探讨胰岛素及胰岛素抵抗在不同ApoE基因型轻中度阿尔茨海默病中的作用*

李晓佳, 杨丽莉 ,肖 军 ,何 霞, 王 蓉 ,叶 芳△

1．四川省人民医院 神经内科(成都 610072)； 2.四川省人民医院 药物基因研究室 (成都 610072)；3. 四川省人民医院 检验科 (成都 610072)

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是现代神经内科医生越来越关注的一种慢性变性疾病，主要表现为近记忆力下降或者其他多个认知功能域的损害，还可有各种精神行为异常，AD发病率高、预后差，早期诊断困难，严重影响患者的生活质量，增加照料者和社会负担。早期识别和治疗轻中度AD并延缓其加重是临床最常关注的问题。基础研究[1]认为，AD主要病理改变是Aβ淀粉酶沉积和过度磷酸化Tau蛋白形成神经纤维缠结(NFT)，在大脑组织尤其是海马区的异常堆积。ApoE4是AD致病的高危基因，该基因与AD患者Aβ沉积有较强的相关性，有学者[2]提出,对于非ApoE4基因携带AD患者，寻找更多的原因控制其他致病危险因素比单纯预防Aβ沉积更有价值。一些研究[3]认为，心脑血管病、糖尿病、胰岛素抵抗也是AD的致病原因，然而不同研究结果又是矛盾的。本研究通过对比轻中度AD患者和健康对照组胰岛素和抵抗指数水平，并分别分析ApoE4基因携带者和非ApoE4基因携带者中，轻中度AD患者与对照组胰岛素和抵抗指数水平的差异，为积极预防AD发生、延缓恶化寻找理论依据。

1 资料和方法

1.1 临床资料

选取2014年5月至2017年5月四川省人民医院神经内科门诊和住院的65岁以上临床诊断轻中度AD并随访了1年的病例共92例，分为试验组。纳入标准：1)主观主诉有记忆力下降或者家属提供有记忆力下降；2)诊断符合美国国立神经病、语言交流障碍和卒中研究所-老年性痴呆及相关疾病学会(NINCDS /ADRDA) “很可能AD”的诊断标准[4]。排除标准：1)重度AD患者；2)脑外伤、脑卒中或其他神经系统疾病史；3)感染、特殊感染(HIV、梅毒等)；4)肝肾功异常、甲状腺等影响认知功能的内科疾病；5)听力障碍、高龄、文盲等不能完成问卷检查的患者；6)哈金斯基缺血指数量表(HIS)评分≥4分、医院焦虑抑郁量表评分≥8分、简易智能精神状态检查量表(MMSE)<10分的患者。无记忆力或者其他认知功能减退，无需照顾和陪护，无器质性神经精神系统疾病，MMSE评分≥28分，据此纳入了同时期84例年龄在65以上的健康体检患者为对照组。本试验获得医学伦理会认可，所有受试者在参加试验前均阅读试验要求和流程，自愿参加并签定知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 登记研究者一般资料 表格病历记录研究者基本信息和病史，包括姓名、性别、年龄、婚姻状况、教育程度、精神状况(焦虑抑郁、精神分裂史等)、既往史(包括高血压病、1型糖尿病、2型糖尿病、心脑血管病、甲状腺疾病等)、有无烟酒嗜好、详细家族史、具体家庭住址、电话或者微信等联系方式，测量身高和体重并计算体重指数(BMI)，记录患者入组时安静状态下血压。

1.2.2 神经心理量表测评 神经心理量表评估均由经过正规培训的检查医生完成，在安静诊室内一次性完成所有测试，包括MMSE、HIS评分和医院焦虑抑郁量表测定。

1.2.3 血生化和胰岛素水平测定 采集空腹血液标本完成血脂 [胆固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL-c)]、空腹血糖水平(FBG)和空腹胰岛素水平(FINS)检测。胰岛素抵抗指数(HOMA-IR)= [FBG(mmol/L) × FINS(μL/mL)]/22。空腹血糖和空腹胰岛素检测方法参照电化学发光免疫法[5]。

1.2.4 ApoE基因型测定 ApoE基因型测定在我院药学部药物基因组实验室完成，收集所有血液标本于-80 ℃冰箱冻存，标本收集结束后将进行室温溶解冻贮血细胞，完成DNA 提取，用特殊引物序列PCR 反应扩增，最后琼脂糖凝胶电泳,EB染色,紫外灯观察、照相。最后检测ApoE基因多态性。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 两组一般临床资料及FINS、HOMA-IR比较

两组年龄、性别、教育年限、BMI、血压和血脂水平差异无统计学意义(P>0.05)；对照组MMSE分值明显高于试验组(P<0.05)；试验组FINS、HOMA-IR水平高于对照组(P<0.05)(表1)。

