阿爾茨海默癥患者血清緩激肽、s100β蛋白和Aβ1-42表達水平及與患者神經(jīng)功能、認知功能的關系

付劭靜 楊月明 周延華 卑紅喆

阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)為最常見的與衰老相關神經(jīng)退行性疾病，有復雜的病理生理特征，主要為Aβ積聚、神經(jīng)原纖維纏結、突觸丟失及神經(jīng)變性、伴隨炎癥癥狀，隨社會老齡化日益嚴重，AD發(fā)病率升高，既影響老年人生存質(zhì)量，也為照料者增加負擔[1]。AD發(fā)病后以記憶障礙、失語或進行性認知功能障礙及精神障礙為主要表現(xiàn)[2]，既往有研究發(fā)現(xiàn)，AD患者存在明顯精神行為癥狀，左海馬感知及亞區(qū)灰質(zhì)體積異?？赡苁茿D發(fā)生精神行為異常癥狀神經(jīng)機制中的關鍵環(huán)節(jié)[3]。緩激肽(bradykinin,BK)、s100β蛋白、β-淀粉樣蛋白1-42(Aβ-amyloid 1-42，Aβ1-42)為目前診斷AD的重要血清標志物，其中BK半衰期較短，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)腦組織中較難檢測，因而主要測定外周血BK反映中樞BK在AD病理中改變中的意義[4]，S100β為中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥的標志蛋白，與中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管炎引起的輕度認知功能障礙(mild cognitive impairment,MCI)相關[5]，而Aβ由三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)經(jīng)β-分泌酶與γ-分泌酶連續(xù)切割所產(chǎn)生并釋放至細胞外間隙，其中Aβ1-42含量低但有較強的神經(jīng)毒性[6]，然而目前關于血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平與AD患者神經(jīng)功能及認知功能障礙的關系研究甚少。本文主要分析AD患者血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平與神經(jīng)功能、認知功能的關系，結果如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2017年5月至2020年7月我院收治的AD患者60例作為AD組，48例非AD癡呆患者作為非AD組，AD組中男32例，女28例；年齡51～75歲，平均(63.45±6.48)歲；受教育年限3～15年，平均(9.18±0.95)年；左右利手：左利手18例，右利手42例；家族陽性5例。非AD組中男28例，女20例；年齡52～74歲，平均(63.45±6.48)歲；受教育年限4～13年，平均(9.20±0.92)年；左右利手：左利手26例，右利手22例；家族均為陰性。另選擇同期入院體檢的健康志愿者25例(對照組)，其中男14例，女11例；年齡50～76歲，平均(63.29±6.45)歲；受教育年限5～12年，平均(9.14±0.96)年。3組在性別比、年齡、受教育年限等一般資料方面比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。本研究均經(jīng)我院倫理委員會批準，且符合郝爾新基宣言，患者或其法定監(jiān)護人均知情同意本研究，簽訂知情同意相關文件。

1.2 納入及排除標準

1.2.1 AD納入標準：①均符合AD診斷標準[7]，且簡易精神狀態(tài)量表(mini mental state evaluation,MMSE)評分10～24分；②可完成本次研究，且頭顱CT、MRI、臨床表現(xiàn)、實驗室檢查提示無腦出血、腦梗死、顱內(nèi)占位病變，日常生活能力正常；③均無嚴重軀體疾病或藥物、其他物質(zhì)成癮史，無膽堿酯酶抑制劑使用史。

1.2.2 AD排除標準：①合并腦梗死、腦出血、腦外傷病史或腦腫瘤者；②合并基礎性智力異常、精神分裂癥、嚴重抑郁癥者。

1.2.3 非AD診斷標準：符合各類型癡呆診斷標準，且其臨床表現(xiàn)、量表評分、神經(jīng)精神檢查與其他影像學、實驗室檢查明確有中樞神經(jīng)系統(tǒng)病變，包括血管性癡呆、混合性癡呆、Lewy癡呆。

