血浆中二氯二苯二氯乙烯与阿尔茨海默病患者脑脊液中生物标志物相关性分析

孙东云 刘涛 刘莹 迟松 宋敬卉

(1 青岛大学附属医院神经内科，山东 青岛 266003； 2 首都医科大学宣武医院神经内科)

阿尔茨海默氏病(AD)是老年人群中最常见的痴呆类型[1]。AD的病因复杂，包括神经递质、遗传、免疫调节、环境因素改变等[2]。其中，环境因素对AD发病具有重要影响[3]。双对氯苯基三氯乙烷(DDT)是目前应用最广泛的有机氯杀虫剂之一，由于DDT在自然环境中具有难降解、高度脂溶性和半挥发的特点，可以长久存在于水、土壤及各种动植物体内，从而导致一系列疾病的发生，例如阿尔茨海默病、帕金森病等[4]。DDT在生物体内经还原和脱氯化氢后生成二氯二苯二氯乙烯(DDE)，DDE是DDT的主要降解物，也是DDT发挥化学效能的主要表现形式。大量研究显示，血浆中DDE水平与神经退行性疾病密切相关，但与AD的相关性研究目前报道较少[5]。两项针对AD人群的研究显示，AD患者血浆中DDE水平明显高于健康人群[6-7]，是健康人群的3.8倍，DDE可以显著增加AD的发病风险[8]。本研究通过分析血浆中DDE水平与AD患者脑脊液中部分标志物的相关性，探讨DDE是否参与了AD的发病过程，以及长期低剂量暴露于DDE环境中是否增加AD发生的概率。

1 对象与方法

以DDE为关键词对AD神经影像学倡议数据库(ADNI)进行检索，获得符合入组条件者207例(男111例，女96例)，分为AD组和健康对照组两组。AD组患者纳入的标准：①临床上诊断为AD的65周岁以上的老年人群；②颅脑MRI检查显示颅内无结构性损伤者；③有DDE暴露史者；健康对照组人群纳入标准：身体健康、年龄匹配的65周岁以上的老年人群并且有DDE暴露史者。研究对象的排除标准：①有严重心、肺以及肾功能衰竭史者；②有急性脑卒中病史者；③有行为异常以及精神疾病史者;④有酒精、药物滥用或者依赖史者。收集两组研究对象的一般资料，包括年龄、性别、教育水平、APOEε4等位基因的携带状态、体质量指数(BMI)、高血压、心血管疾病、抑郁以及血浆DDE和脑脊液β-淀粉样蛋白(Aβ)、总tau蛋白(t-tau)、磷酸化tau蛋白(p-tau)等指标。

数据采用R软件(3.4.4版本)进行统计分析。连续变量数据经P-P图和Q-Q图判断服从正态分布，用均数和标准差描述，用t检验比较两组均数的差异；分类变量用构成比描述，采用卡方检验比较两组构成比的差异。采用多元线性回归分析分析血浆DDE和脑脊液各项指标之间的关系。以P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组一般资料比较

两组血浆中DDE水平及年龄、性别、教育水平、心血管疾病状况、高血压状况差异无显著统计学意义(P>0.05)；而两组BMI、抑郁、APOEε4等位基因及脑脊液t-tau、p-tau、Aβ水平比较差异具有显著性(χ2=18.251、41.808，t=-10.036～8.243,P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 血浆DDE在与性别的交互作用下与脑脊液生物标志物的关系

以血浆DDE为自变量，分别以脑脊液中的Aβ、t-tau、p-tau为因变量，采用多元线性回归分析校正年龄、诊断、性别、受教育程度、APOEε4等位基因、BMI、高血压、心血管疾病、抑郁等因素以后，结果显示，血浆中DDE水平在与性别交互的作用下，与脑脊液中Aβ水平呈负相关(b=-20.913，P<0.05)。见表2。

表2 血浆DDE与性别交互作用

2.3 亚组分析

进一步将研究对象按照性别划分为亚组，以血浆DDE为自变量，以脑脊液Aβ、t-tau、p-tau为因变量在男女人群中再次进行多元线性回归分析，同上校正协变量后进行统计。血浆中DDE水平与男性AD患者脑脊液中Aβ水平显著相关(b=-21.919,P<0.05)，女性人群中两者无相关性(P>0.05)。见表3。

