ApoEε4基因結(jié)合sMRI對不同亞型輕度認(rèn)知功能障礙的研究

馬 雋 王朝輝 谷雪松 滿鳳媛

(1.北華大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，吉林吉林 132011；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院放射科，北京 100050；3.北華大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，吉林吉林 132011； 4.中國人民解放軍火箭軍總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科， 北京 100088)

· 腦血管病、認(rèn)知障礙的基礎(chǔ)及臨床研究 ·

ApoEε4基因結(jié)合sMRI對不同亞型輕度認(rèn)知功能障礙的研究

馬 雋1,2王朝輝3谷雪松1滿鳳媛4*

(1.北華大學(xué)附屬醫(yī)院放射科，吉林吉林 132011；2.首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院放射科，北京 100050；3.北華大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，吉林吉林 132011； 4.中國人民解放軍火箭軍總醫(yī)院醫(yī)學(xué)影像科， 北京 100088)

目的 評價4種不同輕度認(rèn)知障礙亞型之間人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、心理特點(diǎn)、結(jié)構(gòu)性磁共振成像(structural magnetic resonance imaging，sMRI)及載脂蛋白Eε4(apolipoprotein Eε4， ApoEε4)的特點(diǎn)。方法對94例輕度認(rèn)知障礙的老年人，與53例認(rèn)知程度正常老年人作為對照組進(jìn)行評價。4種輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment，MCI)基于神經(jīng)心理學(xué)表現(xiàn)分類,顳葉內(nèi)側(cè)面萎縮(medial temporal lobe atrophy，MTA)和腦白質(zhì)高信號(white matter hyperintensity，WMH)通過sMRI評估。另外，研究簡易精神狀態(tài)檢查表(Minimum Mental State Examination, MMSE)評分、MTA評分、WMH和MCI亞型間與ApoEε4關(guān)系。通過sMRI評估。結(jié)果在不同亞型的MCI及對照組之間其MMSE評分、MTA差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,遺忘型輕度認(rèn)知障礙(amnestic MCI，aMCI)亞型與非遺忘型輕度認(rèn)知障礙亞型(non-amnestic MCI，naMCI)相比，MTA評分明顯增加。然而，WMH無明顯差異。ApoEε4基因在aMCI及naMCI亞型中顯著增加。結(jié)論MCI不同亞型可顯示生物異質(zhì)性，sMRI結(jié)合ApoEε4可以協(xié)同預(yù)測MCI向癡呆的發(fā)展。

輕度認(rèn)知障礙；臨床分型；結(jié)構(gòu)磁共振成像；顳葉內(nèi)側(cè)面萎縮；載脂蛋白Eε4基因；腦白質(zhì)高信號

輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment, MCI)是一種臨床綜合征，其認(rèn)知障礙沒有對日常生活功能的影響，被認(rèn)為是處于正常認(rèn)知衰退和老年癡呆癥之間極不穩(wěn)定的過渡的認(rèn)知狀態(tài),主要表現(xiàn)為注意力及執(zhí)行能力下降、回憶延遲、言語不流暢、日常生活能力下降、情緒不穩(wěn)定和表情淡漠等等[1]。結(jié)構(gòu)性磁共振成像(structural magnetic resonance imaging, sMRI)是一種用于研究潛在的腦病理輕度認(rèn)知障礙MCI亞型的常用工具,可顯示腦萎縮和腦室擴(kuò)大，能夠測量大腦內(nèi)側(cè)結(jié)構(gòu)如顳葉、海馬及腦室等[2]。載脂蛋白Eε4(apolipoprotein Eε4，ApoEε4)等位基因在神經(jīng)系統(tǒng)中能夠調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)組織的修復(fù)和保護(hù),是阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)的發(fā)展的一個已知的危險(xiǎn)因素，也可能影響 MCI病人顳葉內(nèi)側(cè)面萎縮(medial temporal lobe atrophy,MTA)增加的程度[3]。本研究采用ApoEε4等位基因結(jié)合sMRI對MTA以及MCI亞型之間的相互作用進(jìn)行研究，有助于正確認(rèn)識MCI異質(zhì)性，為早期診斷與治療提供量化依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選擇2014年1月至2016年1月北華大學(xué)附屬醫(yī)院及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院放射科被診斷為MCI的94名病人為研究對象，選擇53例認(rèn)知正常老年人作為對照組。2組在來源、年齡及教育程度上差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。納入標(biāo)準(zhǔn)為：年齡在55歲或以上，根據(jù)《精神疾病診斷與統(tǒng)計(jì)手冊》[4]診斷。該研究經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會批準(zhǔn)。94名參與者被分為4組：單領(lǐng)域遺忘型(amnestic mild cognitive impairment with single domain，aMCI-SD)組(n=24)；多領(lǐng)域遺忘型(amnestic mild cognitive impairment with multiple domain，aMCI-MD)組(n=41)；單領(lǐng)域非遺忘型(non-amnestic mild cognitive impairment with single domain，naMCI-SD)組(n=12)和多領(lǐng)域非遺忘型(non-amnestic mild cognitive impairment with multiple domain，na MCI-MD)組(n=17)。所有受試者接受了全面的神經(jīng)心理評估，磁共振成像掃描和血液的基因分型。

