阿爾茨海默病患者血清C-X-C基序趨化因子配體12和幾丁質(zhì)酶3樣蛋白1的表達(dá)水平及其臨床意義▲

王 善 段 玲 易 義

(重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科,重慶市 400060)

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是臨床常見的慢性神經(jīng)退行性疾病,好發(fā)于65歲以上老年人,隨著人口老齡化的加劇,患病人數(shù)逐年增加[1-2]。AD患者典型特征為進(jìn)行性認(rèn)知功能障礙及行為損害,臨床主要表現(xiàn)為記憶障礙、言語能力喪失及情感淡漠等[3]。目前AD尚不能完全治愈,早期診斷及治療可延緩病情進(jìn)展,改善患者預(yù)后。簡(jiǎn)易精神評(píng)估量表(Brief Psychiatric Rating Scale,BPRS)、臨床癡呆評(píng)定量表(Clinical Dementia Rating,CDR)結(jié)合MRI、CT等影像學(xué)檢查是臨床診斷AD的重要手段,但量表評(píng)估具有主觀性,影像學(xué)檢查費(fèi)用相對(duì)昂貴[4]。血清學(xué)檢測(cè)具有取材便捷、檢測(cè)成本低、結(jié)果客觀等優(yōu)點(diǎn),故尋找靈敏度高、特異度好的血清學(xué)標(biāo)記物用以輔助診斷AD具有重要意義。C-X-C基序趨化因子配體(C-X-C motif chemokine ligand,CXCL)12是由骨髓分泌的炎性趨化因子,通過與其受體C-X-C基序趨化因子受體(C-X-C motif chemokine receptor,CXCR)4特異性結(jié)合后對(duì)下游信號(hào)通路傳導(dǎo)進(jìn)行調(diào)控進(jìn)而發(fā)揮促炎作用。研究發(fā)現(xiàn),CXCL12在動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病[5]、創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎[6]等疾病的發(fā)生與發(fā)展過程中發(fā)揮重要作用。幾丁質(zhì)酶3樣蛋白(chitinase 3-like protein,CHI3L)1是由中性粒細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等分泌的促炎因子,與潰瘍性結(jié)腸炎、支氣管哮喘等炎性疾病密切相關(guān)[7-8]。研究表明,AD發(fā)病進(jìn)程中伴有明顯的神經(jīng)炎癥反應(yīng)[9]。基于此,筆者推測(cè)CXCL12、CHI3L1可能參與AD的神經(jīng)炎癥反應(yīng)過程,但是目前相關(guān)研究報(bào)告相對(duì)較少。本研究探討AD患者血清CXCL12、CHI3L1的表達(dá)水平及其臨床意義,旨在為臨床早期診治AD提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2019年1月至2021年12月重慶醫(yī)藥高等專科學(xué)校附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的113例AD患者作為AD組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)符合AD診斷標(biāo)準(zhǔn)[10-14];(2)年齡≥60歲;(3)AD病程>3年;(4)臨床病歷資料完整;(5)患者及家屬對(duì)本研究知情,并簽署同意書。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)存在顱內(nèi)腫瘤、癲癇病、腦外傷等腦部疾病者;(2)有明確的精神疾病病史,如抑郁、精神分裂癥、焦慮等精神疾病者;(3)血管性癡呆(vascular dementia,VD)或者帕金森病導(dǎo)致的認(rèn)知功能障礙者;(4)有急、慢性炎癥性疾病及自身免疫性疾病者;(5)心臟功能不全或肝、腎功能障礙者;(6)合并其他組織器官惡性腫瘤者。選擇同期在我院就診的60例VD患者作為VD組,VD組患者納入標(biāo)準(zhǔn):符合《CCMD-3中國(guó)精神障礙分類與診斷標(biāo)準(zhǔn)》[15]中關(guān)于VD的診斷標(biāo)準(zhǔn),VD病程>3年。排除標(biāo)準(zhǔn):將AD組排除標(biāo)準(zhǔn)(3)改為有AD或者帕金森病導(dǎo)致的認(rèn)知功能障礙,其余同AD組。另選60例性別、年齡與AD組和VD組患者相近的健康體檢者作為對(duì)照組,排除合并基礎(chǔ)疾病、外傷史者及近期服用藥物者。3組研究對(duì)象性別、年齡、體質(zhì)指數(shù)及文化程度差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),見表1。本研究經(jīng)過重慶醫(yī)藥高等?？茖W(xué)校附屬第一醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)。

