早期诊断Alzheimer病的血液生物学标志物研究进展

早期诊断Alzheimer病的血液生物学标志物研究进展作者：陈兴泳，唐洲平，唐荣华    作者单位：430030武汉，华中科技大学同济医学院附属同济医院神经内科    【关键词】  Alzheimer病    Alzheimer病(AD)［1］是一种进展性的以记忆减退、认知功能障碍、人格改变为特征的神经系统退行性疾病，是老年期痴呆的主要类型,占痴呆的50％。AD患者脑中主要的生化和病理改变来源于淀粉样前体蛋白(APP)细胞加工和β淀粉样蛋白(Aβ)代谢、tau蛋白磷酸化、炎症反应和脂质代谢异常等过程。这些过程形成的代谢产物能在脑脊液(CSF)中准确地反映出来，故CSF是最理想的检测标本［2］，但由于CSF采集有严格的适应证和禁忌证及技术性而限制了其广泛应用。寻找和开发高敏感、高特异的血液生物学标志物，以求对AD进行早期诊断、早期干预治疗。1  APP 和Aβ代谢相关标志物    1.1  Aβ  Aβ是由APP分解产生,主要包括Aβ40和Aβ42。Aβ沉着斑是AD神经病理学的特征，且在CSF和血液中都能检出，因此是AD的首选标志物。ELISA法能够定性、定量检测血浆中Aβ。Solfrizzi等［3］测定了78 例AD 患者和61例对照者，发现AD组Aβ40显著高于对照组。一项来自北曼哈顿的研究［4］表明，AD患者或5 年内发展为AD的患者, 其血浆Aβ42 水平较那些始终不出现痴呆症状的受监测者明显升高。也有研究［5］发现AD组和对照组血浆Aβ水平无显著差异，且血浆Aβ水平与疾病进程或痴呆程度无相关。此外，由于Aβ是一种蛋白质，其通过肾脏代谢，当老年人肾功能下降，肾小球滤过率下降时可导致血浆Aβ水平升高，所以测定Aβ应同时测定血肌酐的水平，以肌酐水平反应肾功能。若血肌酐和Aβ均高，则不能说明Aβ升高，这可能由肾功能下降导致。若肌酐水平正常，Aβ升高才有意义。血浆Aβ指标对AD不是敏感、特异的生化标志物。但血浆中Aβ水平的增龄性升高是Aβ产生和清除之间失衡的外周反映，对年龄相关的Aβ沉积和AD发生风险都有提示作用，可用于AD预测、病程发展和疗效观察。    1.2  血小板APP异构体比值  在血小板中，完整的APP将被加工成（120～130）×103Da和l10×103Da两种异构体，两者比例称为APP异构体比值（APPr）。研究［6］发现AD患者血小板APPr降低，而其他类型的痴呆患者不降低；血小板中APP以及与其代谢有关的酶水平改变可出现在AD早期，此时神经心理测验尚未发现痴呆，提示可对AD 早期诊断提供支持。AD患者APPr下降与病情及病程相关，敏感性和特异性为80％～90％，是评价疾病进程和治疗效果的理想标记物；但测定工序、技术需求高，需使用特异性抗体检测［7］。Padovani等［8］研究发现AD患者血小板APPr较正常对照组和非AD型痴呆明显降低,与病情正相关；应用他汀类药物治疗后，AD患者认知功能有所改善,同时血小板APPr明显升高；进一步说明血小板APPr既可以作为AD的诊断指标，又可以作为疗效评价指标。2  与胆固醇代谢相关的标志物    2.1  血浆24s羟基胆固醇  24s羟基胆固醇由胆固醇在脑中经胆固醇24s羟化酶转化而成，易通过血脑屏障，故血浆24s羟基胆固醇较血浆总胆固醇更能准确地反映脑胆固醇的生理平衡。有研究［7］发现AD患者的疾病早期，CSF和血浆中24s羟基胆固醇总量上升。胆固醇24s羟化酶基因的单核苷酸多态性(SNP)与AD存在相关性，携带T等位基因可能是AD的危险因素［9］。24s羟基胆固醇作为诊断指标虽然缺乏特异性，但持续升高是AD的危险因素，适用于对AD患病的风险评估。    2.2  载脂蛋白E（ApoE）  ApoE的生理功能主要为参与胆固醇的转运及血浆脂蛋白的代谢，同时还具有神经元修复、树突生长、维持突触可塑性及抗炎等作用。ApoE ε4是散发性和迟发家族性AD重要的危险因素之一，在Aβ沉积和老年斑的形成中起重要作用。ApoE ε4  等位基因与AD发生风险增高、早年发病、Aβ沉积增多及AD患者脑中Aβ40 水平增高有关，因此检测基因组DNA中ApoE基因型可以简单有效地预报AD发生风险［10］。