阿尔茨海默病不同临床阶段脑脊液中炎前和抗炎细胞因子水平的变化

作者:林英堂,邢孔鸯,李龙宣

【摘要】  　　目的:观察不同临床阶段阿尔茨海默病（AD）患者脑脊液中炎前和抗炎细胞因子水平与神经病理损伤的关系。方法:用夹心式酶联免疫吸附法测定轻、中、重度AD患者，血管性痴呆（VD）患者与正常老年人脑脊液中白介素1 β（IL1β）、肿瘤坏死因子α（TNFα）和白介素1受体拮抗剂（IL1ra）的水平。结果： 各AD组患者脑脊液中IL1β、TNFα的水平较其他组有不同程度升高，而IL1ra则有不同程度降低，各AD组组间比较，随着痴呆程度的加重，IL1β与TNFα水平相应增高，IL1ra却相应下降，其中重度AD患者这种改变与轻度AD患者比较差异有显著性（P< 0.05）。结论：炎前和抗炎细胞因子表达失衡造成的级联反应在AD脑损害过程中起重要作用。

【关键词】  阿尔茨海默病；肿瘤坏死因子；白介素1受体拮抗剂；白介素1β

　　Pro and antiinflammatory cytokines in cerebrospinal fluid of patients with Alzheimer's disease

    LIN Yingtang, XING Kongyang, LI Longxuan    　　1. Department of Neurology, Affiliated Hospital of Guangdong Medical College, Zhanjiang 524001, China

    【Abstract】 Objective: To investigate the relationship between the levels of pro and antiinflammatory cytokines and the neuropathological damage in different clinical stages of Alzheimer's disease (AD). Methods: The levels of interleukin1 β (IL1 β), interleukin1 receptor antagonist (IL1ra) and tumor necrosis factorα (TNFα) in the cerebrospinal fluid (CSF) were determined by ELISA in 45 patients with AD, 30 patients with vascular dementia (VD) and 25 normal subjects. Results: Compared with VD and control groups, IL1 β and TNFα contents increased, and IL1ra concentration decreased in AD group. Levels of IL1 β and TNFα were upregulated and that of IL1ra downregulated with the aggravation of dementia. There was a significant difference in the change of these cytokines between late stage and early stage of AD patients (P<0.05). Conclusion: The cascade reaction due to the imbalance of pro and antiinflammatory cytokines may play important roles in the brain damage in AD.

    【Key words】 Alzheimer's disease; interleukin1β; interleukin1 receptor antagonist; tumor necrosis factorα    　　阿尔茨海默病（Alzheimer disease, AD）是一种以进行性痴呆为主要临床表现的中枢神经系统的退行性疾病，其主要病理改变为患者脑内出现神经炎斑或老年斑（senile plaques, SP）和神经元纤维缠结，并伴有神经元丢失。目前多数学者定论，AD神经病理损伤的过程主要与炎前细胞因子参与有关［1］。但这些因子与处于不同临床阶段的AD患者的关系如何？文献却少有报道。本文就轻、中、重度AD患者脑脊液（CSF）中的炎前和抗炎细胞因子作了检测，现将结果报道如下。

    1  资料和方法

    1．1  病例与分组

    本组患者（下同）为2003年9月 ～ 2006年3月在广东医学院附属医院以及广东省江门台山市人民医院两院神经科住院患者，均符合美国精神疾病诊断及统计手册第4版关于AD和血管性痴呆（VD）的诊断标准，并符合国际疾病分类诊断标准第10次修订及美国国立神经疾病、语言障碍及卒中研究所和AD及相关疾病协会所制定的“很可能为AD”的诊断标准。病例选取时均经简易精神状态检查（MMSE）量表测试积分≤26分，并根据临床痴呆评定表（CDR）来区分轻、中、重程度。本组病例均可排除引起智能障碍的其他原因。根据Hachinski缺血指数量表和神经系统体查以及头颅CT来鉴别AD与VD。AD45例分为轻度组、中度组、重度组3组，每组各15例，同时选取VD患者30例（VD组）和正常对照组25例（老年健康志愿者）作为对照。各组研究对象在性别、年龄、受教育年限方面比较差异无显著性，详见表1。表1  各组病例性别、年龄、受教育状况的详细情况（略）

 上述研究对象和对照组均无其他神经系统疾病、免疫系统疾病、系统感染（检查前2周无明确感染史）、无肝肾功能不全者且未用过任何精神抑制药物、非甾体类消炎药、抗氧化剂及免疫抑制剂。

