認知正常人群eGFR與AD腦脊液生物標志物關系

李陪,林玫,譚蘭

(1 山東第一醫(yī)科大學(山東省醫(yī)學科學院),山東 濟南 250000； 2 臨沂市第三人民醫(yī)院檢驗科； 3 青島市市立醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)二科)

人口老齡化預示著癡呆癥患病率的上升，阿爾茨海默病(AD)是癡呆癥最常見的亞型，約占病例總數(shù)的80%[1]。然而，目前尚未發(fā)現(xiàn)有效治療AD的方法。流行病學研究表明，許多危險因素與AD的發(fā)展具有相關性，調(diào)整風險因素和有益的生活方式可以降低個體晚年癡呆的風險或者延遲AD的發(fā)展[2-4]。腎臟和大腦都是終末器官，具有相似的解剖和血流動力學特征，均容易受到血管損傷[5]。有證據(jù)表明，腎功能下降是AD的獨立危險因素，可以加速認知能力的下降和AD的發(fā)展[6-9]。有動物研究表明，腎臟是AD中β淀粉樣蛋白(Aβ)和總tau(t-tau)蛋白周圍清除的主要器官之一[10-11]。腎臟功能的維持和恢復可能會阻止AD的發(fā)展，從而延緩認知功能的下降[12-14]。AD的腦脊液核心生物標志物包括Aβ42、t-tau、磷酸化tau(p-tau)、t-tau/Aβ42和p-tau/Aβ42，其變化能夠反映潛在的腦病理損害，這些生物標志物在AD的臨床癥狀發(fā)生前幾十年就已經(jīng)發(fā)生變化[15-16]，這對于鑒定臨床前AD和輕度認知障礙的個體至關重要[17]。因此，本研究系統(tǒng)探討了認知正常人群腎小球濾過率(eGFR)和AD腦脊液生物標志物之間的關聯(lián)，以期為研究eGFR對臨床前AD病理變化的影響提供新的線索。

1 對象與方法

1.1 研究對象

研究對象均來自中國AD生物標志物和生活方式(CABLE)研究。CABLE研究是正在進行的大規(guī)模隊列研究，主要研究中國漢族人群AD的危險因素和生物標志物，其參與者相關信息均在青島市市立醫(yī)院住院期間采集。該研究所有參與者均接受了臨床和神經(jīng)心理學評估、生化檢測(包括血清肌酐和腦脊液生物標志物測定)，還通過全面的問卷調(diào)查和電子病歷系統(tǒng)收集了人口統(tǒng)計學信息，以及AD相關的危險因素和個人病史(高血壓、糖尿病、冠心病、關節(jié)炎、泌尿系疾病等)。其中神經(jīng)心理學評估主要包括簡易智力狀態(tài)檢查量表(MMSE)和蒙特利爾認知評估量表(MoCA)測試。根據(jù)MMSE正常值標準，同時參考MoCA視空間、執(zhí)行能力、抽象思維能力及命名等較復雜綜合性指標評定參與者認知水平，本研究納入的人群均認知正常。CABLE研究遵循赫爾辛基宣言，該研究方案已得到青島市市立醫(yī)院倫理委員會的批準。所有登記的參與者或其護理人員均簽署了知情同意書。

1.2 eGFR評估

根據(jù)青島市市立醫(yī)院中心實驗室測得的血清肌酐水平，使用CKD-EPI公式計算eGFR[18]。根據(jù)腎臟疾病結(jié)果質(zhì)量倡議(K-DOQI)指南標準[19]，依據(jù)eGFR水平將研究人群的腎功能分為兩個階段：第1階段(eGFR≥90 mL/(min·1.73 m2)，腎功能正常)，第2階段(eGFR<90 mL/(min·1.73 m2)，腎功能異常)。

1.3 AD腦脊液生物標志物的測定

通過腰穿檢查獲得腦脊液，室溫下將腦脊液樣本以2 000 r/min離心10 min。分離腦脊液后，應用酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒(Fujirebio，Ghent，Belgium)在酶標儀(Thermo ScientificTMMultiskan-TMMK3)上測定Aβ42、t-tau和p-tau水平。

1.4 載脂蛋白E(APOE)基因分型

本研究血液樣本均使用QIAamp?DNA Blood Mini Kit(250)提取DNA。使用限制性片段長度多態(tài)性(RFLP)技術對rs7412和rs429358兩個基因位點進行基因分型，將參與者分為APOEε4攜帶者和非攜帶者。

1.5 統(tǒng)計學分析

使用R軟件(版本3.5.1)進行統(tǒng)計分析。為確定eGFR與AD腦脊液生物標志物之間的關聯(lián)，以腦脊液生物標志物為因變量，eGFR為自變量，進行多元線性回歸分析，并針對年齡、性別、受教育程度、APOEε4攜帶狀態(tài)、MMSE評分、是否吸煙、是否患有高血壓和糖尿病等進行了校正。不同腎功能組間分類變量的比較采用卡方檢驗，連續(xù)變量(非正態(tài)分布，以中位數(shù)(M)和四分位數(shù)間距(IQR)表示)的比較采用Mann-WhitneyU檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié) 果

