輕度認知功能障礙計算機輔助認知訓練與Lp?PLA2和ApoEε4基因相關分析

王理鑫 胡春雨 陳淅泠

鄭州大學第二附屬醫(yī)院老年醫(yī)學科（鄭州450014）

輕度認知功能障礙（mild cognitive impairment，MCI）是指記憶力或其他認知功能進行性減退，但不影響正常生活能力，且未達到癡呆的診斷標準［1］，最常見的是與血管相關的亞型，其次是由前驅(qū)性阿爾茨海默病引起的。血管炎癥反應和氧化應激是神經(jīng)血管功能障礙的關鍵致病因素［2］。脂蛋白相關磷脂酶A2（lipoprotein?associated phospho?lipase A2，Lp?PLA2）作為血管炎癥標志物在認知功能減退的發(fā)生發(fā)展中具有一定作用［3］。載脂蛋白E（Apolipoprotein E，ApoE）ε4 等位基因作為阿爾茨海默病的主要遺傳危險因素，和血管危險因子對阿爾茨海默病進展具有交互或協(xié)同作用，遺傳和血管風險增加使認知功能惡化［4-5］?；诖竽X在老年期仍然具有神經(jīng)元可塑性和認知可塑性的能力基礎，對MCI 患者給予認知訓練可能有助于延緩老年人認知能力的下降［6］。在應用計算機輔助認知訓練（CCT）治療MCI 過程中有很大的個體差異，考慮這與基因環(huán)境和炎癥過程相關，ApoEε4 等位基因可能與Lp?PLA2 在認知功能減退過程中相互協(xié)同，共同影響大腦神經(jīng)可塑性的過程。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018-2020年就診于鄭州大學第二附屬醫(yī)院老年醫(yī)學科和神經(jīng)內(nèi)科門診及病房診斷為MCI 的患者共90 例，其中55 例為觀察組，35 例為對照組。記錄參與者性別、年齡、文化水平、吸煙及飲酒史、高血壓、高脂血癥、糖尿病、冠心病、藥物應用情況等相關病史。納入標準：（1）符合2018年中國癡呆與認知障礙診治指南中MCI 的診斷標準［7］；（2）小學及以上學歷；（3）年齡60 ～ 85 歲；（4）簡易智能精神狀態(tài)量表（MMSE）結(jié)果為小學≥20 分，中學及以上≥26 分；蒙特利爾認知評估量表（MoCA）結(jié)果為小學≤19分，中學≤22 分，大學≤24 分［7］。排除標準：（1）急性腦血管疾病、急性心肌梗塞、嚴重肝或腎功能不全、嚴重精神疾病、癡呆；（2）藥物或酒精濫用的可能；（3）嚴重的語言障礙、視力障礙、聽力障礙、上肢活動障礙等可能影響計算機使用或無法配合量表測評的疾病。經(jīng)鄭州大學第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準（2021168）。知情同意書已簽。

1.2 訓練方法入組患者均給予藥物鹽酸多奈哌齊（衛(wèi)材）10 mg/d 并基礎護理治療，其中觀察組給予基于計算機的認知訓練，持續(xù)3 個月，每周3 次，每次20 min。干預措施為各種形式的互動式計算機輔助認知訓練（博得科技CAARS?SYSTEM），包括電腦練習和電腦游戲10 min、虛擬現(xiàn)實10 min，涉及為提高認知功能而反復進行不同認知領域的標準化練習，如記憶、執(zhí)行、語言、計算等，每次結(jié)束后進入VR 沉浸式放松3 min。

1.3 血清Lp?PLA2水平的檢測采用酶聯(lián)免疫吸附測定（ELISA）測量方法?；颊咴谌朐旱诙斓那宄坑跓o菌條件下收集靜脈血樣本，將樣品置于肝素抗凝試管中，并以3 000 r/min的速度離心10 min，然后將血清保存在-80 ℃的冰箱中直至進行測試。集中檢測可以減少測量誤差和批次間誤差。

1.4 ApoE 基因亞型測定采用印記雜交方法。從受試者靜脈血樣本中提取白細胞DNA，通過PCR 在DNA 熱循環(huán)器中使用寡核苷酸引物進行擴增。用HhaI 對含有112 和158 位氨基酸的ApoE 序列進行消化，經(jīng)聚丙烯酰胺凝膠電泳等處理后得到紫外?可見光可見DNA 片段。然后分別與四個放射性標記的已知大小片段雜交，估計HhuI 片段的大小或者用AS0 探針做斑點雜交區(qū)分不同的ApoE 等位基因亞型［8］。

1.5 認知評估入組患者均完善認知功能評估，在訓練前、后1 周左右采用計算機統(tǒng)一模式下進行。具體包括MMSE、MoCA、日常生活能力量表（ADL）、神經(jīng)精神科問卷（NPI）等，其中MMSE 在區(qū)分健康者和MCI 患者方面的作用有限，參考價值較MoCA 低［9］。已證實這幾個量表均有良好的信度、效度和區(qū)分度。

