中國福建東南部地區阿爾茨海默病患者載脂蛋白E基因型與血清生化指標相關性分析

劉祺 李劍鵬 陳漢水 馬琪林 童綏君

【摘要】 目的：研究中國福建東南部地區阿爾茨海默病（Alzheimers disease，AD）患者載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）基因型分布，及其與血清總膽固醇、總甘油三酯和血糖關聯性。方法：選取2016年3月-2017年9月期間在廈門大學附屬第一醫院神經內科門診就診的AD患者106例作為研究對象，通過臨床資料分析和評估，提取其外周血DNA運用多重突變擴增系統檢測ApoE基因型，同時對ApoE基因型與血清生化指標進行相關性分析。結果：中國福建東南部地區AD患者ApoE基因型中，無ApoEε2ε2，ApoEε2ε3有6例（5.66%），ApoEε2ε4有4例（3.77%），ApoEε3ε3有34例（32.08%），ApoEε3ε4有42例（39.62%），ApoEε4ε4有20例（18.87%）。在血清生化指標相關分析中，攜帶ApoEε4組中的血清總膽固醇水平明顯高于不攜帶ApoEε4組，差異有統計學意義（t=2.113，P=0.038）。而兩組的血清總甘油三酯和空腹血糖水平比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。結論：中國福建東南部地區AD患者攜帶ApoEε4血清總膽固醇水平高于不攜帶ApoEε4，而總甘油三酯水平和空腹血糖水平無明顯差異。

【關鍵詞】 阿爾茨海默病； 載脂蛋白E； 血糖； 膽固醇； 甘油三酯

阿爾茨海默病（Alzheimers disease，AD）是老年期最常見的癡呆類型，約占老年期癡呆的50%～70%。它是以進行性不可逆的認知功能障礙為特征的中樞神經系統退行性病變，臨床上表現為記憶障礙、視空間能力損害、計算能力損害和人格行為改變等。目前全世界有AD患者約4400萬人（約占全球總人數的0.6%），預計到2050年患病人數將增加到1.154億人[1]。大多數AD為散發性AD（sporadic Alzheimers disease，SAD），其中載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）基因是SAD最主要的易感基因。ApoE蛋白是一種富含精氨酸的糖蛋白，通過影響中樞神經系統膽固醇平衡在神經系統生長和再生過程中起著重要作用[2]。ApoE基因主要有3種亞型：ApoEε2、ApoEε3和ApoEε4[3]，其中ApoEε3亞型比例最高（64%）。同時桑德斯等研究證實ApoEε4等位基因與晚發性AD（LOAD）發病相關，也有研究報道攜帶ApoEε4雜合子可以增加LOAD風險3倍，攜帶ApoEε4純合子則可增加LOAD風險15倍。既往研究表明攜帶ApoEε4的AD患者血清總膽固醇水平和低密度脂蛋白水平顯著升高[4-5]。此外，有報道提出ApoEε4通過影響中樞系統糖代謝，導致Aβ聚集增加[6-8]。然而這些研究大多針對高加索人群，研究結果也存在爭議，ApoE基因型與血清生化指標的關系尚未明確。故本研究針對中國福建東南部地區阿爾茨海默病患者進行研究，分析ApoE基因型分布情況，及其與血清總膽固醇、總甘油三酯和血糖相關性。現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2016年3月-2017年9月期間在廈門大學附屬第一醫院神經內科門診就診的AD患者106例作為研究對象，所有患者臨床表現評估均由2個或2個以上高年資神經內科專科醫師進行。納入標準：臨床診斷標準均符合《精神疾病診斷與統計手冊》（DSM-IV-TR）和美國國立神經病語言障礙卒中研究所和阿爾茨海默病及相關疾病協會標準（NINCDS-ADRDA）。此外每例患者進行神經系統、神經影像檢查（顱腦MRI）和簡易智力狀態檢查量表（MMSE）評估。排除標準：伴有糖尿病SAD。所有患者或家屬均知曉本次研究并簽署知情同意書，該研究已經廈門大學附屬第一醫院倫理委員會討論批準。

1.2 方法

1.2.1 ApoE基因檢測 采用血液基因組DNA提取試劑盒（Tiangen，China）提取患者外周血基因組DNA。同時運用多重突變擴增系統（Multiplex Amplification Refractory Mutation System）方法檢測ApoE基因型[9]。設計5對引物檢測ApoE基因4號外顯子2個SNP（rs429358，C3937>T和rs7412，C4075>T）。引物序列Cys158/Arg158（5-ATGCCGATGACCTGCAGAATT-3/5-ATGCCGATGACCTGCAGAATC-3），Cys112/Arg112（5-CGCGGACATGGAGGACGTTT-3/5-CGCGGACATGGAGGACGTTC-3）和反向引物（5-GTTCAGTGATTGTCGCTGGGCA-3）。