1.2.4 非AD排除標準：①合并嚴重心肺疾?。虎诤喜盒阅[瘤或其他導致記憶與認知缺陷的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如腦血管病、帕金森病、正常顱壓腦積水。健康對照組均無神經(jīng)精神疾病史、癡呆或中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病表現(xiàn)，常規(guī)實驗室檢查均處于正常范圍。

1.3 方法

1.3.1 血清BK、s100β、Aβ1-42水平測定：于入院第1天取清晨空腹肘靜脈血3 ml，置于1∶9檸檬酸鈉抗凝管，搖勻，3 000 r/min離心5 min后取上清液在EP管中，保存在-80℃下集中待測。采用生物素及雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附試驗測定血清BK、s100β、Aβ1-42水平，試劑盒購自R&G Pharma Studies Co.Ltd公司，實驗室嚴格依據(jù)試劑盒說明書進行操作，并在酶標儀上于450 nm處測定吸光度值，按照標準品濃度梯度及吸光度值求得回歸曲線與回歸方程，按照回歸方程計算樣本血清中BK、s100β、Aβ1-42表達水平。

1.3.2 神經(jīng)功能與認知功能評估：入院當天，采用美國國立衛(wèi)生研究院卒中神經(jīng)功能缺損評估量表(NIHSS)[8]評估神經(jīng)功能，0～1分為正常，2～7分為輕度缺損，8～14分為中度缺損，≥15分為重度缺損；應用簡易精神狀態(tài)評價量表(MMSE)[9]評估認知功能，該表含地點定向力、時間定向力、即刻記憶、延遲記憶、注意與計算力、語言及視空間7個領域，累計30個條目，總得分0～30分，25～30分為認知功能正常，21～24分為輕度認知功能障礙，14～20分為中度認知功能障礙，≤13分為重度認知功能障礙。

1.4 觀察指標 (1)比較3組血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平；(2)采用NIHSS、MMSE量表評估3組神經(jīng)功能、認知功能，比較其神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙發(fā)生率；(3)比較AD患者中不同程度神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙患者血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平；(4)繪制受試者工作特征曲線(ROC)分析各指標對AD合并神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙的預測價值；(5)分析AD患者血清BK、s100β、Aβ1-42水平與NIHSS評分、MMSE評分相關性。

2 結果

2.1 3組血清BK、s100β、Aβ1-42水平比較 AD組血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平明顯高于非AD組、對照組，非AD組、對照組血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平差異也有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 3組血清BK、s100β、Aβ1-42水平比較

2.2 3組NIHSS評分、MMSE評分比較 3組NIHSS評分、MMSE評分 AD組NIHSS評分高于非AD組(P<0.05)、對照組(P<0.05)，而MMSE評分低于非AD組、對照組(P<0.05)，非AD組、對照組上述各指標比較差異也有統(tǒng)計學意義(P<0.05)； AD組合并神經(jīng)功能障礙率、合并認知功能障礙率高于非AD組、對照組(P<0.05)，非AD組、對照組神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表2 3組NIHSS評分、MMSE評分比較

2.3 血清BK、s100β、Aβ1-42與神經(jīng)功能、認知功能障礙程度的關系 AD患者中，隨神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙程度加重，血清BK、s100β、Aβ1-42增加(P<0.05)。見表3。

表3 血清BK、s100β、Aβ1-42與神經(jīng)功能、認知功能障礙程度的關系

2.4 血清BK、s100β、Aβ1-42診斷價值分析 ROC曲線發(fā)現(xiàn)，血清BK、s100β、Aβ1-42聯(lián)合診斷AD合并神經(jīng)功能障礙、合并認知功能障礙的靈敏度分別為0.83、0.81，特異度分別為0.82、0.84，準確度分別為0.82、0.83，曲線下面積分別為0.865、0.894。見圖1、2,表4、5。

表4 血清BK、s100β、Aβ1-42對AD合并神經(jīng)功能障礙的診斷價值

圖1 血清BK、s100β、Aβ1-42診斷AD合并神經(jīng)功能障礙的ROC曲線

2.5 BK、s100β、Aβ1-42與AD患者NIHSS評分、MMSE評分的相關性 Pearson相關分析顯示，AD合并神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙患者血清BK、s100β、Aβ1-42水平與NIHSS評分兩兩呈正相關(P<0.05)，與MMSE評分呈負相關(P<0.05)。見表6。

