[摘要] 目的 探討輕度認(rèn)知障礙(MCI)人群癌癥病史與阿爾茨海默病(AD)腦脊液生物標(biāo)志物之間的潛在聯(lián)系。
方法 使用線性混合效應(yīng)模型分析MCI參與者癌癥病史和腦脊液生物標(biāo)志物之間的縱向關(guān)系。
結(jié)果 有癌癥病史的MCI參與者腦脊液總tau蛋白(t-tau)和磷酸化tau蛋白(p-tau)較沒有癌癥病史者變化速率慢(β=-0.005、-0.006,Plt;0.05)。亞組分析顯示,在女性MCI參與者中,癌癥病史與更慢的腦脊液t-tau和p-tau變化速率顯著相關(guān)(β=-0.010、-0.110,Plt;0.05);在載脂蛋白ε4非攜帶者中,癌癥病史與更慢的腦脊液t-tau和p-tau的變化速率顯著相關(guān)(β=-0.007、-0.006,Plt;0.05)。
結(jié)論 有癌癥病史MCI人群較無癌癥病史人群有更低的腦脊液 t-tau和p-tau變化速率。
[關(guān)鍵詞] 阿爾茨海默病;認(rèn)知功能障礙;腫瘤;生物標(biāo)記;腦脊髓液
[中圖分類號] R741
[文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A
[文章編號] 2096-5532(2021)03-0385-04
doi:10.11712/jms.2096-5532.2021.57.126
[開放科學(xué)(資源服務(wù))標(biāo)識碼(OSID)]
[網(wǎng)絡(luò)出版] https://kns.cnki.net/kcms/detail/37.1517.R.20210628.1638.008.html;2021-06-29 14:06:54
CORRELATION BETWEEN CANCER HISTORY AND CEREBROSPINAL FLUID BIOMARKERS OF ALZHEIMER’S DISEASE IN POPULATIONS WITH MILD COGNITIVE IMPAIRMENT
WANG Xiao, TAN Lan
(Department of Clinical Medicine, Weifang Medical University," Weifangnbsp; 261053, China)
[ABSTRACT]Objective To investigate the potential correlation between cancer history and cerebrospinal fluid (CSF) biomarkers of Alzheimer’s disease (AD) in populations with mild cognitive impairment (MCI).
Methods A linear mixed-effects model was used to analyze the longitudinal relationship between cancer history and CSF biomarkers of AD in participants with MCI.
Results Participants with cancer history had a significantly slower rate of changes in the levels of CSF total tau protein (t-tau) and phosphorylated tau protein (p-tau) than those without any cancer history (β=-0.005,-0.006;Plt;0.05). Subgroup analyses showed that cancer history was significantly correlated with slower rates of changes in CSF t-tau and p-tau levels in both female participants with MCI (β=-0.010,-0.110;Plt;0.05) and non-carriers of apolipoprotein ε4 (β=-0.007,-0.006;Plt;0.05).
Conclusion MCI populations with cancer history have a slower rate of changes in CSF t-tau and p-tau levels.
[KEY WORDS]Alzheimer’s disease; cognitive dysfunctio; neoplasms; biomarkers; cerebrospinal fluid
