轻度认知障碍的相关生物学标志物

吴婧琳 孟庆慧 侯文霞 (潍坊医学院护理学院，山东 潍坊 261053)

轻度认知障碍(MCI)是介于正常老化与痴呆之间的一种过渡状态，近年来已成为国内外学者研究的热点。MCI是一个不稳定的状态，由于MCI本身的异质性，可能出现4种不同的转归，即：转为正常，稳定型，进展型或死亡〔1，2〕。MCI的危险在于其发展成为痴呆的概率明显增高，美国神经病学研究所(ANN)报道每年大约有6% ～25%MCI患者转变为痴呆，在Petersen等〔3〕的研究中，MCI向痴呆的转化率平均每年约为12.9%，而正常老年人每年仅1%～2%发展为痴呆。也有学者认为只要有足够的时间，大多数甚至所有MCI者病情将加重并进展为痴呆〔4〕。如能早期诊断并予以干预则有助于延缓病程。

1 血液中的生物学指标

1.1 细胞因子 阿尔茨海默病(AD)患者脑组织病理变化中伴随某些脑内免疫反应，并与病情变化有一定的联系，在疾病的进程中，神经炎症反应包括有利和有害作用〔5〕。AD患者神经病理研究表明，小胶质细胞的活化比较早，要先于老年斑(SP)和神经纤维缠结(NFTs)的形成。活化的小胶质细胞产生并释放潜在的毒性物质，包括氧自由基，致炎症细胞因子，兴奋性毒素和蛋白酶，这可能破坏邻近的神经元。炎性反应是AD出现认知和记忆障碍的重要机制，抗炎治疗是防治AD的重要途径。Burguillos等〔6〕最新研究发现Caspase信号通路控制小胶质细胞活性和神经毒性作用，其中caspase8、caspase3/7通过PKC-δ通路调节小胶质细胞活性。激活的小胶质细胞增生且趋化性增强，并产生炎症介质，如炎前细胞因子(如 IL-1β、TNF-α等)补体和活性，导致神经活性降低。Magaki等〔7〕对MCI的研究中，发现细胞因子IL-6，IL-8，IL-10产生增加，表明免疫活化是一个在AD之前的早期现象，而MCI作为痴呆的临床前期，辅助性T淋巴细胞(TH)受到的影响更大;在痴呆患者中，TH比例稍增加，推测可能是随着疾病的进程，认知功能的下降，免疫状态处于新的动态平衡，CD4+免疫细胞数目略微恢复。细胞主要是通过分泌细胞因子，如 γ-干扰素(IFN-γ)，IL-2，IL-10等发挥免疫功能，IFN-γ活化巨噬细胞，还能促进IgG的生成，IgG能够通过调理作用和激活补体系统促进巨噬细胞的吞噬和杀伤能力;IL-2刺激激活的T细胞增生和产生细胞因子，促进炎症反应;IL-10可以抑制促炎症细胞因子的产生，抑制T细胞产生IL-2，并且抑制抗原特异性T细胞的激活，以及抑制单核细胞和巨噬细胞的活性。目前研究较多的炎症因子有 IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL-10 和 TNFα，研究发现 AD 病人血清中 IL-1β、TNFα、IL-6 明显升高〔6，7〕，并且显示 MCI患者IL-1β、TNFα、IL-6、IL-12 也明显升高〔8〕，不过郭峰等〔9〕研究报道显示，血清IL-6含量较正常对照组却无明显差异。α1-酸性糖蛋白、铜蓝蛋白以及触珠蛋白为非特异性急性反应相蛋白，血清中含量如果升高，可能预示某种疾病或病理状态，其在AD中的研究相对较少〔10〕，而在MCI中研究则未见报道。

1.2 氧化因子 soprostane 8，12-iso-iPF(2α)-Ⅵ是体内脂质过氧化的特异指标，在AD病人的血浆中升高。Pratico等〔11〕发现MCI病人的大脑氧化应激反应增强，其血浆、脑脊液和尿液中均检测到8，12-iso-iPF(2α)-Ⅵ水平增高，且预示着有发展为AD的趋势。通过soprostane的检测可以预测脂质体过氧化增强的病人是进展为AD的危险因素。

