血漿中升高。Pratico等〔11〕發現MCI病人的大腦氧化應激反應增強，其血漿、腦脊液和尿液中均檢測到8，12-iso-iPF(2α)-Ⅵ水平增高，且預示著有發展為AD的趨勢。通過soprostane的檢測可以預測脂質體過氧化增強的病人是進展為AD的危險因素。

1.3 一氧化氮(NO)NO可介導能量代謝抑制促進APP異常斷裂為Aβ，Aβ又與小膠質細胞結合，誘導NOS表達產生大量的NO，同時小膠質細胞產生的細胞因子又與Aβ協同誘導星形膠質細胞釋放NO，大量的NO通過氧化應激、破壞能量代謝過程中的多種酶類減少ATP生成，損傷膜性結構、蛋白質及DNA，導致神經元壞死和凋亡，并形成AD的病理標志NFT和SP〔12〕。

1.4 血小板APP 淀粉樣前體蛋白(APP)是AD的Aβ沉積發病機制的關鍵所在。Borroni等〔13〕對血小板 APPr異常的MCI患者進行為期2年的隨訪，發現83%的MCI轉變成了AD。Padovani等〔14〕用Western印跡分析法發現MCI和早期AD病人血小板中APP形式(APPr)同正常老年化相比發生了明顯的改變。他們認為血小板中APPr比率可以作為診斷和早期的生物學指標。

1.5 其他 CCL5〔15〕(泛素)是一種單核細胞，記憶性T細胞，在炎癥部位可刺激白細胞的升高。CCL7(單核細胞趨化蛋白3)可以誘導和活化單核細胞，并且調節了巨噬細胞的功能。CCL15(單核抑制性蛋白-1-δ)、CCL18(單核抑制性蛋白4)也介導了炎癥反應。

2 腦脊液的生物學指標

2.1 tau蛋白 老年癡呆的神經病理學特點是大腦皮層和海馬出現大量SP和NFTs，并伴隨出現神經元喪失，而tau蛋白是NFTs的主要組成成分。在病理狀態下，與神經元軸突中的微管結合的tau蛋白過度磷酸化，形成雙股螺旋細絲(PHF)，使微管失去了在神經元中的物質轉運功能，沉積在細胞內形成NFTs。CSF中的tau蛋白作為AD的生物學標志于1993年首次報道。Riemenschneider等〔16〕在一項縱向研究中，隨訪18個月后發展成為AD的所有MCI患者或進展型MCI患者，在MCI階段CSF中tau蛋白水平都升高;而隨訪后仍為靜止型的MCI患者，其CSF中的tau蛋白水平卻沒有升高，經Logistic回歸分析表明，CSF中tau蛋白升高是認知功能減退的預測因素。可見CSF中tau蛋白水平對于預測MCI患者是否會發展為AD有一定價值。Andreasen等〔17〕還研究了44例1年后轉化為AD的MCI患者，發現79.5%患者 CSF中 tau蛋白明顯增高;70.4%患者CSF中P-tau蛋白明顯增高;77.3%患者CSF中Aβ1～42濃度水平明顯下降。

2.2 Aβ1～42Aβ是SP的主要成分，由APP經分泌酶剪切而成。Aβ有兩種主要的C端變異體，即含40(Aβ40)和42(Aβ42)個氨基酸的多肽，Aβ42最先沉積于腦中且毒性更大。1992年首次報道檢測腦脊液(CSF)中的Aβ水平可用以診斷AD，被認為是AD研究中的重要進展之一。越來越多的證據表明，Aβ是各種原因誘發AD的共同通路，是AD形成和發展的關鍵因素，目前多數學者認為，Aβ在大腦皮層內的蓄積是AD病理發生過程中的一個早期必然事件，超前于其他腦區損傷和臨床癥狀數年。在發生順序上，Aβ的出現早于NFTs、軸索缺乏營養等病理變化以及臨床癥狀。目前研究認為〔18〕，AD組CSF中的Aβ1～42比對照組明顯減少，提示為AD組病人的CSF中可溶性Aβ減少，而腦組織中不可溶性Aβ增加并形成彌漫性和典型SP之故。對MCI的追蹤研究發現，進展型MCI較穩定型MCI病人CSF中 Aβ1～42水平為低〔19〕。這些研究結果具有互補效應，表明CSF中Aβ1～42水平的變化與MCI的進展、與AD的病程變化密切相關。