阿爾茨海默?。ˋD)是最常見的神經(jīng)退行性疾病[1]。研究表明,某些疾病(如糖尿病、高血壓等)可能是AD的危險(xiǎn)因素[2]。由于多種疾病能夠影響個(gè)體患AD的風(fēng)險(xiǎn),目前迫切需要研究AD與其他疾病的相關(guān)性。以往研究結(jié)果表明,癌癥與AD風(fēng)險(xiǎn)之間存在相關(guān)關(guān)系[3-5],癌癥病人患AD的風(fēng)險(xiǎn)降低,但關(guān)于癌癥對AD病理方面的影響尚不清楚。根據(jù)2018年發(fā)表的美國國立老年-癡呆協(xié)會研究所(NIA-AA)研究框架,腦脊液中AD的生物標(biāo)志物包括淀粉樣蛋白(Aβ)、總tau蛋白(t-tau)和磷酸化tau蛋白(p-tau),AD診斷著重強(qiáng)調(diào)了這些核心標(biāo)志物的作用[6]。在NIA-AA框架中,AD可以在生物學(xué)上通過異常的腦脊液生物標(biāo)志物被定義。在以往的研究中,雖然輕度認(rèn)知障礙(MCI)被認(rèn)為是一些神經(jīng)退行性病變,特別是AD的早期階段,但并不是所有的MCI人群最終都會進(jìn)展為AD。若要判斷或預(yù)測MCI人群是否會最終進(jìn)展為AD,需要檢測到AD的病理改變,而腦脊液生物標(biāo)志物是一類反映AD病理改變的非常重要的指標(biāo)。因此,研究可能會對MCI病人AD生物標(biāo)志物變化產(chǎn)生影響的因素具有重要意義。本文研究利用AD神經(jīng)成像計(jì)劃(ADNI)數(shù)據(jù)庫的縱向隨訪數(shù)據(jù),調(diào)查MCI群體中癌癥和AD的腦脊液生物標(biāo)志物之間的縱向關(guān)系。現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。
1 資料與方法
1.1 研究對象
本研究使用的數(shù)據(jù)來自ADNI數(shù)據(jù)庫[7-10],病人均來自ADNI研究的MCI白種人參與者,共納入870例。ADNI參與者的詳細(xì)資格標(biāo)準(zhǔn)見http://www.adni-info.org。MCI診斷標(biāo)準(zhǔn):Wingdings 2jA@病人的簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)評分24~30分;Wingdings 2kA@韋氏記憶量表(WMS)邏輯記憶量表Ⅱ評定結(jié)果為客觀認(rèn)知或記憶損傷;Wingdings 2lA@臨床癡呆量表(CDR)得分0.5;Wingdings 2mA@病人無癡呆。參與者被分為有癌癥病史組(CA+組)和沒有癌癥病史組(CA-組)[5]。CA+組基線為診斷出癌癥的時(shí)間,CA-組基線則為參加ADNI的時(shí)間。870例MCI病人中,共有802例進(jìn)行了至少1次隨訪(時(shí)間1~10年)。
1.2 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
所有統(tǒng)計(jì)分析均使用R統(tǒng)計(jì)軟件(3.4.4版)進(jìn)行。CA+組和CA-組年齡、文化程度、性別、載脂蛋白E4(APOE ε4)水平比較采用連續(xù)變量和分類變量的Mann-Whitney秩和檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)。對腦脊液生物標(biāo)志物數(shù)據(jù)進(jìn)行對數(shù)正態(tài)轉(zhuǎn)換,便于各模型的比較[11-12]。采用多元線性回歸模型評估癌癥病史與腦脊液AD生物標(biāo)志物之間的橫斷面關(guān)系。在分析中,年齡、性別、教育程度和APOE ε4基因型被認(rèn)為是可能協(xié)變量。為了檢驗(yàn)性別和APOE ε4攜帶狀態(tài)對癌癥和腦脊液生物標(biāo)志物之間關(guān)系的影響,本文建立了帶有交互項(xiàng)的模型,如果存在顯著的交互作用,則進(jìn)一步進(jìn)行分層分析。采用線性混合效應(yīng)模型(LME)分析癌癥病史和腦脊液生物標(biāo)志物之間的縱向關(guān)聯(lián),LME包括時(shí)間的隨機(jī)截距和斜率以及隨機(jī)效應(yīng)的非結(jié)構(gòu)協(xié)方差矩陣;并且將時(shí)間和因變量的相互作用視為預(yù)測因子,通過校正協(xié)變量年齡、性別、教育程度和APOE ε4基因型對腦脊液生物標(biāo)志物的縱向變化速率進(jìn)行評估[12-13]。以Plt;0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2 結(jié)" 果
2.1 納入人群的基線特征
納入研究的870例MCI病人中,211例有癌癥病史,659例無癌癥病史。CA+組與CA-組性別比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=7.572,Plt;0.05)。CA+組年齡大于CA-組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-5.715,Plt;0.01)。在APOE ε4攜帶方面,CA+組有103例至少攜帶1條等位基因,CA-組有335例,兩組比較差異無顯著性(Pgt;0.05)。兩組教育水平、MMSE得分和腦脊液生物標(biāo)志物Aβ、t-tau和p-tau基線水平等比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05)。見表1。
2.2 癌癥與AD生物標(biāo)志物的關(guān)系
多元線性回歸模型分析顯示,校正了年齡、性別、文化程度和APOE ε4攜帶狀態(tài)后,橫斷面癌癥史和AD腦脊液生物標(biāo)志物之間差異無顯著意義(Pgt;0.05)。LME研究顯示,CA+組腦脊液t-tau(β=-0.005,P=0.017)和p-tau(β=-0.006,P=0.014)的升高速率低于CA-組(圖1);兩組腦脊液Aβ的變化差異無顯著性(β=0.001,P=0.722)。