1.2 神經(jīng)心理學(xué)檢查和MCI診斷標(biāo)準(zhǔn)

連續(xù)的神經(jīng)心理測驗(yàn)進(jìn)行評估的5個認(rèn)知域包括記憶、語言、執(zhí)行功能、注意力、視覺空間功能等等。采用中文版簡易精神狀態(tài)檢查表(Minimum Mental State Examination ,MMSE)[5]用來評估全球認(rèn)知功能，采用臨床癡呆評定量表(Clinical Dementia Rating，CDR)[6]評估認(rèn)知功能障礙的嚴(yán)重程度,日常生活活動能力量表(activities of daily living ，ADL)測試是用來測量日常生活活動能力，原始分?jǐn)?shù)轉(zhuǎn)換為年齡、教育等校正值。MCI分為4個亞型[7]：aMCI-SD、naMCI-SD、aMCI-MD、naMCI-MD。

1.3 結(jié)構(gòu)性磁共振成像

于北華大學(xué)第一附屬醫(yī)院及首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京友誼醫(yī)院放射科進(jìn)行磁共振成像。所有病人都接受了德國西門子NOVUS1.5T MRI掃描。磁共振掃描包括T1WI、T2WI和FLAIR序列。采用人工勾畫感興趣區(qū)(region of interest，ROI)的方法比較MCI及對照組的海馬體積,用全腦容積作校正。分類記錄MRI檢查數(shù)據(jù)與成像的情況。圖像評價MTA和腦白質(zhì)高信號(white matter hyperintensity，WMH)在影像中心進(jìn)行分析。

1.4 MTA標(biāo)準(zhǔn)化的視覺評估及WMH評分標(biāo)準(zhǔn)

MTA的視覺評估采用冠狀位T1WI，視覺評分[8]提出的5分執(zhí)行。分?jǐn)?shù)范圍從0分(無萎縮)、4分(重度萎縮)的基礎(chǔ)上對海馬結(jié)構(gòu)的高度和周圍的腦脊液空間評分，對兩個顳角的寬度進(jìn)行評分。MTA評分≥1.5被認(rèn)為是不正常的。腦白質(zhì)病變高信號評分≥5 mm，分別為4個區(qū)域的0級(無病變)到3級(整個白質(zhì)區(qū)彌漫性受累)。WMH在磁共振軸位FLAIR相上判定。

1.5 基因分型

用聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)-限制性片段長度多態(tài)(polymerase chain reaction-restriction fragment length polymorphism,PCR-RFLP)基因分型方法測定ApoEε4基因型。通過PCR-RFLP方法從乙二胺四乙酸(ethylene diamine tetraacetie acid，EDTA)抗凝的血液提取基因組脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid，DNA)測定，ApoEε4基因型擴(kuò)增產(chǎn)物的限制性酶切[9]。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

