阿爾茨海默病患者血清補體C5a、NLRP3 水平變化及其意義

胡瑛霞，鄧長青，孫經超

丹東市中心醫院，遼寧丹東118000

阿爾茨海默病（AD）為常見神經系統退行性疾病，是導致老年人癡呆的主要原因，其起病隱匿，并可引起進行認知功能障礙、記憶減退，多伴有人格改變，不僅嚴重影響患者生活質量，還給其家庭乃至社會均造成了巨大負擔。雖然目前尚不完全明確其發病機制，但近年研究［1］表明，在AD 發病過程中神經免疫炎癥扮演重要角色，其主要特征為小膠質細胞激活和細胞因子表達，且炎癥反應為其腦內主要神經病理改變，提示炎癥反應為AD 重要病理機制。補體系統是一種存在血清及組織液中具有酶活性的蛋白質，主要作用是促進炎癥反應，協助消除病原微生物。研究顯示，其參與神經炎癥重要環節，參與了AD 患者的炎癥損傷，其中補體C5a是補體激活時出現的補體因子，具備很強的促炎作用［2］。炎性小體是近年來中樞神經系統疾病研究熱點，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3（NLRP3）為當前研究最深入的一種炎性小體，當其信號通路被激活后，可引起一系列炎癥反應［3］。目前有關二者與AD 患者認知功能及炎癥因子的關系鮮有報道，本研究觀察了AD 患者清補體C5a、NLRP3 的水平變化，并探討了其是否參與炎癥反應及認知功能損傷。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取丹東市中心醫院2017 年1 月—2020年1月收治的AD患者198例（觀察組），其中男117 例、女81 例，年齡55～82（72.54 ± 6.87）歲，病程1～12（6.58 ± 1.28）年，文化程度：高中以下94 例、高中及以上104 例。納入標準：符合《精神障礙診斷與統計手冊（第五版）》［4］中AD 診斷標準；患者監護人均知情研究；MRI或CT顯示老年腦改變或腦萎縮；臨床資料完整者；無嚴重軀體疾病者。排除標準：語言交流障礙者；自身免疫性疾病者；精神分裂癥者；感染性或炎癥性疾病者；因腦血管疾病、顱腦外傷等導致的認知功能損害者。另選取82 例同時期來本院體檢健康者為對照組，其中男49 例、女33 例，年齡54～86（73.17±6.68）歲，文化程度：高中以下41例、高中及以上41例。兩組基線資料有可比性。本研究經倫理委員會批準。

1.2 血清補體C5a、NLRP3 及炎癥因子檢測 抽取所有受試者3 mL 清晨空腹靜脈血，3 000 r/min 離心10 min，取上清液置于EP 管，放入-80 ℃冰箱中待檢，酶聯免疫吸附法（上海將來實業股份有限公司）測定血清補體C5a、NLRP3、腫瘤壞死因子-α（TNFα）、白介素6（IL-6）、IL-1β 水平，免疫比濁法（上海心語生物科技有限公司）測定血清超敏C 反應蛋白（hs-CRP）水平，所有操作嚴格按照說明書進行。

1.3 認知功能評價 采用簡易精神狀態量表（MMSE）評價，由FOLSTEIN 等［5］于1975 年編制，包括視空間、計算力、注意力、定向、延遲記憶、即刻記憶、語言理解6 個維度共30 個條目，分為正確（1 分）與錯誤（0 分），總分0～30 分。中學及以上<24 分，小學<20分，文盲<17分表示認知功能障礙。

1.4 統計學方法 采用SPSS26.0 統計軟件。計量資料以表示，比較采用t 檢驗；計數資料以例（%）表示，比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pear?son相關。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組血清補體C5a、NLRP3 水平、MMSE 評分及炎癥因子水平對比 觀察組血清補體C5a、NL?RP3 水平高于對照組，MMSE 評分低于對照組（t 分別為7.464、9.800、30.647，P 均<0.05），見表1。觀察組血清TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 水平高于對照組（t 分別為7.437、25.727、9.802、42.836，P 均<0.05），兩組血清炎癥因子比較見表2。