国内有学者［11］证实，AD组ApoE ε4 等位基因频率明显高于对照组，携带ApoE ε4 等位基因的个体血浆ApoE蛋白水平较低，故检测血浆ApoE水平对AD的诊断和疗效观察也应有意义。3  细胞因子    细胞因子在AD发病过程中扮演了极为重要的角色, AD患者血清不仅白细胞介素1β(IL1β)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、IL8升高［12］，而且血中α1抗胰蛋白酶、C反应蛋白、IL6/ IL6 受体复合物和转化生长因子β等免疫分子也有不同程度的增多，而IL12、α干扰素、γ干扰素则无显著改变［13］，检查这些细胞因子可以辅助诊断AD。    3.1  神经生长因子(NGF)  NGF可在脑内选择性作用于胆碱能神经元，促进胆碱能神经元的分化、生长和发育；还可抑制tau蛋白的过度磷酸化，抑制Aβ的神经毒性作用，阻断细胞死亡。Rainer 等［14］检测早期AD、中晚期AD患者和正常人群血清NGF发现，早期AD患者的NGF水平最低，随着疾病的进展，NGF水平逐渐升高，并接近正常人群的水平，其原因可能与AD晚期血脑屏障功能受损有关。评估NGF水平与痴呆发展的关系发现，血清NGF水平越低，发展为AD 的可能性越大；所以NGF有望成为AD早期诊断的一个指标。    3.2  TNFα  TNFα是重要的炎症因子,正常人中枢神经系统只有神经元产生低水平的TNFα。AD患者血清中TNFα水平升高［15］可以作为AD 辅助诊断的一个指标。4  酶类    4.1  血红素氧合酶（HO）1  HO1在血红素代谢过程中产生的自由铁和一氧化碳导致神经元中异常铁沉积和线粒体功能下降，引起各种脑退行性疾病。AD患者脑中神经元和星形胶质细胞可产生大量的HO1。Schipper等［16］认为检测外周血淋巴细胞中HO1 mRNA水平可能为散发型AD提供一种有用的生物学标记物；但采用ELISA法测定AD患者外周血中HO1水平较正常对照组明显降低，其机制不明，可能是HO1水解酶增多所致。    4.2  磷脂酶A2(PLA2)  PLA2是细胞膜磷脂代谢的关键酶，可将磷脂水解为各种磷脂酸和氨基酸。AD 患者血小板和脑中PLA2活性较对照组明显降低，而且轻度认知功能障碍患者的血小板PLA2活性越低,进展为AD 的可能性越大［17］，其原因有待进一步研究。    4.3  血清kallikrein6(hk6)  hk6为一种丝氨酸蛋白酶，CSF中含量比血清中高5～10倍。有报道［18］AD患者血hk6浓度比正常人高10倍，而CSF中比正常人高3倍，提示hk6可作为AD患者早期诊断和监测的新诊断标志物。    4.4  基质金属蛋白酶9(MMP9)  MMP9 由神经元、小胶质细胞、血管内皮细胞和白细胞等产生。MMP9可特异性地降解髓鞘碱性蛋白，以致髓鞘脱失,白质损伤,脑功能损害。AD患者血浆MMP9 较正常对照组明显增高［19］；说明MMP9在AD 发病中起着一定的作用，可作为AD 诊断的一个辅助参考指标。5  其他

    5.1  黑色素转运蛋白(P97)  P97是一种与转铁蛋白相关的蛋白，其功能可能与大脑中铁的运输有关。已有研究［20］发现AD患者血清中P97含量（中位数）为15.00 pg/ml，正常对照组为3.2 pg/ml，非AD痴呆患者为2.85 pg/ml。AD患者血清中P97含量较正常对照组升高了3～4倍。因此，血清P97可作为AD早期诊断的非常有意义的指标之一。    5.2  同型半胱氨酸(Hcy)  Hcy是蛋氨酸脱甲基后产生的含硫氨基酸。近年来研究［21］发现Hcy与AD的发生、发展密切相关。张建平等［22］研究发现：AD组血浆Hcy水平明显高于对照组，当患者血浆Hcy>l5 μmol／L时，其AD患病风险OR为4.3；表明高Hcy血症是AD重要危险因素。且血浆Hcy水平与AD患者认知功能障碍程度正相关。一项前瞻性的研究［23］表明血浆Hcy≥14 μmol／L者发生AD的危险性增加2倍，血浆Hcy每升高5 μmol／L，发生AD的风险增加40％。