1.2.2 血清生化指標檢測 血清總膽固醇、總甘油三酯和空腹血糖在同一臺自動分析儀上進行檢測（OlympusAU640，Japan）。根據本院生化指標，血清總膽固醇>5.6 mmol/L、總甘油三酯>1.8 mmol/L和空腹血糖>6.1 mmol/L分別確定為高膽固醇血癥、高甘油三酯血癥和空腹血糖增高。

1.3 觀察指標 觀察比較中國福建東南部地區AD患者的性別、年齡、MMSE評分、高血壓、吸煙和飲酒史、血清生化指標一般資料，以及ApoE基因型分布情況并分析ApoE基因型與生化指標之間的關聯性。

1.4 統計學處理 采用SPSS 15.0（SPSS Inc.，USA）對所得數據進行統計分析，計量資料用（x±s）表示，比較采用t檢驗；計數資料以率（%）表示，比較采用字2檢驗，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 中國福建東南部地區AD患者一般情況及ApoE基因型分布情況 106例AD患者的平均年齡為（75.79±8.42）歲，男女比例約為1︰2，MMSE評分為（17.72±2.82）分。在ApoE基因型中，無ApoEε2εApoEε2ε3有6例（5.66%），ApoEε2ε4有4例（3.77%），ApoEε3ε3有34例（32.08%），ApoEε3ε4有42例（39.62%），ApoEε4ε4有20例（18.87%）。相比于中國正常人群ApoE基因型比例，說明AD患者ApoEε4ε4基因型比例明顯升高。

2.2 中國福建東南部地區AD患者ApoE基因型與血清生化指標相關性分析 將AD患者ApoE基因型分為不攜帶ApoEε4組（n=40），占比為37.74%和攜帶ApoEε4組（n=66），占比為62.26%。兩組年齡、性別、高血壓、吸煙和飲酒史一般資料比較，差異均無統計學意義（P>0.05），具有可比性。在血清生化指標相關分析中，攜帶ApoEε4組中的血清總膽固醇水平明顯高于不攜帶ApoEε4組，差異有統計學意義（t=2.113，P=0.038）。而兩組的血清總甘油三酯和空腹血糖水平比較，差異均無統計學意義（P>0.05）。見表1。

3 討論

既往研究提示，其中ApoE基因型以ε3比例最高（64%），同時對不同種族人群AD患者ApoEε4基因頻率進行統計分析，在亞洲地區AD患者ApoEε4頻率為41.9%，ApoEε4/ε4頻率為7.7%，而在北歐地區這個頻率則分別上升至61.3%和14.1%[10]。在筆者的研究中，中國福建東南部地區AD患者ApoE基因型ε4比例為62.26%，高于既往亞洲人群比例。同時與既往中國正常人群ApoE基因頻率研究相比，本研究中AD患者ApoEε4明顯升高，進一步證實ApoEε4等位基因與AD發病相關。基因型之間功能的差異是由于不同的載脂蛋白E異構體與Aβ和Tau蛋白不同結合特性[11-12]，如ApoEε4亞型更容易且更快與Aβ結合產生新的寡聚體[13]，同時ApoEε4不與Tau蛋白結合表明ApoEε3與Tau蛋白的相互作用對Tau蛋白磷酸化和神經原纖維纏結的形成起到抑制作用[14]。

AD特征性的病理改變除了神經淀粉斑塊和神經原纖維纏結外，在AD患者的某些腦組織部位可見葡萄糖代謝異常，腦組織的代謝異常也被認為是AD早期的病理改變，同時也參與到其他AD神經病理改變的過程中[15]。ApoE作為一個晚發性AD危險因素已被證明不僅與Aβ沉積有關，也與腦葡萄糖代謝異常相關[6-7，16]。腦內葡萄糖代謝異常在早期AD患者中可能導致ApoE脂質過氧化狀態降低，進一步導致Aβ清除減少，沉積增加[6]。此外，有研究表明高血糖水平可能加重認知功能損害，同時加速認知障礙[17]。ApoEε4和血糖升高同時導致AD更嚴重的病理改變[18]。但是在筆者的研究中中國福建東南部地區AD患者ApoEε4與血糖無明顯相關性。

ApoE蛋白被認為在中樞神經系統生長過程中神經元生長和神經再生的脂質穩態起到重要作用。最近有一項研究表明，在認知正常的老年人群中血清總膽固醇水平升高與ApoEε4相關[19]。同時也有研究提出ApoEε4會影響低密度脂蛋白膽和高密度脂蛋白水平[20-21]。在筆者的研究中攜帶ApoEε4組的AD患者血清總膽固醇水平較不攜帶ApoEε4組升高，這一結果提示了ApoE蛋白可能通過影響脂質代謝，從而在AD發病和進展的病理生理機制中起作用。同時筆者的研究中也存在一些不足。首先筆者研究的AD患者樣本量相對較小，所以更大樣本的重復研究觀察研究結果還是有必要的。此外筆者僅對TC、TG和空腹血糖這三個基礎生化參數進行研究，未對其進行細化分析，如低密度脂蛋白水平、高密度脂蛋白水平等。

參考文獻

[1] Wimo A，Jonsson L，Bond J，et al.The worldwide economic impact of dementia 2010[J].Alzheimers Dement，2013，9（1）：1-11.