樣本特征和神經(jīng)心理學(xué)量表的數(shù)據(jù)。表1顯示了本研究中所有樣本的人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和神經(jīng)心理學(xué)檢測結(jié)果。4個MCI亞組與對照組之間的年齡和教育水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在所有的MCI受試者中，MMSE評分均顯著低于對照組。此外，aMCI-SD和naMCI-SD受試者的MMSE評分優(yōu)于aMCI-MD和naMCI-MD。關(guān)于神經(jīng)心理測試的評分，不同MCI分型對于各個認(rèn)知域的影響差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，如對照組的認(rèn)知表現(xiàn)最好，aMCI-SD者認(rèn)知表現(xiàn)居中，而表現(xiàn)最差的是aMCI-MD。aMCI-SD者表現(xiàn)出記憶障礙，即較低的記憶得分，沒有其他認(rèn)知領(lǐng)域受損的表現(xiàn)。重要的是，在執(zhí)行能力方面，aMCI-MD和naMCI-MD組的表現(xiàn)相較于MCI-SD的2個亞組及對照組都差。

表1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)、神經(jīng)心理學(xué)和磁共振成像變量對比

Tab.1 Demographic, neuropsychological, and sMRI variables

3 討論

MCI是一個異質(zhì)性臨床綜合征的概念是在2006年由歐洲阿爾茨海默病協(xié)會工作小組提出的[10],其異質(zhì)性根據(jù)病因?qū)W分型為aMCI和naMCI。MCI分為4個亞型[7]：aMCI-SD，只有記憶功能區(qū)損害而無其他認(rèn)知功能區(qū)受損;aMCI-MD為單一的語言、計(jì)算等認(rèn)知區(qū)域損害，記憶功能正常；naMCI-SD，除有記憶損害外，還有其他認(rèn)知領(lǐng)域的損害；naMCI-MD不止一個認(rèn)知區(qū)域受損。國外學(xué)者[11]根據(jù)這個異質(zhì)性特點(diǎn)，提出MCI的診斷程序?yàn)榇_定MCI綜合征、辨認(rèn)MCI亞型及明確MCI亞型的病因。

本研究中，所有病人都進(jìn)行了詳細(xì)的神經(jīng)心理學(xué)測試，這使筆者能夠識別不同的基于MCI的認(rèn)知特征。確定的aMCI-SD和aMCI-MD與對照組相比個體表現(xiàn)出更嚴(yán)重的MTA。然而，在naMCI與對照組之間MTA差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。本研究結(jié)果顯示MTA和記憶障礙的嚴(yán)重程度之間的直接聯(lián)系是aMCI-SD和aMCI-MD亞型鑒定，對于naMCI-SD 和 naMCI-MD亞型沒有影響，表明海馬和顳葉的解剖結(jié)構(gòu)的病變與aMCI-SD和aMCI-MD型輕度認(rèn)知障礙密切相關(guān)，分類的MCI病人與有無記憶損害可能導(dǎo)致MCI異質(zhì)性的重要因素。MTA結(jié)合ApoEε4基因表現(xiàn)出對aMCI-SD和aMCI MD亞型影響很大。本課題組sMRI研究結(jié)果表明各亞型之間WMH沒有明顯差異。因此，筆者認(rèn)為MTA在ApoEε4基因型組合可能代表一個預(yù)測aMCI到AD過程的有前途的危險(xiǎn)因素。

本研究中采用定量MRI研究sMRI方法中容積測量海馬、內(nèi)嗅皮層等腦區(qū)有助于預(yù)測MCI的進(jìn)展[12]。sMRI圖像建立,反映著的不同輕度認(rèn)知功能障礙MTA腦萎縮模式及WMH高信號的變化，通過對比個體化病人的sMRI圖像與模式圖像可為不同分型的MCI鑒別診斷提供信息[13]。