    1．2  CSF的收集、处理和储存

    均于上午9：00 ～ 11：00在安静状态下按常规行腰穿取CSF 2 ～ 3 mL，经离心后取上清，分装，置70 ℃下保存待测。       1．3  检测方法

    用夹心式酶联免疫吸附法（ELISA）定量检测CSF中炎前细胞因子白介素1 β（IL1β）、肿瘤坏死因子α（TNFα）和抗炎细胞因子白介素1受体拮抗剂（IL1ra）。试剂盒购自晶美生物工程有限公司。

    1．4  数据的统计分析

     所有数据以±s来表示, 采用SPSS 11.0 for Windows软件进行方差分析（F检验）和多重比较（SNK检验）。

    2  结果

    各组患者CSF中炎前和抗炎细胞因子检测结果见表2。表2  各组IL1 β、TNFα和IL1ra的比较（略）

　　3  讨论

    有证据表明AD患者脑内存在强烈的局灶性炎症反应，老年斑附近有激活的小胶质细胞和星形胶质细胞，这些激活的胶质细胞可以表达IL1β、TNFα等多种炎前细胞因子和补体分子［13］;动物实验的研究也显示，用老年斑的主要成分β淀粉样肽可诱导出类AD患者脑内的炎症反应，并伴有白细胞的激活与外渗以及炎症细胞因子的产生。这些都说明，AD神经元的退行性病变可能是脑内免疫和炎症反应不适当激活所致，超强的免疫反应可“方向错误”地攻击神经组织，造成神经元的损伤和死亡。新近的研究发现AD患者脑内除了高表达炎前细胞因子外［4］，尚有抗炎细胞因子（IL1ra）表达量的降低［5］。但在不同痴呆程度的AD患者脑内这种炎前和抗炎细胞因子的变化又是如何呢？结合这个问题，本研究同时观察了炎前细胞因子IL1β和TNFα与抗炎细胞因子IL1ra在不同临床阶段AD患者、VD患者以及正常老年人脑脊液中的变化，结果各AD组患者脑脊液中炎前细胞因子含量较其他组呈不同程度升高，而IL1ra这种天然的特异性的细胞因子抑制物则不同程度降低，这种变化在中、重度组更为明显，说明AD患者脑内炎前和抗炎细胞因子的平衡遭受破坏。各AD组组间比较，随着痴呆程度的加重，炎前细胞因子含量相应地增高，而抗炎细胞因子却相应地下降，其中重度AD患者的这种改变较轻度AD患者差异有显著性，由此我们有理由相信脑内炎前和抗炎细胞因子表达失衡促使了AD的发生与发展。有报道显示：IL1β等炎前细胞因子的高表达可以加速β淀粉样肽的沉积，促进老年斑的沉积［6］，因此我们又有理由推测，作为神经保护分子的抗炎细胞因子低表达，不能有效抑制炎前细胞因子的过度表达而产生的级联效应可能使得AD的病理改变不断放大，从而引起一系列恶性循环。

【参考文献】  　　［1］AKIYAMA H, BARGER S,BARNUM S, et al. Inflammation and Alzheimer's disease［J］. Neurobiol Aging, 2000, 21: 383421.

　　［2］KEITH T, LINDA J, VAN E. Betaamyloid stimulation of inducible nitricoxide synthase in astrocytes is interleukin1 beta and tumor necrosis factora (TNFα)dependent, and involves a TNFα receptorassociated factor and NFκBinducing kinasedependent signaling mechanism［J］. J Biol Chem, 2000, 275 (11): 79187924.

　　［3］吴传深, 周东风, 管振全. 血浆IL6水平与阿尔茨海默病［J］. 中国神经病学和神经免疫学杂志, 2003, 10(2): 8789.

　　［4］TARKOWSKI E, LILJEROTH A M, MINTHON L, et al. Cerebral pattern of pro and antiinflammatory cytokines in dementias［J］. Brain Res Bull, 2003, 61(3): 255260.

［5］TARKOWSKI E, LILJEROTH A M, NILSSON A, et al. Decreased levels of intrathecal interleukin 1 receptor antagonist in Alzheimer's disease［J］. Dement Geriatr Cogn Disord, 2001, 12 (5): 314317.

　　［6］SHEN J G, ITO K, SKINNER R D, et al. In vivo and in vitro evidence supporting a role for the inflammatory cytokine interleukin1 as a driving force in Alzheimer's pathogenesis［J］. Neurobiol Aging, 1996, 17: 761766.