表1 兩組血清補體C5a、NLRP3水平和MMSE評分

表1 兩組血清補體C5a、NLRP3水平和MMSE評分

組別觀察組對照組MMSE評分（分）15.63±3.22 29.35±3.83 n 198 82補體C5a（pg/mL）73.52±9.43 64.30±9.35 NLRP3（pg/mL）116.25±29.36 79.21±27.32

表2 兩組血清炎癥因子水平（pg/mL，）

表2 兩組血清炎癥因子水平（pg/mL，）

組別觀察組對照組n 198 82 TNF-α 196.55±12.07 184.36±13.43 IL-6 105.35±13.14 62.38±11.63 IL-1β 37.50±7.47 28.35±6.14 hs-CRP 5.04±0.61 1.87±0.43

2.2 觀察組血清補體C5a、NLRP3 及炎癥因子和MMSE 評分之間的相關性 血清補體C5a、NLRP3、TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 水平與MMSE 評分呈負相關（r 分別為-0.420、-0.418、-0.506、-0.444、-0.435、-0.524，P 均<0.05）。血清補體C5a、NLRP水平與TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 水平呈正相關（r分別為0.538、0.640、0.601、0.563，0.512、0.587、0.573、0.452，P均<0.05）。

3 討論

AD是導致老年期癡呆的最主要原因，其起病隱匿，早期表現為近記憶障礙，不易察覺，隨著病情的進展，記憶障礙呈進行性加重，逐漸表現為精神行為異常、認知功能減退，如緘默不語、情感淡漠、攻擊行為、情緒暴躁、妄想等，甚至完全喪失自理能力、四肢癱瘓、大小便失禁、終日臥床，最終引起并發癥而死亡［6］。據統計報道，截止2019 年，全球至少有5 000萬AD 患者，而我國是世界上患病數最多的國家，約1 000 萬人，且隨著人口老齡化的加劇，預計到2050年可達4 000 萬人，該病病程長且治療開支巨大，給我國健康福利資源分配和政府未來政策造成了巨大影響［7］。目前尚不完全明確AD 確切病理機制，但有研究分析AD 患者腦組織病理發現，β 淀粉樣蛋白（Aβ）斑塊沉積周圍有大量活化小膠質細胞和反應性星型膠質細胞，膠質細胞激活能介導炎癥反應，誘導Aβ 產生，促進AD 發生及發展［8］。同時試驗也證實，布洛芬等非甾體類抗炎藥物能有效改善AD 患者腦內Aβ 沉積，降低炎性因子水平，延長AD 發病時間［9］。上述研究均表明炎癥反應參與了AD 病理過程，因此雖然目前AD 的治療仍然是世界難題，但若能尋找到與其相關的炎癥細胞因子作為診斷標志物，則能幫助臨床早日診斷AD，及時采取相應措施，改善患者生活質量。

補體系統是免疫系統重要組成部分，研究表明其參與了AD 患者腦內病理過程，在神經炎癥損傷中起到重要作用，其主要存在于血清和組織液中，需經活化才具備酶活性。中樞神經系統中補體主要由小膠質細胞激活分泌。血清中補體多由樹突細胞、自然殺傷細胞、中性粒細胞、巨噬細胞等免疫細胞分泌。補體C5a 為補體激活時出現的補體因子，能強力吸引腦內小膠質細胞、星形膠質細胞、中性粒細胞聚集到補體活化區，促進其活化，具備強效促進炎癥功能［10］。BURWICK 等［11］研究顯示，補體C5a 可與Aβ 協同發揮損傷作用，損害神經功能。BENSON等［12］研究顯示，補體C5a 與C5a 受體結合后，能與Toll 樣受體4（TLR-4）發揮協同作用，誘導產生炎癥因子，導致腦內神經炎癥過程加劇，進一步損傷神經元，加重認知功能損害。本研究結果顯示，觀察組血清補體C5a 水平明顯高于對照組（P<0.05），提示其參與了AD 發病過程。AD 的核心發病環節為Aβ 沉積，能誘導中樞神經系統小膠質細胞活化，分泌C5a等補體成分及炎癥因子，并產生炎癥反應，促進神經元細胞凋亡，導致AD 發生，且分泌的C5a 還會進入血液系統，故引起血清C5a水平提升。