2.2 非ApoE4基因携带试验组和非ApoE4基因携带对照组一般临床资料、FINS和HOMA-IR比较

经统计，有131例为非ApoE4基因携带者，试验组59例，对照组72例，两组基础临床资料比较，差异无统计学意义(P>0.05)，试验组MMSE分值明显低于对照组(P<0.05)，FINS、HOMA-IR水平高于对照组(P<0.05)(表2)。

表1 试验组和对照组各指标比较

表2 非ApoE4基因携带试验组和非ApoE4基因携带对照组各指标比较

2.3 ApoE4基因携带试验组与ApoE4基因携带对照组一般临床资料、FINS和HOMA-IR比较

ApoE4基因携带者共有45例，其中对照组12例，试验组33例，两组基础临床资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，两组MMSE评分比较，试验组分值低于对照组(P<0.05)，两组FINS、HOMA-IR水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)(表3)。

表3 ApoE4基因携带试验组与ApoE4基因携带对照组各指标比较

3 讨论

近年来大量研究[6]发现，超过一半临床诊断的AD患者发病有着复杂多样的病理机制，甚至几乎一半病理确诊的AD患者病理机制仍不单一。人类ApoE基因位于第19号染色体,包含3个等位基因亚型，其中E4具有精氨酸残基，使其构象不稳定，影响ApoE功能，对神经系统发生毒害作用。研究[7]表明，载体蛋白基因 ApoE4的携带者在AD患者中比例明显偏高。其中，E4亚型在健康人群中的出现率为7.5%，而AD患者中可高达40%。ApoE4基因是公认的散发AD发病的致病基因，然而现代分子影像学研究[8-9]发现，相当一部分的AD患者缺乏典型的Aβ-淀粉沉积的病理特征，特别是非ApoE4携带者。还有研究[10]发现，ApoE4基因仅仅存在于不到一半的AD患者，虽然其他致病基因陆续被发现，但基因学说仍不能完全解释AD的发病机制，由此代谢学说逐渐被提出来。

胰岛素抵抗被定义为由于胰岛素的信号通路改变所致不能有效刺激葡萄糖转运至细胞内的状态[11]，脑内胰岛素抵抗可以减少脑内葡萄糖代谢，最终导致神经元丢失和功能异常，因此AD大脑被描述为胰岛素抵抗状态。有学者[12]提出，AD为“3型糖尿病”。

本试验为横断面研究，研究发现相对于对照组，轻中度AD患者FINS水平和HOMA-IR指数均明显升高，在非ApoE4基因携带者中也存在同样的结果，而对于ApoE4基因携带者，并不存在以上现象。这个结果表明,轻中度AD患者普遍存在胰岛素抵抗现象，尤其非ApoE4基因携带者这一类群体，提示ApoE4基因携带者和非携带者AD发病机制不同，胰岛素抵抗可能更多参与了非ApoE4基因携带者AD的发病机制。其他研究[13]发现，ApoE4与脂转运和代谢有关， 非ApoE4基因携带者只有空腹血糖受损时才表现出更高的Aβ沉积，而ApoE4携带者无论空腹血糖是否异常均表现出较明显的Aβ沉积，提示胰岛素抵抗在非ApoE4基因携带轻中度AD患者中，对加速认知功能下降、恶化AD的病情作用更大。胰岛素抵抗如何参与AD的机制不完全清楚，可能的途径有：1)体内试验[14]发现，脑内胰岛素信号通路对突触发生、突触重塑以及海马神经元发育发挥作用，胰岛素完整的信号通路对记忆的形成是必要的，胰岛素抵抗状态破坏了胰岛素信号通路，损害记忆和突触可塑性。影响FINS的因素有胰岛素的分泌、降解和肝糖原相关的自主调节。体外动物实验[15]显示，肠降胰岛素有促进胰腺分泌胰岛素和增加胰岛素敏感性的功能，胰岛素抵抗状态抑制了肠降胰岛素增强胰岛素敏感性的作用。有学者[16]提出，肠降胰岛素有潜在改善认知的作用，并有望在人类实验中进行药物研发。2)胰岛素是通过胰岛素降解酶(IDE)降解的，IDE还被证明能降低Aβ神经毒性，减少Aβ在神经元沉积，它是一种金属蛋白酶[17]，胰岛素抵抗时，增多的胰岛素竞争性结合更多的IDE作用位点，阻断IDE与Aβ结合，使IDE降解Aβ作用受限， Aβ沉积增加，加速AD形成和恶化[18]。3)胰岛素抵抗对认知功能的影响还可能通过破坏Tau激酶和磷酸化酶的平衡来加重Tau损害，NFT的主要组成部分是过度磷酸化Tau蛋白，许多数据[19]提示，胰岛素能调节Tau磷酸化和加速AD患者NFT形成。

综上所述，轻中度AD患者和非ApoE4基因携带者轻中度AD的FINS、HOMA-IR指数较正常人群升高，推测胰岛素抵抗参与了AD和非ApoE4基因携带者AD的发病，该试验为促胰岛素分泌剂和胰岛素增敏剂在未来AD的预防和治疗提供了理论依据。