1.6 統(tǒng)計學方法應用SPSS 22.0 統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據(jù)處理分析。通過Shapiro?Wilk 檢驗對數(shù)據(jù)進行正態(tài)分析。計量資料符合正態(tài)分布時組間比較采用獨立樣本t檢驗，以均值±標準差表示；不符合正態(tài)分布時采用Mann?WhitneyU檢驗。相關分析符合正態(tài)分布時選擇Pearson 相關分析，否則選擇Spearman 相關分析。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 觀察組與對照組基線資料的比較觀察組和對照組患者性別、年齡、受教育年限、共病及認知評估水平等一般情況比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 納入人群的基本特征Tab.1 Basic characteristics of the included population x±s

2.2 觀察組與對照組測評結(jié)果觀察組與對照組治療3 個月后MMSE、MoCA 量表測評比較差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而在ADL、NPI 量表中，兩組差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），對照組整體認知功能水平相較基線水平下降更明顯，見表2。

表2 實驗組與對照組測評結(jié)果比較Tab.2 Comparison of test results between experimental group and control group ±s

表2 實驗組與對照組測評結(jié)果比較Tab.2 Comparison of test results between experimental group and control group ±s

注：a，t 檢驗；b，Mann?Whitney U 檢驗

MMSE MoCA ADL NPI實驗組（n=55）27.51±2.47 21.01±2.44 22.00±6.00 0.00±3.00對照組（n=35）26.23±2.87 19.94±2.04 23.00±7.00 0.00±3.00 t/z 值2.250a 2.168a-0.397b-0.189b P 值0.027 0.033 0.691 0.850

2.3 Lp?PLA2 水平與認知測評變化水平相關分析將Δ值=觀察組患者實驗后測評結(jié)果?實驗前測評結(jié)果作為觀察值，應用Spearman 相關分析評估血清Lp?PLA2 水平與患者MMSE 變化水平（r= -0.276，P= 0.041）和MoCA 變化水平（r=-0.328，P=0.014）呈顯著負相關，見圖1、2。

圖1 血清Lp?PLA2 水平與ΔMMSE 評分的相關性Fig.1 Correlation between serum Lp?PLA2 level and ΔMMSE score

2.4 ApoEε4 攜帶狀態(tài)與認知測評變化水平相關分析

2.4.1 ApoEε4 攜帶者組與非攜帶組基線資料比較ApoEε4 攜帶組和非攜帶組的性別、年齡、受教育年限、共病及認知狀況比較差異無統(tǒng)計學意義，見表3。

2.4.2 ApoEε4 攜帶組與非攜帶組認知測評變化水平比較將Δ值=觀察組患者實驗后測評水平?基線水平作為觀察值，兩組認知變化水平在MMSE量表差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），而在ADL、NPI量表中差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表4。

圖2 血清Lp?PLA2 水平與ΔMoCA 評分的相關性Fig.2 Correlation between serum Lp?PLA2 level and ΔMoCA score

表3 ApoEε4 攜帶組與非攜帶組基線比較Tab.3 Baseline comparison of apoE ε4 between carrier and non?carrier groups ±s

表3 ApoEε4 攜帶組與非攜帶組基線比較Tab.3 Baseline comparison of apoE ε4 between carrier and non?carrier groups ±s

特征年齡（歲）女性［例（%）］文化水平（年）高血壓［例（%）］糖尿?。劾?）］冠心病［例（%）］MMSE MoCA ADL NPI攜帶ε4組（n=9）74.33±9.34 4（44.44）9.44±3.05 7（77.78）2（22.22）7（77.78）27.00±3.54 20.44±2.65 23.78±3.93 1.67±3.20非攜帶組（n=46）72.26±7.86 21（45.65）9.88±2.60 29（63.04）13（28.26）37（80.43）26.78±2.94 20.37±2.08 23.57±3.93 1.87±2.51 t/z值0.702 0.004-0.459 0.218 0.138 0.033 0.199 0.094 0.148-0.212 P值0.486 0.947 0.648 0.641 0.710 0.855 0.843 0.925 0.883 0.833

2.5 ApoEε4 攜帶狀態(tài)與Lp?PLA2 水平相關分析結(jié)果ApoEε4 攜帶者組和非攜帶組Lp?PLA2 水平差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05）。見表4。

表4 ApoEε4 攜帶組與非攜帶組認知變化水平比較Tab.4 Comparison of cognitive changes between carrier and non?carrier of apoEε4±s

表4 ApoEε4 攜帶組與非攜帶組認知變化水平比較Tab.4 Comparison of cognitive changes between carrier and non?carrier of apoEε4±s

ΔMMSE ΔMoCA ΔADL ΔNPI PLA2（ng/mL）攜帶ε4組（n=9）-0.11±0.93-0.33±1.00-0.33±1.94 0.00±1.00 151.28±56.28非攜帶組（n=46）0.91±1.43 0.images/BZ_56_1836_2613_1919_2677.png.37-0.24±1.49 0.00±2.00 116.35±36.03 t/z值-2.061a-2.406a-0.384a-1.930b 2.411a P值0.044 0.020 0.701 0.054 0.019