1.3 一氧化氮(NO)NO可介导能量代谢抑制促进APP异常断裂为Aβ，Aβ又与小胶质细胞结合，诱导NOS表达产生大量的NO，同时小胶质细胞产生的细胞因子又与Aβ协同诱导星形胶质细胞释放NO，大量的NO通过氧化应激、破坏能量代谢过程中的多种酶类减少ATP生成，损伤膜性结构、蛋白质及DNA，导致神经元坏死和凋亡，并形成AD的病理标志NFT和SP〔12〕。

1.4 血小板APP 淀粉样前体蛋白(APP)是AD的Aβ沉积发病机制的关键所在。Borroni等〔13〕对血小板 APPr异常的MCI患者进行为期2年的随访，发现83%的MCI转变成了AD。Padovani等〔14〕用Western印迹分析法发现MCI和早期AD病人血小板中APP形式(APPr)同正常老年化相比发生了明显的改变。他们认为血小板中APPr比率可以作为诊断和早期的生物学指标。

1.5 其他 CCL5〔15〕(泛素)是一种单核细胞，记忆性T细胞，在炎症部位可刺激白细胞的升高。CCL7(单核细胞趋化蛋白3)可以诱导和活化单核细胞，并且调节了巨噬细胞的功能。CCL15(单核抑制性蛋白-1-δ)、CCL18(单核抑制性蛋白4)也介导了炎症反应。

2 脑脊液的生物学指标

2.1 tau蛋白 老年痴呆的神经病理学特点是大脑皮层和海马出现大量SP和NFTs，并伴随出现神经元丧失，而tau蛋白是NFTs的主要组成成分。在病理状态下，与神经元轴突中的微管结合的tau蛋白过度磷酸化，形成双股螺旋细丝(PHF)，使微管失去了在神经元中的物质转运功能，沉积在细胞内形成NFTs。CSF中的tau蛋白作为AD的生物学标志于1993年首次报道。Riemenschneider等〔16〕在一项纵向研究中，随访18个月后发展成为AD的所有MCI患者或进展型MCI患者，在MCI阶段CSF中tau蛋白水平都升高;而随访后仍为静止型的MCI患者，其CSF中的tau蛋白水平却没有升高，经Logistic回归分析表明，CSF中tau蛋白升高是认知功能减退的预测因素。可见CSF中tau蛋白水平对于预测MCI患者是否会发展为AD有一定价值。Andreasen等〔17〕还研究了44例1年后转化为AD的MCI患者，发现79.5%患者 CSF中 tau蛋白明显增高;70.4%患者CSF中P-tau蛋白明显增高;77.3%患者CSF中Aβ1～42浓度水平明显下降。

2.2 Aβ1～42Aβ是SP的主要成分，由APP经分泌酶剪切而成。Aβ有两种主要的C端变异体，即含40(Aβ40)和42(Aβ42)个氨基酸的多肽，Aβ42最先沉积于脑中且毒性更大。1992年首次报道检测脑脊液(CSF)中的Aβ水平可用以诊断AD，被认为是AD研究中的重要进展之一。越来越多的证据表明，Aβ是各种原因诱发AD的共同通路，是AD形成和发展的关键因素，目前多数学者认为，Aβ在大脑皮层内的蓄积是AD病理发生过程中的一个早期必然事件，超前于其他脑区损伤和临床症状数年。在发生顺序上，Aβ的出现早于NFTs、轴索缺乏营养等病理变化以及临床症状。目前研究认为〔18〕，AD组CSF中的Aβ1～42比对照组明显减少，提示为AD组病人的CSF中可溶性Aβ减少，而脑组织中不可溶性Aβ增加并形成弥漫性和典型SP之故。对MCI的追踪研究发现，进展型MCI较稳定型MCI病人CSF中 Aβ1～42水平为低〔19〕。这些研究结果具有互补效应，表明CSF中Aβ1～42水平的变化与MCI的进展、与AD的病程变化密切相关。