AD病人和MCI病人血漿中的Aβ1～42并不與CSF中同步變化，這種不同步變化可能與腦部淀粉樣物的沉積打破了血液和CSF中Aβ的平衡有關。在對AD和MCI病人血漿中Aβ水平及其中幾個有代表性的長期研究〔20～22〕中，表明AD病人與正常對照之間無顯著差異〔20〕，而MCI病人血漿Aβ42水平較年齡匹配的正常對照增高〔21〕。血漿中Aβ42水平增高是進展為AD的危險因素。進展為AD的個體有較高的血漿Aβ42水平，對進展為AD的病人進行跟蹤觀察發現，3年后其血漿Aβ42水平下降很快〔22〕。將血漿中 Aβ40、Aβ42結合起來進行評估，追蹤結果發現血漿Aβ42/Aβ40比值低的個體，進展為MCI或AD的危險性更高〔23〕。

2.3 P-tau Buerger等〔24〕對77例MCI患者的縱向研究表明，是CSF中P-tau231而不是總tau蛋白與認知功能障礙和MCI向AD轉化有關，說明P-tau蛋白更能預示MCI發生。近年來，用靈敏的單克隆抗體能檢測多種不同磷酸化位點的tau蛋白水平，包括蘇氨酸181、231位點和絲氨酸 199、235、396、404位點的P-Tau。此外，還有研究發現，測定CSF中tau蛋白、tau181、tau231、Aβ42濃度水平，并結合測量腦室體積來矯正CSF中蛋白質的稀釋程度，計算 tau(tau231、taul81)/Aβ42比率，有助于MCI的早期診斷，且對預測MCI患者是否發展為AD有一定價值。在跟蹤調查中，進展為AD的MCI病人較穩定型MCI病人CSF中P-tau，獨立于性別、年齡、MMSE得分及ApoE分型，因而P-tau231的增高被認為是與AD相關的腦和認知損傷的準確和特異的預測因子〔25〕。

2.4 炎癥因子 近年研究表明，AD的發病機制與炎癥反應有關，應用抗炎藥物有助于改善AD癥狀。Weaver等〔26〕通過前瞻性分析發現，血漿白介素-6(IL-6)基礎水平升高與后期發生的認知功能損害有密切關系，是導致認知障礙的危險因素。同時他們利用過表達IL6的轉基因鼠發現，IL-6在導致記憶和學習能力下降的神經病理生理方面發揮作用。該研究結果還提示，通過檢測血漿中IL-6水平有助于早期發現認知功能損害。有研究檢測了CSF中干擾素，誘導蛋白-10(IP-10)、單核細胞趨化蛋白-1(MCP-l)、白介素-8(IL-8)水平，結果表明IP-10在遺忘型MCI患者中顯著增高，而隨著AD的發展則逐漸下降。由于MCP-1在炎癥的病理過程中扮演重要角色，其水平增高是臨床前AD的早期生物標記〔27〕有研究發現。另外MCI患者組白細胞表達CD36水平較正常對照組顯著下降，而在老年與青年對照組間差異無統計學意義，說明白細胞表達CD36水平下降與年齡無關，而是一種疾病相關現象，且從AD的早期階段即MCI開始就已發生。

2.5 C-反應蛋白(CRP)CRP是急性炎癥期的一種反應蛋白，最近的研究發現腦脊液和血清中的CRP比MCI、AD患者的高。Schmidt等〔28〕對一組人群(1 050名)進行25年的隨訪，發現血清中非特異性高敏CRP量比正常高出至少3倍，顯著增加了發展為癡呆的危險性，故認為：可溶性CRP也可作為診斷癡呆的生物指標，且在臨床癥狀出現前就已長期存在。

2.6 高半胱氨酸(Hcy)Seshadri等〔29〕在歷經8年(1 092例)的前瞻性研究后發現，血漿中高半胱氨酸水平在癡呆發病前已升高，是發展為癡呆或AD獨立高危因素。Religa等〔30〕的研究認為，高半胱氨酸的升高可能與亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)基因型有關;同時還檢測到血清中葉酸水平、維生素B12下降。Annerbo等〔31〕研究發現，血漿高半胱氨酸水平與MCI患者轉化為AD的危險度間明顯相關，作者推測低或正常的高半胱氨酸水平可能是MCI患者向AD轉化的一個保護機制。MCI轉化為AD患者組的血漿高半胱氨酸水平高于未轉化組，提示MCI轉化為AD可能依賴于毒性代謝產物高半胱氨酸的沉積。

綜上所述，研究MCI的生物學標志對AD的早期診斷和治療具重要意義。在沒有精確的生物學標志物出現前，我們認為以上生物學標志與標準的認知功能測定、詳細的病史詢問、臨床檢查及神經影像學技術的互相結合是MCI臨床判定的有價值手段。

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