3 討論

目前相關研究顯示，基于計算機的多領域認知訓練可改善老年MCI 患者的認知功能［6］，尤其是在記憶、注意力和執(zhí)行功能方面［10］，其作用機制與神經(jīng)可塑性、神經(jīng)營養(yǎng)素、神經(jīng)遞質(zhì)和神經(jīng)調(diào)質(zhì)信號通路的改變相關。但是不同基因型接受同等認知訓練強度后認知功能會表現(xiàn)不同。ApoEε2等位基因的攜帶者較ApoEε4 攜帶者隨著時間的增加在認知訓練后受益更明顯［11］。這與本研究結(jié)果相符，結(jié)果提示CCT 治療MCI 患者認知功能有效，且其療效與ApoE ε4 攜帶狀態(tài)相關，ApoE 非ε4攜帶組在治療后總體認知改善水平要顯著高于ε4基因攜帶組，在記憶方面表現(xiàn)差異顯著。這意味著ApoEε4 等位基因攜帶者在認知功能改善過程中比非ε4 攜帶者具有更強的抑制效果，不易從認知訓練過程中獲益。

研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)較低水平的血清Lp?PLA2 可能預示較好的認知治療結(jié)果。Lp?PLA2 是炎細胞分泌的一種特殊的不依賴Ca2+的磷脂酶，與低密度脂蛋白膽固醇相結(jié)合，參與了動脈粥樣硬化斑塊形成的所有階段［12］，增加其不穩(wěn)定性，導致血管疾病發(fā)生，是血管炎癥的危險因素。血管炎癥被認為是癡呆發(fā)病過程中的早期事件，與血液動力學功能障礙和阿爾茨海默病神經(jīng)病理相互聯(lián)系，對認知功能障礙產(chǎn)生累加或協(xié)同作用［13-14］。例如小動脈硬化和顱內(nèi)動脈粥樣硬化可能導致整體認知功能障礙，特別是在包括情景記憶、語義記憶、知覺速度和視覺空間能力在內(nèi)的認知功能開始減退的領域［15］。國內(nèi)外研究認為較高水平Lp?PLA2 可能與認知功能障礙的風險增加有關，高水平的Lp?PLA2 發(fā)生阿爾茨海默病的風險是低于中位數(shù)的Lp?PLA2 水平者的兩倍［16］。其作用機制可能是通過介導血管性癡呆或周圍脂質(zhì)代謝和血管疾病來影響突觸和神經(jīng)元功能［13］，淀粉樣斑塊的形成和神經(jīng)原纖維纏結(jié)，參加炎癥反應過程而增加血管損傷并促進神經(jīng)變性，失去認知儲備［3］。

同時筆者發(fā)現(xiàn)ApoEε4 基因攜帶者總是表現(xiàn)更高的Lp?PLA2 水平和更高的氧化應激和炎癥反應。癡呆癥的發(fā)病機制涉及炎癥過程，與免疫功能和炎癥相關的遺傳因素ApoEε4 已在癡呆癥的全基因組關聯(lián)研究中得到確認［17］。研究顯示有ApoEε4 的癡呆患者特別容易受到血管危險因素的影響，ApoEε4 基因與累積性血管危險因素相互作用而致認知能力下降［18］。血管炎癥標志物Lp?PLA2 指數(shù)升高可能與ApoEε4 亞型的存在有關。ApoE 位點的遺傳變異可能通過增強血管炎癥Lp?PLA2 參與的過程而影響血管疾病的風險［19］。提示血管炎癥可能是疾病中大腦結(jié)構(gòu)和功能變化的主要驅(qū)動因素，兩者在認知功能減退的初期發(fā)揮很大作用。

血管疾病的高度流行可能使其成為理想的干預目標。幾種潛在的有效的針對炎癥方法可能在臨床上獲得進步，例如，降脂藥和PLA2 抑制劑可通過降低Lp?PLA2 的水平和減輕炎癥在認知功能衰退中發(fā)揮作用［20］。通過管理血管危險因素，改變生活方式和藥物來促進血管健康以改善認知和整體功能或顯著降低癡呆發(fā)病率的方法被認為很有價值［21］。但是假設前提Lp?PLA2 和ApoE 基因密切相關，而現(xiàn)有證據(jù)并不足以證明其相關性［22］。研究也有樣本量較小未獲得全部基因型而不具有總體代表性，無法做到完全雙盲等種種局限性，不能籠統(tǒng)將統(tǒng)計學上量表測評結(jié)果的顯著改善等同于臨床中患者病情的明顯好轉(zhuǎn)，僅從量表分析的角度進行比較所得出的結(jié)果在臨床上有爭議。未來需要了解血管反應在癡呆中的作用以發(fā)現(xiàn)更具針對性的治療方法。