阿爾茨海默病患者糖、脂代謝與脂多糖的相關性

李 丹， 林 萍， 金偉峰， 陳姝子， 李 萍， 程訓佳

（1．上海市精神衛生中心檢驗科，上海 200030；2. 復旦大學基礎醫學院醫學微生物與寄生蟲學教研室，上海 200032）

阿爾茨海默病（Alzheimer's disease，AD）是一種發病率高、危害大的中樞神經系統疾病，分為3個階段：無癥狀期、輕度認知障礙期、癡呆期。基于AD的炎癥機制，國外有學者成功運用細菌細胞壁成分脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）誘導AD動物模型并用于實驗研究[1]。有研究結果顯示，調節胃腸微生態的制劑可降低血脂[2]，因此腸道菌群失調可能會導致血脂代謝發生紊亂[3]。LPS不僅可加重血脂代謝的紊亂，還可誘發一氧化氮（nitric oxide，NO）等細胞內信使的釋放，影響機體的抗氧化應激能力。另外，LPS對糖代謝也有一定的影響，在高血糖狀態時，LPS可能會加重糖代謝紊亂，導致胰島素抵抗發生[4]。因此，本研究擬探討AD患者糖、脂代謝與LPS的相關性。

1 材料和方法

1.1 研究對象

選取2018年8月—2019年10月上海市精神衛生中心住院治療的AD性重度癡呆患者38例（癡呆組），其中男15例、女23例，年齡（71.7±6.38）歲，診斷符合美國國立神經病及語言障礙和卒中研究所、阿爾茨海默病及相關疾病協會推薦的AD診斷標準[5]，簡易智能精神狀態檢查量表評分均＜10分。選取同期上海市精神衛生中心門診就診的輕度認知障礙（mild cognitive impairment，MCI）患者37例（MCI組），其中男17例、女20例，年齡（67.5±5.64）歲，診斷標準參照文獻[6]。另選取同期上海市精神衛生中心老年健康體檢者40名作為正常對照組，其中男13名、女27名，年齡（69.4±5.8）歲，無神經精神科疾病史。所有對象均未服用過降脂藥物及維生素類藥物，均無乙醇及藥物依賴史。3組之間年齡、性別差異均無統計學意義（P＞0.05）。本研究經上海市精神衛生中心倫理委員會批準，由研究對象本人或監護人簽署知情同意書。

1.2 方法

收集所有對象的一般資料，包括體質量、身高、體質量指數（body mass index，BMI）、腰圍。采集所有對象空腹靜脈血5 mL，2 400×g離心10 min，分離血清。采用AU5800全自動生化分析儀（美國貝克曼庫爾特公司）及配套試劑檢測血清膽固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白膽固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、載脂蛋白E（apolipoprotein，apo E）、空腹血糖（fasting blood glucose，FPG）。采用cobas e601全自動電化學發光免疫分析儀（瑞士羅氏公司）及配套試劑（電化學發光法）檢測空腹胰島素（fasting insulin，FINS），計算胰島素抵抗指數（homeostasis model assessment for insulin resistance，HOMA-IR），HOMA-IR=FPG×FINS/22.5。采用JY-DLT腸道屏障功能生化指標分析系統（北京中生金域診斷技術有限公司）及配套試劑檢測D-乳酸、LPS。

1.3 統計學方法

采用SPSS 17.0軟件和Prism 5.0軟件進行統計分析。呈正態分布的數據以±s表示，2個組之間比較采用t檢驗，多組間比較采用方差分析。呈非正態分布的數據以中位數（M）[四分位數（P25～P75）]表示，組間比較采用非參數Mann-Whitney檢驗。采用Logistic回歸分析評估相關危險因素。采用Pearson相關分析評估各項目之間的相關性。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 癡呆組、MCI組和正常對照組一般資料的比較

癡呆組、MCI組和正常對照組之間體質量、身高、BMI、腰圍差異均無統計學意義（P＞0.05）。

表1 癡呆組、MCI組和正常對照組一般資料的比較 ±s

表1 癡呆組、MCI組和正常對照組一般資料的比較 ±s

組別 例數 體重/kg 身高/cm BMI/（kg/m2） 腹圍/cm癡呆組 38 53.68±8.04 157.00±5.68 21.78±2.67 81.88±10.35 MCI組 37 55.34±9.26 158.00±6.64 22.17±3.35 82.53±10.35正常對照組 40 54.85 ±8.89 160.00±8.42 21.56±2.12 82.36 ±4.55

2.2 癡呆組、MCI組和正常對照組糖代謝指標及血脂指標的比較

癡呆組和MCI組FPG、FINS、TC水平及HOMA-IR均高于正常對照組（P＜0.01），HDL-C水平低于正常對照組（P＜0.01）。MCI組TG水平高于正常對照組（P＜0.05）。癡呆組和MCI組之間FPG、FINS水平及HOMA-IR差異均有統計學意義（P＜0.01）。見表2。

2.3 癡呆組和正常對照組腸道黏膜屏障功能指標的比較

癡呆組血清D-乳酸、LPS水平均高于正常對照組（P＜0.000 1）。見表3。

表2 癡呆組、MCI組和正常對照組糖代謝指標及血脂指標的比較

表3 癡呆組和正常對照組腸道黏膜屏障功能指標的比較

2.4 癡呆組LPS與血脂的相關性

Pearson相關分析結果顯示，癡呆組LPS與TC呈正相關（r=0.68，P＜0.05），與TG、HDL-C、apo E、FPG、FINS均無相關性（r值分別為0.120、0.160、0.001、0.023、0.120，P＞0.05）。