AD病人和MCI病人血浆中的Aβ1～42并不与CSF中同步变化，这种不同步变化可能与脑部淀粉样物的沉积打破了血液和CSF中Aβ的平衡有关。在对AD和MCI病人血浆中Aβ水平及其中几个有代表性的长期研究〔20～22〕中，表明AD病人与正常对照之间无显著差异〔20〕，而MCI病人血浆Aβ42水平较年龄匹配的正常对照增高〔21〕。血浆中Aβ42水平增高是进展为AD的危险因素。进展为AD的个体有较高的血浆Aβ42水平，对进展为AD的病人进行跟踪观察发现，3年后其血浆Aβ42水平下降很快〔22〕。将血浆中 Aβ40、Aβ42结合起来进行评估，追踪结果发现血浆Aβ42/Aβ40比值低的个体，进展为MCI或AD的危险性更高〔23〕。

2.3 P-tau Buerger等〔24〕对77例MCI患者的纵向研究表明，是CSF中P-tau231而不是总tau蛋白与认知功能障碍和MCI向AD转化有关，说明P-tau蛋白更能预示MCI发生。近年来，用灵敏的单克隆抗体能检测多种不同磷酸化位点的tau蛋白水平，包括苏氨酸181、231位点和丝氨酸 199、235、396、404位点的P-Tau。此外，还有研究发现，测定CSF中tau蛋白、tau181、tau231、Aβ42浓度水平，并结合测量脑室体积来矫正CSF中蛋白质的稀释程度，计算 tau(tau231、taul81)/Aβ42比率，有助于MCI的早期诊断，且对预测MCI患者是否发展为AD有一定价值。在跟踪调查中，进展为AD的MCI病人较稳定型MCI病人CSF中P-tau，独立于性别、年龄、MMSE得分及ApoE分型，因而P-tau231的增高被认为是与AD相关的脑和认知损伤的准确和特异的预测因子〔25〕。

2.4 炎症因子 近年研究表明，AD的发病机制与炎症反应有关，应用抗炎药物有助于改善AD症状。Weaver等〔26〕通过前瞻性分析发现，血浆白介素-6(IL-6)基础水平升高与后期发生的认知功能损害有密切关系，是导致认知障碍的危险因素。同时他们利用过表达IL6的转基因鼠发现，IL-6在导致记忆和学习能力下降的神经病理生理方面发挥作用。该研究结果还提示，通过检测血浆中IL-6水平有助于早期发现认知功能损害。有研究检测了CSF中干扰素，诱导蛋白-10(IP-10)、单核细胞趋化蛋白-1(MCP-l)、白介素-8(IL-8)水平，结果表明IP-10在遗忘型MCI患者中显著增高，而随着AD的发展则逐渐下降。由于MCP-1在炎症的病理过程中扮演重要角色，其水平增高是临床前AD的早期生物标记〔27〕有研究发现。另外MCI患者组白细胞表达CD36水平较正常对照组显著下降，而在老年与青年对照组间差异无统计学意义，说明白细胞表达CD36水平下降与年龄无关，而是一种疾病相关现象，且从AD的早期阶段即MCI开始就已发生。

2.5 C-反应蛋白(CRP)CRP是急性炎症期的一种反应蛋白，最近的研究发现脑脊液和血清中的CRP比MCI、AD患者的高。Schmidt等〔28〕对一组人群(1 050名)进行25年的随访，发现血清中非特异性高敏CRP量比正常高出至少3倍，显著增加了发展为痴呆的危险性，故认为：可溶性CRP也可作为诊断痴呆的生物指标，且在临床症状出现前就已长期存在。

2.6 高半胱氨酸(Hcy)Seshadri等〔29〕在历经8年(1 092例)的前瞻性研究后发现，血浆中高半胱氨酸水平在痴呆发病前已升高，是发展为痴呆或AD独立高危因素。Religa等〔30〕的研究认为，高半胱氨酸的升高可能与亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)基因型有关;同时还检测到血清中叶酸水平、维生素B12下降。Annerbo等〔31〕研究发现，血浆高半胱氨酸水平与MCI患者转化为AD的危险度间明显相关，作者推测低或正常的高半胱氨酸水平可能是MCI患者向AD转化的一个保护机制。MCI转化为AD患者组的血浆高半胱氨酸水平高于未转化组，提示MCI转化为AD可能依赖于毒性代谢产物高半胱氨酸的沉积。

综上所述，研究MCI的生物学标志对AD的早期诊断和治疗具重要意义。在没有精确的生物学标志物出现前，我们认为以上生物学标志与标准的认知功能测定、详细的病史询问、临床检查及神经影像学技术的互相结合是MCI临床判定的有价值手段。

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