迟发型AD患者血浆Hcy水平高于早发型［24］。高Hcy血症与AD的发生发展有着密切的联系，可能是AD新的独立危险因素。高Hcy也可能成为诊断AD的一个指标。    血液生物学标志物对于AD的诊断、风险预报、疾病进程和疗效观察可能有一定的作用。但是，要用其中某个指标的变化来诊断AD仍然缺乏特异性和敏感性。目前的研究倾向于将多个血液生物学指标联合组成的生物学标志谱进行测定，多种研究方法结合起来检查，以期找到诊断AD 的最佳方法。相信在蛋白质组学高度发展的今天，联合运用蛋白芯片技术、色谱分析技术从血液中筛选出敏感性和特异性均较高的生物标记用于早期诊断AD，将成为AD防治的里程碑。【参考文献】［1］何江，周常文，桂俊豪，等.临床神经病学杂志,2004,17:255.［2］丁新生.临床神经病学杂志,2005,18:241.［3］Solfrizzi V, Panza F, DIntrono A, et al.J Neurol Neurosurg Psychiatry,2002,72:732.［4］Mayeux R, Honig LS, Tang MX, et al. Neurology, 2003, 61:1185.［5］Fukumoto H, Tennis M, Locascio JJ, et al. Arch Neurol, 2003,60:958.［6］Colciaghi F,Marcello E,Borroni B,et al. Neurology,2004,62:498.［7］Irizarry MC.Neurorx, 2004,1：226.［8］Padovani A, Pastorino L, Borroni B, et al. Neurology,2001,57:2243.［9］何小明,张振馨,张俊武，等. 中华神经科杂志,2006,39:44.［10］Gavrilova SI, Kolykhalov IV, Korovaitseva G, et al. Zh Nevrol Psikhiatr Im S S Korsakova, 2005, 105: 27.［11］何淑蓉,刘冬戈,王抒,等.中华病理学杂志,2005,34:556.［12］韩杰，李明，郑莉莎. 中华老年心脑血管病杂志,2005,7:112.［13］Papassotiropoulos A, Hock C. Neurobiol Aging,2002,23:513.［14］Rainer T, Dipl P,Dirk A. Am J Psychiatyy,2002,159:1227.［15］Molina M, Robert AF, Krnneth H. J Alzheimers Dis, 2004,6: 147.［16］Schipper H ,Chertkow H ,Mehindate K,et al.Neurology,2000,54:1297.［17］Gattaz WF, Forlenza OV, Talib LL,et al.J Neural Transmission, 2004,111:591.［18］Diamandis EP, Yousef GM, Petraki C, et al. Cli Biochem, 2000, 33:663.［19］Lorenzl S,Albers DS, Relkin N, et al. Neurochem Int,2003,43:191.［20］Kim DK, Seo MY, Lim SW, et al. Neuropsychopharmacology, 2001,25:84.［21］Bottiglieri T，DiazArrastia R.Am J Clin Nutr,2005,82：1493.［22］张建平,张新颜. 中国基层医药,2006,13:1834.［23］Seshadri S,Beiser A,Selhub J，et al.N Engl J Med,2002,346：476.［24］Guidi I, Galimberti D, Venturelli E,et al. Neurobiol Aging,2005,26: 789.