2.3" 不同性別及APOE ε4攜帶狀態(tài)MCI人群癌癥病史與AD生物標(biāo)志物的縱向關(guān)系
性別和APOE ε4攜帶狀態(tài)對癌癥病史和腦脊液生物標(biāo)志物t-tau和p-tau之間關(guān)系影響存在交互作用(β=-0.124~0.354,Plt;0.05)。根據(jù)性別和APOE ε4攜帶狀態(tài)分組后進(jìn)行LME分析,結(jié)果顯示,在女性參與者中,CA+組腦脊液t-tau的變化速率(β=-0.010,P=0.022)和p-tau的變化速率(β=-0.011,P=0.018)較CA-組慢;APOE ε4非攜帶者中CA+組腦脊液t-tau(β=-0.007,P=0.012)和p-tau(β=-0.006,P=0.013)的變化速率較CA-組慢。見表2。
3 討" 論
AD的危險(xiǎn)因素是目前研究的熱點(diǎn)之一。本研究分析了MCI人群的癌癥病史與3種AD腦脊液生物標(biāo)志物之間的縱向關(guān)系,在除去年齡、性別、教育程度和APOE ε4攜帶狀態(tài)影響后顯示,CA+組腦脊液t-tau和p-tau的升高速率低于CA-組;分組分析顯示,這種關(guān)聯(lián)亦存在于女性或APOE ε4非攜帶者中。本研究進(jìn)一步明確了癌癥病史與AD之間的相關(guān)關(guān)系,補(bǔ)充了目前研究上的空白。
既往研究結(jié)果顯示,與非癌癥病人相比,癌癥病人進(jìn)展成為AD的風(fēng)險(xiǎn)降低[5,14]。本研究結(jié)果與其一致。癌癥與AD之間存在相關(guān)性,但癌癥與AD之間關(guān)聯(lián)的潛在機(jī)制尚不清楚。由于遺傳因素被認(rèn)為是影響AD發(fā)生的重要因素[15],一種可能的解釋是癌癥與AD存在共有的遺傳易感性。有研究發(fā)現(xiàn),AD和幾種癌癥基因表達(dá)的差異主要集中在細(xì)胞存活和凋亡調(diào)節(jié)所必需的代謝和遺傳信息處理通路中,如PIN1基因、ATP13A2基因和p53基因等[16-17]。還有一種假說認(rèn)為,化療可能與AD的生物標(biāo)志物和認(rèn)知狀態(tài)有關(guān),用于治療癌癥的方法可以影響大腦,降低p-tau糾纏的水平和AD的發(fā)病率。盡管有多項(xiàng)研究表明化療可導(dǎo)致藥物性癡呆,但接受化療的病人被診斷為AD的風(fēng)險(xiǎn)較低[18-19]。
tau蛋白是一種微管穩(wěn)定蛋白,微管穩(wěn)定蛋白作為多種廣泛使用的化療藥物的靶點(diǎn),其水平可能因?yàn)榛熕幬锏膽?yīng)用而降低[20-21]。多項(xiàng)研究結(jié)果表明,受試者在使用紫杉醇和其他微管穩(wěn)定劑后p-tau減少[22-23]。本文研究結(jié)果表明,患有癌癥的女性參與者的t-tau和p-tau變化速率較沒有患癌癥的女性要低。女性乳癌病人接受化療的機(jī)會更多,這可能是t-tau和p-tau變化速率較低的原因。
本研究也有一些局限性。首先,有癌癥病史的參與者可能表現(xiàn)出預(yù)期壽命縮短,這種生存偏差可能會降低癌癥病人被檢查出AD的風(fēng)險(xiǎn);此外,認(rèn)知狀態(tài)較差的參與者可能因?yàn)椴缓献骰蚪】禒顩r較差,導(dǎo)致接受癌癥篩查的可能性降低,這可能是隊(duì)列研究風(fēng)險(xiǎn)降低的原因。
綜上所述,有癌癥病史的MCI群體腦脊液t-tau和p-tau的變化速率較沒有癌癥者慢,這一現(xiàn)象在女性或APOE ε4非攜帶者中也存在,提示癌癥可能是AD的一種保護(hù)因子。未來的研究應(yīng)針對癌癥和AD的其他生物標(biāo)志物之間的聯(lián)系,進(jìn)一步闡明其生物學(xué)機(jī)制,以確定預(yù)防和治療靶點(diǎn)。
[參考文獻(xiàn)]
[1]Alzheimer’s association report. 2020 Alzheimer’s disease facts and figures[J]." Alzheimer’s amp; Dementia: the Journal of the Alzheimer’s Association, 2020,16:391-460.
[2]XU W, TAN L, WANG H F, et al. Meta-analysis of modifiable risk factors for Alzheimer’s disease[J]." Journal of Neuro-logy, Neurosurgery, and Psychiatry, 2015,86(12):1299-1306.
[3]FRAIN L, SWANSON D, CHO K, et al. Association of can-cer and Alzheimer’s disease risk in a national cohort of vete-rans[J]." Alzheimer’s amp; Dementia, 2017,13(12):1364-1370.
[4]ZHOU J, YU J T, WANG H F, et al. Association between stroke and Alzheimer’s disease: Systematic review and meta-analysis[J]." Journal of Alzheimer’s Disease, 2015,43(2):479-489.
