血清Aβ1-42及P-tau-181與老年2型糖尿病輕度認知功能障礙的關系*

許 雪，孔璐璐，李 偉△

(1.徐州醫科大學附屬醫院內分泌科，江蘇徐州 221002;2.江蘇省宿遷市鐘吾醫院內分泌科 223800)

2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)是一種慢性代謝性疾病，可導致全身血管及多個器官病變，其中糖尿病認知功能障礙被認為是糖尿病并發的中樞神經系統損害，近年開始受到越來越多的關注。在所有年齡段的糖尿病患者中，都可能存在細微的認知變化，但是60歲以上的患者患認知障礙和癡呆的風險更高[1]。癡呆是21世紀最為重要的健康危機之一，中國也是癡呆癥患者最多的國家，研究顯示糖尿病與罹患認知功能障礙及包括阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)在內的各種癡呆癥的風險增加密切相關[2]。而輕度認知功能障礙(mild cognitive impairment,MCI)被認為是介于認知功能正常和癡呆之間的一種狀態，往往因病情隱匿而易被忽略；目前T2DM合并MCI的病理機制尚不明確，診斷依賴于主觀臨床癥狀的判斷及神經認知測驗的結果。故本研究通過觀察血清β淀粉樣蛋白1-42(Aβ1-42)、磷酸化tau-181(P-tau-181)蛋白水平與T2DM合并MCI的相關性，希望能在此基礎上結合有效的生物標志物檢查以便對MCI進行早期診斷和干預治療。

1 資料與方法

1.1 一般資料

研究對象為2019年7月至2020年7月徐州醫科大學附屬醫院內分泌科收治的T2DM患者共180例。納入標準：年齡≥60歲；符合美國糖尿病學會(ADA)T2DM診斷標準[3]。排除標準：1型或其他特殊類型糖尿病患者；合并嚴重感染或糖尿病急性并發癥患者；酒精依賴及藥物濫用者；合并精神障礙性疾病如抑郁癥等，或長期服用精神類藥物的患者；合并癡呆癥的患者；合并甲狀腺功能異常的患者；3個月內急性腦血管疾病發作；合并腦部創傷、腫瘤、癲癇、帕金森病、中樞神經系統炎性病變的患者；先天性智力障礙的患者；合并嚴重的視力、聽覺、言語或書寫障礙不能配合完成認知功能檢查的患者。

根據PETERSEN[4]提出的MCI診斷標準：(1)存在主觀認知障礙，最好由舉報人確認；(2)在評估組中進行的認知測試中有客觀上的表現損害；(3)保留一般的認知功能；(4)基本正常的功能活動；(5)無癡呆，首先在入組前排除癡呆患者[簡易智力狀態檢查量表評分小于24分[5]或簡易蒙特利爾評估(MoCA)量表評分小于19分[6]]，并結合MoCA量表得分將180例T2DM患者分為認知功能正常組(NCI組)83例(MoCA≥26分)及輕度認知功能障礙組(MCI組)97例(MoCA 19～<26分)。研究經過徐州醫科大學附屬醫院倫理委員會審核批準，所有納入研究的患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1臨床指標檢測

記錄患者的性別、年齡、受教育程度及糖尿病病程，測定患者身高和體重，并計算體質量指數(body mass index，BMI)。禁食8 h后采集空腹肘靜脈血檢測空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、糖化血紅蛋白(glycosylated hemoglobin A1c，HbA1c)、胰島素(insulin,Ins)、C肽(C-peptide)、三酰甘油(triglycerides，TG)、總膽固醇(total cholesterol，TC)、低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、血肌酐(creatinine，Cr)、尿酸(uric acid，UA)。

1.2.2血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白檢測

清晨采集受試者空腹肘靜脈血5 mL，置于有惰性分離膠或促凝劑的黃蓋采血管中，采血后放置15 min使之凝固，再離心分離血清，4 ℃下保存待測。嚴格按照試劑盒使用說明書檢測，采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清Aβ1-42及P-tau-181蛋白水平，批間差及批內差小于或等于15%。