2.5 MCI組和癡呆組相關危險因素的Logistic回歸分析

以TC、FPG 、HDL-C、LPS為自變量，以MCI組或癡呆組為因變量，進行Logistic回歸分析。結果顯示，TC升高、FPG升高是MCI和癡呆發生的危險因素（P＜0.05），HDL-C升高是MCI和癡呆發生的保護因素（P＜0.05），LPS升高是癡呆發生的危險因素（P＜0.05）。見表4、表5。

表4 MCI危險因素的Logistic回歸分析

表5 癡呆危險因素的Logistic回歸分析

3 討論

本研究結果顯示，癡呆組和MCI組TC水平均高于正常對照組（P＜0.01），血清HDL-C水平低于正常對照組（P＜0.01）。MCI組血清TG水平高于正常對照組（P＜0.05）。Logistic回歸分析結果顯示，TC升高是MCI和癡呆發生的危險因素（P＜0.05），HDL-C升高是MCI和癡呆發生的保護因素（P＜0.05）。有研究結果顯示，高血糖、高血脂與認知障礙相關[7]。高血脂影響認知功能的可能機制為：高水平TG通過影響三羧酸循環導致局部神經元代謝障礙，引起中樞神經細胞退行性改變[8]；高水平TC可增加血腦屏障的通透性，使原本不易通過血腦屏障的TC在神經系統沉積，導致腦內TC水平升高，影響β-淀粉樣蛋白的降解，增加淀粉樣物質在海馬區的異常沉積[9]。高密度脂蛋白可降低血中膽固醇水平、抑制低密度脂蛋白氧化，降低氧化修飾低密度脂蛋白引起的損傷，對血管具有保護性作用[10]。腦血管在高血脂狀態下更易發生動脈粥樣硬化，管壁增厚、管腔狹窄，導致供血區白質缺血性脫髓鞘，從而影響腦組織血液灌注，導致認知障礙[11]。高水平膽固醇可通過將淀粉樣前體蛋白（amyloid precursor protein，APP）從α裂解產物轉變為β裂解產物，從而加速β-淀粉樣蛋白的產生[12]，進而促進認知障礙的發生。由此可見，糖、脂代謝異常可加劇認知功能損傷，使MCI加速向AD發展。

糖代謝紊亂導致的胰島素抵抗與AD的發病機制有著密切關系。本研究結果顯示，癡呆組和MCI組FPG、FINS及HOMA-IR均高于正常對照組（P＜0.01），且FPG升高是MCI和癡呆發生的危險因素（P＜0.05）。胰島素抵抗導致的高血糖和高水平胰島素可通過血腦屏障進入大腦，導致腦部血糖和胰島素水平升高[13]，加速神經元纖維纏結的形成，進而通過β-淀粉樣蛋白聚集、Tau蛋白異常磷酸化、誘發炎癥等機制促進AD的發生[14]。本研究結果還顯示，癡呆組和MCI組之間FPG、FINS、HOMA-IR差異均有統計學意義（P＜0.01）。這說明在AD病程的早期階段，患者糖代謝可能已發生異常。

動物實驗結果顯示，單純腹腔注射1 mg LPS，可使小鼠血中TC和TG水平升高，并使肝臟膽固醇合成增加[15]。LASSENIUS等[16]的研究結果顯示，人血清LPS活性與血清TG水平呈正相關（r=0.477，P＜0.001），說明細菌的致病物質LPS可使血脂水平升高。D-乳酸和LPS是評價腸道屏障功能的常用指標。D-乳酸是細菌代謝和裂解的產物，當腸黏膜通透性異常升高時，腸道細菌產生的大量D-乳酸可透過腸黏膜進入門靜脈循環[17]。LPS是革蘭陰性菌細胞壁外膜上的一種物質，腸道內的致病菌，特別是革蘭陰性菌大量生長、繁殖時會釋放大量的LPS，因此LPS可直接反映腸黏膜屏障損傷情況[18]。本研究結果顯示，癡呆組血清D-乳酸及LPS水平顯著高于正常對照組（P＜0.000 1），說明AD患者腸黏膜通透性增加，可導致LPS移位。Pearson相關分析顯示，癡呆組LPS與TC呈正相關（r=0.68，P＜0.05）。但本研究未檢測MCI組的LPS，因此LPS是否是通過影響脂代謝參與AD進展尚需進一步研究。動物實驗結果顯示，Db/db 2型糖尿病小鼠的結腸組織、門脈血LPS水平均升高，并與血糖呈正相關[19]。雖然本研究結果顯示FPG與LPS無相關性（r=0.023，P＞0.05），但是癡呆組和MCI組FPG、FINS、LPS水平均高于正常對照組（P＜0.01），提示患者在慢性炎癥狀態下可能更易進入糖耐量受損階段，胰島B細胞代償性分泌的高水平胰島素已不能維持正常的血糖水平。

綜上所述，AD患者糖、脂代謝均異常，可能與腸道黏膜屏障受損有一定關系，但具體機制尚需進一步研究。