持續過度的炎癥反應在AD 病理機制中發揮重要作用，一方面炎癥反應為小膠質細胞損傷神經元的關鍵媒介，另一方面腦小膠質細胞為Aβ 清除的重要細胞，同時腦組織炎癥微環境變化還能對小膠質細胞清除Aβ 的能力進行調節，所以一直以來，小膠質細胞介導的炎癥反應機制為AD 研究重點［13］。NLRP3 炎癥小體為NOD 樣受體（NLRs）家族成員，由NLRP3 編碼蛋白質結合半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶1 和凋亡相關斑點樣蛋白組成。時建銓等［14］研究顯示，NLRP3 炎癥小體可在腦組織小膠質細胞中表達，而星形膠質細胞沒有表達，提示NLRP3 炎癥小體激活主要發生在小膠質細胞。研究顯示，NLRP3 炎癥小體能降低Aβ 蛋白間間隙，促進其沉積，誘導正反饋循環，引起認知功能障礙，同時還能調控神經元變性相關神經毒素的合成和分泌，加重病情［15］。本研究結果顯示，觀察組血清NLRP3 水平明顯高于對照組，提示其參與了AD 發病過程，分析是Aβ 沉積后，可誘導小膠質細胞活化，激活NLRP3炎癥小體，而NLRP3 能促進Aβ 沉積，形成惡性循環。

神經炎癥是AD 發病重要環節，大量研究表明，AD 患者存在明顯的血清炎癥細胞因子水平異常。TNF-α 主要由單核巨噬細胞產生，參與了多種免疫反應和炎癥反應，許多研究均報道其在神經精神系統疾病中發揮強力而非特異性的作用［16］。HUI等［17］研究顯示，AD 患者Aβ 斑塊周圍存在大量TNF-α 表達，同時其還能上調膠質細胞Aβ1-42 趨化受體表達，強化小膠質細胞對Aβ的趨化效應。IL-1β為IL-1 的一種形式，是一種致炎細胞因子，廣泛參與了組織水腫及破壞。IL-6 為多效性細胞因子，可調節多種細胞生長及分化，在抗感染免疫反應起到重要作用［18］。研究顯示，Aβ 能刺激小膠質細胞分泌IL-1β和IL-6，加重中樞神經系統慢性炎癥反應，同時腦內IL-1β和IL-6水平提升，又會增加星形膠質細胞淀粉樣前體蛋白表達，促進Aβ 沉積［19］。hs-CRP 為高敏感炎性反應標志物，研究表明，其不僅能通過調節Aβ1-42生成參與AD 發生，還能通過促進炎癥反應、抑制新生血管形成、影響血管內皮功能等途徑影響其認知功能［20］。Pearson 相關性分析顯示，血清補體C5a、NLRP3、TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 水 平 與MMSE 評分呈負相關，提示血清補體C5a、NLRP3 及炎癥因子均與AD 患者認知功能狀態有密切關系。同時結果顯示，血清補體C5a、NLRP 水平與TNF-α、IL-6、IL-1β、hs-CRP 水平呈正相關，提示血清補體C5a、NLRP 與炎癥因子存在相互作用，共同參與了AD 發生過程，分析是當補體系統激活后，能引起一系列炎癥反應，提升炎癥細胞因子水平升高，同時當NLRP3 炎癥小體激活后，可促進Aβ 沉積，過度激活小膠質細胞，引起炎性反應。

綜上所述，AD 患者血清補體C5a、NLRP3 水平明顯升高，參與炎癥反應和認知功能損傷。但本研究樣本量較少，存在一定選擇偏倚，還需多中心大樣本研究證實。