1.2.3認知功能測評

MoCA量表是一種較簡潔且有效的篩查認知障礙的工具，可用于檢測在簡易智力狀態檢查量表中表現正常的人的MCI，具有高靈敏度和特異度；此量表主要評估注意力、執行能力、語言、記憶、抽象思維、計算力和定向力，受教育程度≤12年總分加1分，測驗由一名經過專業培訓的專職醫師進行操作，總分30分，總分≥26分為認知功能正常，19～<26分為輕度認知功能障礙。

1.3 統計學處理

2 結 果

2.1 兩組患者臨床資料比較

兩組患者性別、吸煙史、卒中史、BMI、FPG、HbA1c、Ins、C肽、HDL-C、Cr、UA水平比較，差異均無統計學意義(P>0.05)；MCI組MoCA評分顯著低于NCI組(P<0.01)，確認合并MCI的T2DM患者認知功能明顯下降，并且與NCI組相比，MCI組的年齡更大，糖尿病病程更長，TG、TC、LDL-C水平及受教育程度更低，差異均有統計學意義(P<0.05)；與NCI組相比，MCI組患者的血清Aβ1-42和P-tau-181水平更高(P<0.01)，見表1。

表1 兩組患者一般資料及生化指標比較

2.2 兩組患者血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平與MoCA得分及各臨床參數的相關性

經Spearman相關分析表明，血清Aβ1-42水平與年齡呈顯著正相關(r=0.151，P<0.05)，與受教育程度、血清C肽、MoCA得分呈顯著負相關(r=-0.307，-0.215，-0.511，均P<0.01)。血清P-tau-181水平與年齡、糖尿病病程、肌酐呈顯著正相關(r=0.299，0.153，0.190，均P<0.05)，與受教育程度、血清C肽、TC、LDL-C、MoCA得分呈顯著負相關(r=-0.258，-0.202，-0.156，-0.184，-0.484，均P<0.05)，其中血清Aβ1-42和P-tau-181蛋白水平與認知功能均呈顯著負相關(均P<0.01)，見表2。

表2 兩組患者Aβ1-42、P-tau-181水平與MoCA得分和各臨床參數的相關性分析

2.3 矯正后兩組患者血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平與MoCA得分及各臨床參數的相關性

進行年齡和性別矯正后，經偏相關分析表明，血清Aβ1-42水平與HDL-C呈顯著正相關(ρ=0.181，P<0.05)，與受教育程度、血清C肽、MoCA得分仍呈顯著負相關(ρ=-0.310，-0.167，-0.504，P<0.05)。血清P-tau-181水平與空腹血糖呈顯著正相關(ρ=0.166，P<0.05)，而與糖尿病病程、肌酐無明顯相關性；與MoCA得分仍呈顯著負相關(ρ=-0.376，均P<0.01)。其中血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平與認知功能仍均呈顯著負相關，但相關性較矯正前有所削弱(ρ=-0.504，-0.376，均P<0.01),見表3。

表3 矯正后兩組患者Aβ1-42、P-tau-181水平與MoCA得分和各臨床參數的相關性分析

2.4 單因素logistic回歸分析各因素與MCI的關系

回歸分析結果顯示，年齡、受教育程度、糖尿病病程、TG、TC、LDL-C、Cr及血清Aβ1-42、P-tau-181均與發生MCI有關(其OR值分別為1.205，0.787，1.054，0.672，0.659，0.598，1.015，1.094，1.022，均P<0.05)，見表4。