表1 3組研究對(duì)象一般資料的比較

1.2 方法

1.2.1 AD患者認(rèn)知功能障礙評(píng)分及分組:(1)采用簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查(Mini-Mental State Examination,MMSE)量表評(píng)分[11]判定AD患者認(rèn)知功能障礙嚴(yán)重程度,內(nèi)容包括定向力、記憶力、注意力和計(jì)算力、回憶能力、語言能力5個(gè)方面。定向力評(píng)分范圍為0～10分,得分越低表示定向力越差;記憶力評(píng)分范圍為0～3分,得分越低表示記憶力越差;注意力和計(jì)算力評(píng)分范圍為0～5分,得分越低表示注意力和計(jì)算力越差;回憶力評(píng)分范圍為0～3分,得分越低表示回憶力越差;語言能力評(píng)分范圍為0～9分,得分越低表示語言能力越差。MMSE量表總分為30分,得分越低表示患者的認(rèn)知功能越差。認(rèn)知功能障礙診斷標(biāo)準(zhǔn)為MMSE量表總分≤26分,輕度認(rèn)知功能障礙為MMSE量表總分21～26分,中度認(rèn)知功能障礙為MMSE量表總分10～20分,重度認(rèn)知功能障礙為MMSE量表總分0～9分。(2)根據(jù)MMSE量表評(píng)分結(jié)果將113例AD患者分為輕度認(rèn)知功能障礙組(輕度組)27例,中度認(rèn)知功能障礙組(中度組)51例,重度認(rèn)知功能障礙組(重度組)35例。

1.2.2 血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平檢測(cè):采用含乙二胺四乙酸的抗凝試管收集各組研究對(duì)象的空腹肘靜脈血4 mL,室溫下放置1 h后,3 000 r/min下離心10 min,離心半徑12 cm,分離出上層血清,置于-80 ℃冰箱中保存待測(cè)。采用ELISA檢測(cè)血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平,CXCL12試劑盒購(gòu)于上海帛科生物技術(shù)有限公司(批號(hào):BKE9456),CHI3L1試劑盒購(gòu)于杭州普望生物技術(shù)有限公司(批號(hào):20142400149)。嚴(yán)格按照試劑盒說明進(jìn)行相關(guān)操作。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 采用SAS 9.4軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)(百分比)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn);計(jì)量資料以(x±s)表示,多組間比較采用單因素方差分析,兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn);采用Pearson檢驗(yàn)進(jìn)行相關(guān)性分析;采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平對(duì)AD的診斷效能。以P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 AD組、VD組與對(duì)照組血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平的比較 與對(duì)照組相比,AD組和VD組的血清CXCL12表達(dá)水平降低,血清CHI3L1表達(dá)水平升高,且AD組的血清CXCL12表達(dá)水平低于VD組,血清CHI3L1表達(dá)水平高于VD組(P<0.05),見表2。

表2 AD組、VD組與對(duì)照組血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平的比較(x±s,ng/mL)

2.2 不同病情嚴(yán)重程度AD患者血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平的比較 113例AD患者的MMSE量表評(píng)分為3～26(13.29±7.86)分。不同病情嚴(yán)重程度AD患者血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,其中CXCL12表達(dá)水平為重度組<中度組<輕度組,CHI3L1表達(dá)水平為重度組>中度組>輕度組(P<0.05),見表3。

表3 不同AD病情嚴(yán)重程度患者血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平的比較(x±s,ng/mL)

2.3 AD患者血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平與MMSE量表評(píng)分的相關(guān)性分析 AD患者血清CXCL12表達(dá)水平與MMSE量表評(píng)分呈正相關(guān)(r=0.776,P<0.05);血清CHI3L1表達(dá)水平與MMSE量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.729,P<0.05);血清CXCL12與CHI3L1表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)(r=-0.816,P<0.05)。