圖2 血清BK、s100β、Aβ1-42診斷AD合并認知功能障礙的ROC曲線

表5 血清BK、s100β、Aβ1-42對AD合并認知功能障礙的診斷價值

表6 BK、s100β、Aβ1-42與AD患者NIHSS評分、MMSE評分的相關性

3 討論

AD主要表現(xiàn)為進行性記憶減退、定向力障礙、多種認知行為異常、智力障礙及精神癥狀，也稱為繼心腦血管疾病、惡性腫瘤后威脅人類生命健康的第三大原因，晚期AD多發(fā)生不可逆性病理生理變化[10]。血清神經(jīng)損傷標志物是診斷AD的主要手段，其中BK為一種血管活性肽，可增加毛細血管對液體與蛋白通透性，引起炎性反應，炎癥局部刺激也更易激活BK而造成惡性循環(huán)[11]，S100β為鈣結合蛋白，主要由星形膠質(zhì)細胞產(chǎn)生，過量S100β有較高的神經(jīng)毒性，導致神經(jīng)變性，影響認知功能[12]，而Aβ在機體β水解酶與γ水解酶經(jīng)水解淀粉樣前體蛋白形成Aβ1-40、Aβ1-42蛋白，雖然機體Aβ1-42的表達遠低于Aβ1-40，但Aβ1-42的神經(jīng)毒性遠強于Aβ1-40且更易形成淀粉樣蛋白而導致神經(jīng)炎性斑[13]，因而考慮BK、S100β、Aβ1-42可能與AD患者的神經(jīng)功能、認知功能改變有關。

本研究中，AD組血清BK、s100β、Aβ1-42表達水平明顯高于非AD組、對照組，表明AD患者血清中BK、s100β、Aβ1-42呈高表達。BK作為緩激肽釋放酶-激肽系統(tǒng)(kallikrein-kinin system,KKS)的產(chǎn)物，其能使毛細血管發(fā)生擴張，血管通透性升高，同時BK也是CAMKⅡ特異激活劑，以導致Tau蛋白出現(xiàn)功能障礙，使AMP型谷氨酸受體磷酸化而反應性增強，后者為與學習記憶密切相關的長時程形成和維持的關鍵，早期李甜甜等[14]也發(fā)現(xiàn)，AD患者、遺忘型MCI患者BK水平高于健康對照組。S100β為一種酸性鈣蛋白，其參與Ca2+信號傳導，其生物半衰期為2 h，集中分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的星狀膠質(zhì)細胞、少突膠質(zhì)細胞與周圍神經(jīng)系統(tǒng)的雪旺細胞，在AD患者中呈高表達[15]，林哲等[16]也發(fā)現(xiàn)，血清BK診斷AD的曲線下面積為0.734，靈敏度、特異度、準確度分別為55.56%、65.00%、62.82%。AD的主要病理特征為β淀粉樣蛋白沉積形成的老年斑、NFT及神經(jīng)元丟失，其發(fā)病機制較復雜，目前普遍認同AD的主要發(fā)病機制為Aβ假說，即具有神經(jīng)毒性的Aβ于腦實質(zhì)中沉積，啟動病理級聯(lián)反應，形成神經(jīng)纖維纏結，導致廣泛的神經(jīng)元丟失，而Aβ1-42為老年斑主要成分，因此可檢測到血清Aβ1-42呈高表達[17]，季娜等[18]的研究也發(fā)現(xiàn)，血液Aβ1-42診斷AD的靈敏度、特異度分別為65.3%、76.4%。