此外，本研究表明，ApoEε4基因在aMCI與naMCI相比中表達(dá)有顯著增加。MTA評分和記憶功能受損與aMCI個體ApoEε4基因型密切相關(guān)，在naMCI個體無顯著關(guān)聯(lián)。ApoEε4基因存在對aMCI-SD和aMCI-MD組記憶損害程度有的重要影響，對naMCI沒有影響。因此，ApoEε4基因可能代表aMCI病人的危險(xiǎn)因素，引起輕度認(rèn)知障礙的作用機(jī)制可能與血脂代謝紊亂,作用于脂蛋白的結(jié)構(gòu)蛋白參與動脈粥樣硬化的形成，抗氧化能力弱，對缺血性神經(jīng)元損傷的保護(hù)性作用較差，基因攜帶者神經(jīng)細(xì)胞缺血性損傷的程度較重，阻止神經(jīng)細(xì)胞損傷后神經(jīng)功能的恢復(fù)，導(dǎo)致認(rèn)知功能下降的機(jī)制可能是阻止神經(jīng)元損傷后功能的修復(fù)，從而影響了認(rèn)知功能等[14]。

總之，本研究表明中國人群不同亞型的MCI，基于神經(jīng)心理學(xué)特征可能表現(xiàn)出生物學(xué)異質(zhì)性，尤其在不同個體aMCI和naMCI。本研究結(jié)果提示MTA在ApoEε4基因型結(jié)合可以簡單的提供從MCI向AD在未來發(fā)展預(yù)測的初步證據(jù)。進(jìn)一步的縱向分析需要確定不同階段的ApoEε4基因型與sMRI測量MCI亞型的臨床進(jìn)展之間的關(guān)系，并隨后進(jìn)行早期干預(yù)治療。

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編輯 孫超淵

Study ofApoEε4 gene combined with sMRI in mild cognitive impairment

Ma Jun1,2, Wang Zhaohui3，Gu Xuesong1, Man Fengyuan4*

(1.DepartmentofRadiology,HospitalofBeihuaUniversity,Jilin132011,JilinProvince,China; 2.DepartmentofRadiology,BeijingFriendshipHospital,CapitalMedicalUniversity,Beijing100050,China; 3.DepartmentofNeurology,HospitalofBeihuaUniversity,Jilin132011,JilinProvince，China；4.DepartmentofRadiology，TheGeneralHospitalofthePLARocketForce，Beijing100088,China)

Objective To evaluate demographics, neuropsychological performance, structural magnetic resonance imaging (sMRI) measures, and apolipoprotein E genotype among four mild cognitive impairment (MCI) subtypes. Methods A total of 94 subjects with MCI and 53 cognitively normal older participants (controls) were evaluated. Classification of subjects with MCI into four subtypes based on neuropsychological performance, were investigated about sMRI research andApoEε4 genotype. Medial temporal lobe atrophy (MTA) and prevalence of white matter hyperintensity (WMH) were assessed by sMRI. In addition, to study the relationship between Minimum Mental State Examination (MMSE) score, MTA score andApoEε4 score, WMH and MCI subtypes. Results Severity of MMSE and MTA differed among MCI subtypes and control group. We found that 2 amnestic forms of MCI patients had significantly higher MTA scores than the 2 nonamnestic forms of MCI patients. However, there are not significant differences in WMH among the MCI subtypes. Apolipoprotein E genotype prevalence was significantly higher in the amnestic compared with nonamnestic subtypes of MCI. In addition, in amnestic MCI-single domain (aMCI-SD) and amnestic MCI-multiple domain (aMCI-MD) subjects, presence ofApoEε4 allele had a significant impact on the severity of MTA and memory deficits. Conclusion The different subtypes of MCI, may display biological heterogeneity, suggesting that sMRI in combination with theApoEε4 genotype might be more helpful to predict progression from MCI to dementia.

mild cognitive impairment; clinical subtypes;structural magnetic resonance imaging; medial temporal lobe atrophy; apolipoproteinEε4 genotype; white matter hyperintensity

吉林省教育廳基金資助 [2011]144 號。This study was supported by Jilin Provincial Department of Education Funding [2011] 144.

時間：2017-01-17 23∶54

http://www.cnki.net/kcms/detail/11.3662.R.20170117.2354.050.html

10.3969/j.issn.1006-7795.2017.01.012]

R 741

2016-11-28)

*Corresponding author， E-mail：13159543160@163.com