2.4 血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平對(duì)AD的診斷效能 ROC曲線結(jié)果顯示,血清CXCL12表達(dá)水平診斷AD的曲線下面積為0.862(95%CI:0.785,0.940;P<0.001),靈敏度和特異度分別為0.85、0.72;血清CHI3L1表達(dá)水平診斷AD的曲線下面積為0.831(95%CI:0.749,0.914;P<0.001),靈敏度和特異度分別為0.79、0.77;二者聯(lián)合診斷AD的曲線下面積為0.915(95%CI:0.858,0.972;P<0.001),靈敏度和特異度分別為0.93、0.78;二者聯(lián)合診斷AD的曲線下面積大于CXCL12、CHI3L1單獨(dú)診斷的曲線下面積(Z=2.539、P<0.001,Z=3.125,P<0.001)。血清CXCL12和CHI3L1表達(dá)水平的最佳截?cái)嘀捣謩e為2.03 ng/mL和211.08 ng/mL,見圖1。

圖1 血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平單獨(dú)及聯(lián)合診斷AD的ROC曲線圖

3 討 論

AD是一種好發(fā)于老年人的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,主要臨床表現(xiàn)為記憶障礙、失認(rèn)、失語、行為改變等,并伴有抽象思維及計(jì)算能力嚴(yán)重下降,嚴(yán)重威脅老年群體的生活質(zhì)量[16]。近年來,隨著人口老齡化的日益加劇,AD發(fā)生率不斷上升,據(jù)統(tǒng)計(jì),2020年全球AD患者超過7 500萬例,2050年將達(dá)到1.15億[17]。第七次全國(guó)人口普查數(shù)據(jù)顯示,我國(guó)≥60歲人口比例為18.7%,由此可見,我國(guó)罹患AD的基數(shù)龐大,疾病負(fù)擔(dān)重[18]。目前,尚無特效的AD治愈藥物,早期診斷及治療可延緩病情進(jìn)展,但是大部分AD患者早期臨床癥狀不典型,容易誤診和漏診,導(dǎo)致病情延誤[19]。從AD的發(fā)病機(jī)制出發(fā),尋找相關(guān)的生物學(xué)標(biāo)志物輔助臨床診斷是目前的研究熱點(diǎn)。

研究發(fā)現(xiàn),AD患者大腦皮質(zhì)及海馬區(qū)出現(xiàn)大量Aβ沉積形成細(xì)胞外神經(jīng)炎性斑塊,進(jìn)而導(dǎo)致Tau蛋白過度磷酸化并形成神經(jīng)原纖維纏結(jié)聚積在神經(jīng)元內(nèi),引發(fā)腦部神經(jīng)元大量丟失、腦皮質(zhì)皺縮,引起突觸功能異常,從而導(dǎo)致漸進(jìn)性認(rèn)知功能障礙,表明神經(jīng)炎癥反應(yīng)在AD的發(fā)病過程起關(guān)鍵作用。研究表明,中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的抗炎因子與促炎因子處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài),炎癥發(fā)生時(shí)可導(dǎo)致促炎因子分泌過多并穿過血腦屏障進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng),從而損傷中樞神經(jīng)[20-21]。CXCL12屬于趨化因子C-X-C亞家族成員之一,是一種小分子分泌蛋白,主要由骨髓細(xì)胞分泌,廣泛分布于腦、心、肺、肝等組織器官中[22]。研究發(fā)現(xiàn),CXCL12可能通過多途徑參與AD的發(fā)生與發(fā)展過程。例如,CXCL12與其受體CXCR4特異性結(jié)合后可通過激活不同信號(hào)級(jí)聯(lián)通路來募集中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎性介質(zhì)趨向血管損傷部位,發(fā)揮啟動(dòng)或加重局部炎癥反應(yīng)的作用[23];此外,CXCL12還可通過介導(dǎo)中樞神經(jīng)系統(tǒng)突觸間的信息傳遞影響大腦學(xué)習(xí)記憶能力及認(rèn)知功能[24]。研究表明,CXCL12在AD鼠模型及AD患者血清中均表達(dá)下調(diào)[25-26]。本研究結(jié)果顯示,AD患者血清中CXCL12表達(dá)水平低于VD患者及健康體檢者(P<0.05),提示CXCL12在AD患者中表達(dá)下調(diào),與既往的相關(guān)研究[25-26]結(jié)果相似。原因可能是AD患者大腦皮質(zhì)區(qū)及海馬區(qū)出現(xiàn)大量Aβ沉積并導(dǎo)致神經(jīng)炎癥發(fā)生,炎癥反應(yīng)可將靜息狀態(tài)下的小膠質(zhì)細(xì)胞激活為具有抗炎作用的小膠質(zhì)細(xì)胞,而具有抗炎效應(yīng)的小膠質(zhì)細(xì)胞可誘導(dǎo)機(jī)體處于炎癥抑制的微環(huán)境中,炎癥反應(yīng)受到抑制間接導(dǎo)致CXCL12分泌減少[26]。