表3 亚组分析DDE与AD脑脊液标志物的相关性

3 讨 论

随着人口的老龄化，AD的发病率逐渐升高，但AD的发病机制并不明确。目前涉及该病发病机制的学说主要有Aβ假说、tau假说、线粒体假说、炎症假说等[9-12]，另外环境因素对于AD的发病也不容忽视。因此本研究旨在探讨导致环境严重恶化的DDE与AD发生之间的相关性。本研究结果显示，血浆中DDE水平与男性AD患者脑脊液中的Aβ水平显著相关。与男性人群相比，女性人群暴露在DDE环境的机会少，女性还可以通过怀孕、分娩的过程从体内排出DDE，由于这些因素，血浆中DDE水平升高与女性AD患者脑脊液中标志物并无相关性。推测DDE参与AD的机制可能包括：①DDE参与了Aβ生成及降解的过程。Aβ是Aβ前体蛋白(APP)通过β位点切割酶(BACE1)和γ-分泌酶切割产生的序列片段。Aβ生成增多或者降解、清除障碍，皆可以导致Aβ增高而促进AD的发生[13]。②DDE可以改变tau蛋白的磷酸化和(或)蛋白的聚集而参与AD的发生和发展[14-15]。DDE对tau的作用可分为间接和直接两种方式，其间接作用是通过Aβ发挥作用的。目前大家较公认的观点是，在AD的发病机制中Aβ是AD发病的初始因子，Aβ可促进tau蛋白的聚集。对3xTg-AD小鼠模型研究显示，在小鼠的中枢神经系统神经元和皮质中，Aβ在时间上先于tau出现[16]。DDE在体内会产生活性氧，引发氧化应激反应进而促进Aβ的产生,并进一步促进tau蛋白的聚集，这种方式可以看作是DDE对tau的间接作用。同时DDE在体内产生的活性氧，可直接导致tau蛋白磷酸化，这是DDE对tau的直接作用。③DDE通过表观遗传学参与AD的发病机制。DDE通过氧化应激，促进DNA甲基化，后者与AD的发病机制有关[17]。④DDE引起自由基的产生，抑制细胞呼吸作用。DDT/DDE破坏电子的传递和氧化磷酸化，以线粒体内的有氧呼吸复合酶为作用靶点或者干扰底物，使ATP生成量不足，从而导致脑组织ATP供给不足，致神经元出现功能障碍[18-21]。⑤DDE电生理化学的作用靶点是钠离子通道，通过延长细胞的去极化时间，促进神经递质的释放，提高神经的兴奋性，改变正常的电信号的传播，继而干扰轴突的电信号传播，参与AD的发生与发展[22]。本研究结果显示，老年男性体内DDE的累积可增加患AD的风险，可能的原因是男性参与农业生产活动时间较女性久，较女性暴露机会更多。此外，由于DDE可以存在于乳汁中，成年女性可能会通过妊娠、哺乳、生产等过程代谢掉体内的部分DDE[23]。

本研究的优点是样本量较大，纳入者筛选标准严格。但是也有局限性：①本研究中杀虫剂的暴露史是跟个人的工作经历、饮食种类、生长环境等有关系，不可控因素较多。②在本研究中，需要受试者自己回忆有无DDE暴露史，而AD患者存在记忆力下降的问题，可导致暴露回忆有偏倚。③DDE水平是一次性测量的结果，没有考虑到时间推移对DDE水平的影响。④本研究采用的是血浆中DDE水平，比从脂肪组织提取的DDE的精确度低。因为DDE在脂肪中的浓度更高，更能代表其在体内的累积暴露情况。

综上所述，本研究结果显示，老年男性人群暴露在DDE环境下患AD的风险增加，可能与男性人群暴露于DDE环境的机会多、时间长有关。目前有关DDE与AD发病机制的相关性研究并不多，未来需要进一步扩大样本量，采取多中心、多种族的人群研究，以探讨DDE是否与AD发病有明确的相关性，以及进一步开展具体作用机制的研究。