本研究也顯示，AD組NIHSS評分、合并神經(jīng)功能障礙率、合并認知功能障礙率高于非AD組、對照組，MMSE評分低于非AD組、對照組，同時血清BK、s100β、Aβ1-42水平隨AD患者神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙程度加重而增加，表明AD患者神經(jīng)功能、認知功能病變與血清BK、s100β、Aβ1-42水平有明顯關系，隨神經(jīng)功能與認知功能病變程度加重，血清BK、s100β、Aβ1-42水平增加。BK主要存在于組織中，以自分泌、旁分泌等方式發(fā)揮生理作用[19]，早期李甜甜[20]的研究發(fā)現(xiàn)，血清BK為AD的危險因素，且BK主要影響注意力、計算力、即刻記憶與回憶力，BK水平越高認知功能越低，血清BK水平可作為AD診斷的參考性生物學標志。S100β與精神分裂癥、抑郁癥等所致腦組織損傷密切相關，在AD患者中也發(fā)現(xiàn)其異常表達，可影響神經(jīng)元修復并促進神經(jīng)元凋亡[21]，S100β也被證實與輕度認知功能障礙有關，且和Aβ可發(fā)揮協(xié)同作用[22]。Aβ1-42為AD患者老年斑形成的始動因子，有較強的神經(jīng)毒性[23]，Aβ寡聚體可經(jīng)和中樞神經(jīng)系統(tǒng)多種受體識別結合，而引起神經(jīng)元細胞鈣超載、小膠質(zhì)細胞膜電位降低、谷氨酸水平上升繼而導致AD的發(fā)生。鄭乃智等[24]發(fā)現(xiàn)Aβ致大鼠認知功能下降與海馬齒狀苔蘚纖維芽生染色增強有關，癲癇合并AD的共同病理基礎可能與Aβ致大鼠腦內(nèi)MFS水平顯著增加有關，Aβ與癲癇合并AD的神經(jīng)網(wǎng)絡、病理改變間有相關性。也有學者認為Aβ可能通過抑制P21激活激酶1(PAK1)活性而減少P-LIMK1，導致神經(jīng)元損傷，缺氧通過該通路加重Aβ對神經(jīng)細胞的毒性作用[25]。

ROC曲線發(fā)現(xiàn)，血清BK、s100β、Aβ1-42聯(lián)合診斷AD合并神經(jīng)功能障礙、合并認知功能障礙曲線下面積分別為0.865、0.894，有較高判斷價值，同時Pearson相關分析發(fā)現(xiàn)AD合并神經(jīng)功能障礙、認知功能障礙患者血清BK、s100β、Aβ1-42水平與NIHSS評分兩兩呈正相關，與MMSE評分呈負相關，表明AD患者體內(nèi)BK、s100β、Aβ1-42可能相互作用共同促進其神經(jīng)功能與認知功能病變。AD的組織病理學改變?yōu)樯窠?jīng)炎性斑(嗜銀神經(jīng)軸索突起包繞Aβ而形成)、神經(jīng)原纖維纏結(由過度磷酸化的微管化tau蛋白在神經(jīng)內(nèi)高度螺旋化形成)及神經(jīng)元缺失和膠質(zhì)增生，BK為KKS的主要終末效應物，主要經(jīng)B1及B2G蛋白偶聯(lián)受體參與平滑肌收縮、凝血及纖溶、細胞增殖與凋亡、炎癥與疼痛、休克等多種生理和病理過程，BK可實現(xiàn)對心血管、腎臟、神經(jīng)及胃腸道等多個系統(tǒng)功能的調(diào)節(jié)。Chen等[26]的研究發(fā)現(xiàn)，抗HK抗體可阻斷Aβ誘導的人血漿中BK釋放，這也從側面表明Aβ與BK共同參與AD病變發(fā)展。張文珺等[27]則發(fā)現(xiàn)，Aβ與BK同時注入大鼠海馬可產(chǎn)生協(xié)同作用，引起Tau蛋白更明顯磷酸化。本研究也發(fā)現(xiàn)s100β、Aβ1-42水平呈正相關，表明s100β、Aβ1-42可能相互作用促進AD患者神經(jīng)功能、認知功能病變。

綜上所述，AD患者血清BK、s100β、Aβ1-42呈高表達，且其與患者的神經(jīng)功能、認知功能改變有關，三者可能相互作用參與AD病變進展，應加以監(jiān)測。