CHI3L1屬于甲殼質(zhì)酶樣蛋白家族成員,是由活化的中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等炎性介質(zhì)合成并分泌的糖化蛋白,可介導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙、新生血管形成、細(xì)胞外基質(zhì)重塑等加重炎癥反應(yīng)過程[27]。盧加杰等[7]研究表明,潰瘍性結(jié)腸炎患者糞便中的CHI3L1表達(dá)上調(diào),并與患者病情嚴(yán)重程度密切相關(guān),可作為臨床輔助診斷潰瘍性結(jié)腸炎的生物學(xué)標(biāo)志物。同時(shí)有學(xué)者發(fā)現(xiàn),CHI3L1可通過抑制炎癥細(xì)胞凋亡、介導(dǎo)Th2型炎癥反應(yīng)、刺激黏蛋白5AC分泌等方式參與哮喘的發(fā)病過程[8]。此外,還有研究表明,CHI3L1對(duì)重癥感染如膿毒癥也有具有重要診斷價(jià)值,并可預(yù)測(cè)患者病情的嚴(yán)重程度及不良預(yù)后[28]。本研究結(jié)果顯示,AD患者血清CHI3L1表達(dá)水平均高于VD患者及健康體檢者(P<0.05),提示CHI3L1可能參與了AD的神經(jīng)炎癥反應(yīng),可能原因是AD患者大腦皮質(zhì)及海馬區(qū)被激活的星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞可誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞等細(xì)胞因子釋放CHI3L1,引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)并加重神經(jīng)炎癥反應(yīng)[29]。

此外,本研究結(jié)果還顯示,AD患者血清CXCL12表達(dá)水平與MMSE量表評(píng)分呈正相關(guān),CHI3L1表達(dá)水平與MMSE量表評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),表明血清CXCL12表達(dá)水平越低、CHI3L1表達(dá)水平越高,AD患者的認(rèn)知功能損傷越嚴(yán)重,提示血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平對(duì)評(píng)估AD病情具有一定價(jià)值,二者或可作為臨床輔助判斷AD病情的候選指標(biāo);此外,本研究結(jié)果還顯示AD患者血清CXCL12表達(dá)水平與CHI3L1表達(dá)水平呈負(fù)相關(guān)(P<0.05),表明二者在AD發(fā)病過程中有一定關(guān)聯(lián);分析其原因可能為CHI3L1表達(dá)水平越高表明炎癥反應(yīng)越嚴(yán)重,而機(jī)體對(duì)炎癥的代償機(jī)制會(huì)加速具有抗炎效應(yīng)的小膠質(zhì)細(xì)胞啟動(dòng)抑炎效應(yīng),進(jìn)而抑制CXCL12的分泌,導(dǎo)致CXCL12表達(dá)水平降低。本研究的ROC曲線分析結(jié)果顯示,血清CXCL12、CHI3L1表達(dá)水平對(duì)AD具有一定的診斷價(jià)值,且二者聯(lián)合診斷的效能優(yōu)于單一指標(biāo)(P<0.05),當(dāng)血清CXCL12表達(dá)水平<2.03 ng/mL、血清CHI3L1表達(dá)水平>211.08 ng/mL時(shí)可診斷為AD。

綜上所述,AD患者血清中的CXCL12表達(dá)下調(diào)、CHI3L1表達(dá)上調(diào),二者可能通過調(diào)控炎癥反應(yīng)參與AD發(fā)生與發(fā)展過程,或可作為臨床診斷AD及判斷病情的候選標(biāo)志物。