表4 各臨床參數與MCI的相關性分析

續表4 各臨床參數與MCI的相關性分析

2.5 多因素logistic回歸分析不同水平的Aβ1-42、P-tau-181與MCI的關系

分別根據血清Aβ1-42和P-tau-181三分位數水平進行等分位分組(Aβ1-42分為Q1～Q3組，P-tau-181分為q1～q3組)；以Q1和q1組作為參照，模型1校正了年齡和性別，結果表明Q2和Q3組MCI發生的相對風險OR值分別為2.24和10.37，q2和q3組MCI發生的相對風險OR值分別為1.22和7.14，隨著Aβ1-42和P-tau-181的水平升高，患者發生MCI的風險呈上升趨勢(P<0.01)，Aβ1-42水平升高一個標準差，患者發生MCI的風險增加5.06倍，P-tau-181水平升高一個標準差，患者發生MCI的風險增加1.65倍；模型2在模型1的基礎上進一步校正了BMI、受教育程度和糖尿病病程，模型3在模型2的基礎上又進一步校正了FBG、HbA1c、胰島素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C等生化指標，結果顯示校正后的Q2、Q3和q2、q3組MCI發生的相對風險均被不同程度削弱，但隨著Aβ1-42，P-tau-181水平的升高，發生MCI的風險仍呈上升趨勢且具有統計學意義(P<0.05),見表5和表6。

表5 不同Aβ1-42水平分組與MCI的相對風險

表6 不同P-tau-181水平分組與MCI的相對風險

Model 1：校正年齡和性別；Model 2：在模型1的基礎上校正了BMI,受教育程度,糖尿病病程,吸煙史,卒中史,收縮壓及舒張壓；Model 3：在模型2的基礎上校正了生化指標，包括(FPG、HbA1c、胰島素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C、Cr、UA)。

Model 1：校正年齡和性別；Model 2：在模型1的基礎上校正了BMI,受教育程度,糖尿病病程,吸煙史,卒中史,收縮壓及舒張壓；Model 3：在模型2的基礎上校正了生化指標，包括FPG、HbA1c、胰島素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C、Cr、UA。

3 討 論

β淀粉樣蛋白(Aβ)在細胞外沉積形成的老年斑和tau蛋白過度磷酸化在神經細胞內形成的神經元纖維纏結是AD的病理學特征。現研究多通過正電子發射斷層掃描(PET)來反映腦內Aβ斑塊和神經纖維纏結的沉積情況[7]，也可檢測腦脊液(CSF)或者外周血漿中Aβ、磷酸化tau蛋白的水平來研究與AD的關系。研究已經證實AD和糖尿病之間存在許多共同的發病機制，如胰島素傳導信號受損、神經炎癥、氧化應激增加導致的線粒體功能障礙等[8]。這些機制的存在可能同樣促使Aβ和磷酸化tau蛋白在糖尿病認知功能障礙的發病中發揮著重要作用。