[5]NUDELMAN K N H, RISACHER S L, WEST J D, et al. Association of cancer history with Alzheimer’s disease onset and structural brain changes[J]." Frontiers in Physiology, 2014,5:423.
[6]JACK C R, BENNETT D A, BLENNOW K, et al. NIA-AA Research Framework: toward a biological definition of Alzheimer’s disease[J]." Alzheimer’s amp; Dementia, 2018,14(4):535-562.
[7]APOSTOLOVA L G, HWANG K S, ANDRAWIS J P, et al. 3D PIB and CSF biomarker associations with hippocampal at-rophy in ADNI subjects[J]." Neurobiology of Aging, 2010,31(8):1284-1303.
[8]PETERSEN R C, AISEN P S, BECKETT L A, et al. Alzheimer’s Disease Neuroimaging Initiative (ADNI): clinical cha-racterization[J]." Neurology, 2010,74(3):201-209.
[9]SAYKIN A J, SHEN L, FOROUD T M, et al. Alzheimer’s disease neuroimaging initiative biomarkers as quantitative phenotypes: genetics core aims, progress, and plans[J]." Alzheimer’s amp; Dementia: the Journal of The Alzheimer’s Association, 2010,6(3):265-273.
[10]TROJANOWSKI J Q, VANDEERSTICHELE H, KORECKA M, et al. Update on the biomarker core of the Alzhei-mer’s disease neuroimaging initiative subjects[J]." Alzheimer’s amp; Dementia, 2010,6(3):230-238.
[11]OU Y N, SHEN X N, HU H Y, et al. Fasting blood glucose and cerebrospinal fluid Alzheimer’s biomarkers in non-diabetic cognitively normal elders: the CABLE study[J]." Aging, 2020,12(6):4945-4952.
[12]HU H, CHEN K L, OU Y N, et al. Neurofilament light chain plasma concentration predicts neurodegeneration and clinical progression in nondemented elderly adults[J]." Aging, 2019,11(17):6904-6914.
[13]SUN Y, TAN L, XU W, et al. Plasma neurofilament light and longitudinal progression of white matter hyperintensity in elderly persons without dementia[J]." Journal of Alzheimer’s Disease, 2020,75(3):729-737.
[14]MUSICCO M, ADORNI F, DI SANTO S, et al. Inverse occurrence of cancer and Alzheimer disease: a population-based incidence study[J]." Neurology, 2013,81(4):322-328.
[15]KARCH C M, CRUCHAGA C, GOATE A M. Alzheimer’s disease genetics: from the bench to the clinic[J]." Neuron, 2014,83(1):11-26.
[16]IB EZ K, BOULLOSA C, TABARS-SEISDEDOS R, et al. Molecular evidence for the inverse comorbidity between central nervous system disorders and cancers detected by transcriptomic meta-analyses[J]." PLoS Genetics, 2014,10(2): e1004173.
[17]TABARS-SEISDEDOS R, RUBENSTEIN J L R. Chromosome 8p as a potential hub for developmental neuropsychiatric disorders: implications for schizophrenia, autism and cancer[J]." Molecular Psychiatry, 2009,14(6):563-589.
[18]DU X L, CAI Y, SYMANSKI E. Association between chemotherapy and cognitive impairments in a large cohort of patients with colorectal cancer[J]." International Journal of Oncology, 2013,42(6):2123-2133.
[19]HECK J E, ALBERT S M, FRANCO R, et al. Patterns of dementia diagnosis in surveillance, epidemiology, and end results breast cancer survivors who use chemotherapy[J]." Journal of the American Geriatrics Society, 2008,56(9):1687-1692.
[20]PAZDUR R, KUDELKA A P, KAVANAGH J J, et al. The taxoids: paclitaxel (Taxol) and docetaxel (Taxotere)[J]." Cancer Treatment Reviews, 1993,19(4):351-386.
[21]MOUDI M, GO R, YIEN C Y S, et al. Vinca alkaloids[J]." International Journal of Preventive Medicine, 2013,4(11):1231-1235.
[22]ZHANG B, MAITI A, SHIVELY S, et al. Microtubule-bin-
ding drugs offset tau sequestration by stabilizing microtubules and reversing fast axonal transport deficits in a tauopathy mo-
del[J]." Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 2005,102(1):227-231.
[23]ZHANG B, CARROLL J, TROJANOWSKI J Q, et al. The microtubule-stabilizing agent, epothilone D, reduces axonal dysfunction, neurotoxicity, cognitive deficits, and Alzheimer-like pathology in an interventional study with aged tau transgenic mice[J]." J Neurosci, 2012,32(11):3601-3611.
(本文編輯 黃建鄉(xiāng))