[2] Seo E H，Kim S H，Park S H，et al.Topographical APOE varepsilon 4 genotype influence on cerebral metabolism in the continuum of Alzheimers disease：amyloid burden adjusted analysis[J].J Alzheimers Dis，2016，54（2）：559-568.

[3] Ba M，Kong M，Li X，et al.Is ApoE varepsilon 4 a good biomarker for amyloid pathology in late onset Alzheimers disease[J].Transl Neurodegener，2016（5）：20-21.

[4] Jiang B，Zhang X P，Chen M F，et al.A cross-sectional study of inpatients with late stage of dementia in Southeast China and the associations between biochemical parameters and apolipoprotein E genotypes[J].Clin Interv Aging，2018（13）：159-163.

[5] Luckhoff H K，Kidd M，van Rensburg S J，et al.Apolipoprotein E genotyping and questionnaire-based assessment of lifestyle risk factors in dyslipidemic patients with a family history of Alzheimers disease：test development for clinical application[J].Metab Brain Dis，2016，31（1）：213-224.

[6] Patil S P，Ballard R，Sanchez S，et al.ApoE：the link between Alzheimers-related glucose hypometabolism and Aβ deposition？[J].Med Hypotheses，2012，78（4）：494-496.

[7] Ossenkoppele R，van der Flier W M，Zwan M D，et al.

Differential effect of APOE genotype on amyloid load and glucose metabolism in AD dementia[J].Neurology，2013，80（4）：359-365.

[8] Chen Z，Zhong C.Decoding Alzheimers disease from perturbed cerebral glucose metabolism：implications for diagnostic and therapeutic strategies[J].Prog Neurobiol，2013（108）：21-43.

[9] Li H L，Yang P，Liu Z J，et al.Common variants at Bin1 are associated with sporadic Alzheimers disease in the Han Chinese population[J].Psychiatr Genet，2015，25（1）：21-25.

[10] Ward A，Crean S，Mercaldi C J，et al.Prevalence of apolipoprotein E4 genotype and homozygotes （APOEε4/4） among patients diagnosed with Alzheimers disease：a systematic review and meta-analysis[J].Neuroepidemiology，2012，38（1）：1-17.

[11] Giau V V，Bagyinszky E，An S S，et al.Role of apolipoprotein E in neurodegenerative diseases[J].Neuropsychiatr Dis Treat，2015（11）：1723-1737.

[12] Qiu W Q，Zhu H，Dean M，et al.Amyloid-associated depression and ApoE4 allele：longitudinal follow-up for the development of Alzheimers disease[J].Int J Geriatr Psychiatry，2016，31（3）：316-322.

[13] Chetty P S，Mayne L，Lund-Katz S，et al.Helicalstructure，stability，and dynamics in human apolipoprotein E3 and E4 by hydrogen exchange and mass spectrometry[J].Proc Natl Acad Sci U S A，2017，114（5）：968-973.

[14] Qiu W Q，Wallack M，Dean M，et al.Association between amylin and amyloid-βpeptides in plasma in the context of apolipoprotein E4 allele[J].PLoS One，2014，9（2）：631-637.

[15] Sanabria-Diaz G，Martinez-Montes E，Melie-Garcia L，et al.Glucose metabolism during resting state reveals abnormal brain networks organization in the Alzheimers disease and mild cognitive impairment[J].PLoS One，2013，8（7）：602-613.

[16] Protas H D，Chen K，Langbaum J B，et al.Posterior cingulate glucose metabolism，hippocampal glucose metabolism，and hippocampal volume in cognitively normal，late-middle-aged persons at 3 levels of genetic risk for Alzheimer disease[J].JAMA Neurol，2013，70（3）：320-325.

[17] Kerti L，Witte A V，Winkler A，et al.Higher glucose levels associated with lower memory and reduced hippocampal microstructure[J].Neurology，2013，81（20）：1746-1752.

[18] Bangen K J，Himali J J，Beiser A S，et al.Interaction between midlife blood glucose and APOE genotype predicts later Alzheimers disease pathology[J].J Alzheimers Dis，2016，53（4）：1553-1562.

[19] Tao Q Q，Chen Y，Liu Z J，et al.Associations between apolipoprotein E genotypes and serum levels of glucose，cholesterol，and triglycerides in a cognitively normal aging Han Chinese population[J].Clin Interv Aging，2014（9）：1063-1067.

[20] Han S，Xu Y，Gao M，et al.Serum apolipoprotein E concentration and polymorphism influence serum lipid levels in Chinese Shandong Han population[J].Medicine （Baltimore），2016，95（50）：392-399.

[21] Huang X，Dong S，Zhen J，et al.The role of ApoE polymorphism in the relationship between serum steroid hormone levels and cognition in older Chinese adults：a cross-sectional study[J].Front Endocrinol （Lausanne），2018（9）：71-73.

（收稿日期：2018-06-27） （本文編輯：李瑩瑩）