Aβ1-42是由淀粉樣前體蛋白(APP)通過β-和γ-分泌酶切割形成，循環于血液及腦脊液中，Aβ1-42易聚集形成纖維狀聚合體，并可導致廣泛的神經炎癥[9]。tau蛋白參與構成微管結構，是組成神經細胞骨架的成分，在維持微管的穩定性及在細胞器軸突穩態和生物分子運輸中起著重要作用[10]。tau蛋白的過度磷酸化形成神經元纖維纏結，導致正常軸突轉運受損，引起突觸丟失及神經元功能損傷，和Aβ一起驅動神經變性，Aβ及P-tau-181與T2DM和AD都有關。本研究結果也證明了高水平的Aβ1-42和P-tau-181為認知障礙的危險因素。與NCI組相比MCI組患者血清Aβ1-42、P-tau-181水平更高，其機制可能為:(1)高葡萄糖增加APP加工酶β-內分泌酶1(BACE1)的表達導致Aβ生成增多[11]，并可能在關鍵的異常磷酸化位點促進tau磷酸化，但本研究結果顯示兩組的FPG、HbA1c均無明顯差異，推測可能受一些混雜因素影響，如沒有考慮可能影響這些生化指標水平的藥物治療；(2)胰島素的代謝通路受影響導致糖原合成激酶3β(GSK-3β)高表達，促進了tau蛋白的異常磷酸化和Aβ的生成，之前也有研究表明，與無認知障礙的糖尿病患者相比，合并認知障礙糖尿病患者體內的GSK-3β水平上調[12]；(3)合并MCI的老年糖尿病患者相比無認知障礙的糖尿病患者和健康人群具有更高水平的全身炎癥性標志物[13]，炎性因子的升高可能導致中樞神經系統星形膠質細胞活化，活化的神經膠質細胞通過BACE1的表達增加和Aβ的吞噬作用降低而促進Aβ的積累[14]；(4)晚期糖基化終產物(AGEs)的累積，最早提出將年齡相關的細胞功能和組織衰退與非酶糖基化產物聯系起來的理論的是MONNIER和CERAMI[15]。實驗數據表明糖尿病和衰老均促進了AGEs的積累，后者會進一步促進Aβ的生成并參與Aβ相關的炎癥過程[16]，與本研究結果顯示的Aβ1-42水平與年齡呈正相關，MCI組患者年齡更大的結果相符合；盡管AD的病理學改變即老年斑及神經纖維纏結的形成是明確的，但關于腦脊液或血漿中的Aβ1-42、P-tau-181水平與AD的關系結論卻不一致。一項縱向研究[17]發現，在MCI階段，Aβ1-42最初穩定上升，隨后在臨床AD發作之前下降，而高磷酸化tau蛋白的變化與MCI的臨床進展平行，可能的解釋為淀粉樣物質在大腦中沉積形成老年斑塊而致外周血中相應的指標下降。而在本研究中，MCI組的Aβ1-42和P-tau-181水平明顯升高，推測糖尿病認知功能障礙患者可能不存在AD的病理學特征，大多數糖尿病認知功能障礙可能是由多種病理機制引起的，與AD病理學無關的其他因素會調節Aβ1-42、P-tau-181在外周血中的水平。1項評估2 365名死者中糖尿病與AD神經病理改變關系的研究[18]及1項來自巴西老年人的大型尸檢研究[19]中也均未發現DM存在與AD神經病理學一致的證據。

本研究結果還顯示了MCI組較NCI組具有更低的TG、TC和LDL-C水平(P<0.01)，雖高膽固醇及三酰甘油血癥在促進血管炎癥及動脈粥樣硬化等血管疾病中的作用已經被證實，但有關血脂在認知功能障礙中的研究結果卻不一致[20]。既往研究表明中年期TC升高是AD發生的危險因素，但是中年后的血清TC下降可能是晚期認知功能障礙的風險標志[21]。本研究結果可能的解釋是膽固醇是細胞膜的主要成分，在許多神經元細胞中它構成髓鞘，故膽固醇水平的降低及髓鞘的丟失會導致神經問題，此外膽固醇還影響大腦突觸的功能，在神經遞質的產生和分泌中起著至關重要的作用[22]，現在已經認識到膽固醇代謝缺陷和神經退行性疾病之間的聯系[23]。

本研究存在的局限和不足之處為研究對象大部分為低教育水平的個體，MoCA量表作為區分正常認知和MCI的工具，有研究者提出建議的正常認知臨界值為26分太高，會增加假陽性測試結果，在這些人群中可能需要一個綜合性的評估來篩選認知障礙；其次本次研究的樣本量相對較小，且為橫斷面研究缺乏長期的縱向研究來評估Aβ1-42、P-tau-181與糖尿病認知變化的聯系,另外今后可以進一步從分子機制上進行研究，如信號通路GSK-3β等。

綜上所述，老年T2DM合并MCI患者Aβ1-42、P-tau-181與認知功能損害關系密切，通過檢測其血漿水平并結合認知量表可早期評估老年T2DM患者的認知功能，今后仍需要更多的研究以闡明其作為糖尿病輕度認知障礙潛在生物標志物的作用。