2.1 參與者的人口學特征

納入人群男性占59.3%，平均年齡為62.12歲。與腎功能正常組比較，腎功能異常組的腦脊液t-tau(Z=-3.156，P<0.01)、p-tau(Z=-2.255，P<0.05)、t-tau/Aβ42(Z=-3.442，P<0.01)和p-tau/Aβ42(Z=-2.221，P<0.05)明顯增高，并且參與者年齡較大(Z=-12.516，P<0.01)，MMSE評分較低(Z=-3.769，P<0.01)。見表1。

2.2 總參與者中eGFR與AD腦脊液生物標志物的相關性

在總參與者(n=661)及老年參與者中(≥65歲，n=285)中，未顯示eGFR與AD腦脊液生物標志物之間的相關性。而在中年人群(<65歲，n=376)中，eGFR與t-tau(β=-0.101，P<0.01)、p-tau (β=-0.200，P<0.01)、t-tau/Aβ42(β=-1.219，P<0.01)和p-tau/Aβ42 (β=-0.382，P<0.05)等腦脊液 tau相關病理生物標志物存在顯著負相關性。見圖1。

2.3 eGFR與腦脊液tau相關標志物相關性的腎功能和性別亞組分析

在中年腎功能正常亞組(n=306)中，eGFR與腦脊液t-tau(β=-0.144，P<0.01)、p-tau(β=-0.033，P<0.01)存在負相關性；在中年腎功能異常亞組(n=70)中則未顯示eGFR與AD腦脊液生物標志物的相關性。在中年男性亞組(n=213)中，eGFR僅與腦脊液 p-tau存在顯著負相關性(β=-0.019，P<0.05)；在中年女性亞組(n=163)中，eGFR與腦脊液t-tau (β=-0.096，P<0.05)、t-tau/Aβ42 (β=-1.907，P<0.01)和p-tau/Aβ42 (β=-0.591，P<0.05)存在負相關性。在老年人群中，未顯示eGFR與AD腦脊液生物標志物之間存在相關性。

表1 CABLE研究的參與者特征

圖1 中年人群eGFR與AD腦脊液生物標志物的相關性

3 討 論

本研究首次在認知正常的人群中探討eGFR和AD腦脊液生物標志物之間的關系，研究結(jié)果表明，eGFR作為能夠反映腎功能的指標，與中年人群AD腦脊液tau相關生物標志物(t-tau、p-tau、tau/Aβ42和p-tau/Aβ42)存在負相關性。本研究結(jié)果不僅證實了eGFR與AD病理性生物標志物之間的相關性，而且也表明eGFR的改善和恢復可能對AD病理改變具有保護作用，這對干預早期AD病理改變可能具有重要的臨床意義。

既往有研究表明，eGFR的下降可能會加速認知功能下降及增加癡呆風險，慢性腎臟病病人認知障礙的程度與慢性腎臟病和腎衰竭的進展密切相關[6,20-23]。而且，在沒有癡呆癥的成年人中認知功能下降的發(fā)生和進展與腎功能呈負相關性[8,21-22]。有縱向研究表明，輕度認知功能障礙病人腎功能與海馬萎縮率呈負相關[24]。此外，成功進行腎臟移植后，慢性腎臟病病人的認知功能得到改善[13-14,25]。越來越多的證據(jù)表明，eGFR的降低與癡呆的風險增加有關，改善和維持腎功能對AD的發(fā)展具有保護作用[8,23]。本研究結(jié)果也表明，eGFR與認知功能之間存在關聯(lián)。

目前尚不清楚eGFR影響AD的具體機制。然而，研究表明AD病理生理學與腎功能之間存在一定程度的關聯(lián)。有研究證實，t-tau可以從大腦轉(zhuǎn)運到外周血，并在周圍器官(腎臟、肝臟)中清除[26]。有研究提出，提高周圍tau清除率可以減輕大腦中病理性tau蛋白的積累和神經(jīng)變性，這可能是治療神經(jīng)退行性疾病(AD、帕金森病、亨廷頓病等)的潛在方法[27]。另一方面，腎功能受損可能會加速AD病理過程。eGFR<60 mL/(min·1.73 m2)持續(xù)3個月或更長時間被定義為慢性腎臟病。慢性腎臟病可導致高同型半胱氨酸血癥和氧化應激[20,24]，而血清高同型半胱氨酸通過內(nèi)皮細胞功能障礙和小血管氧化作用參與AD的發(fā)病[23]，氧化應激則可以增加Aβ的產(chǎn)生并介導其神經(jīng)毒性[28]。通過介導這些因素，腎功能損害可能導致AD的風險增加。

本文結(jié)果顯示，在中年人群中eGFR與AD tau相關病理生物標志物之間存在顯著相關性。這與一項具有里程碑意義的研究結(jié)果一致，該研究表明年輕人(20～59歲)中度慢性腎臟病可能促進AD的發(fā)展[29]。另外一項針對冠心病女性的研究(心臟雌激素/孕激素替代研究)結(jié)果顯示，eGFR<30 mL/(min·1.73 m2)者發(fā)生認知障礙的概率是eGFR≥60 mL/(min·1.73 m2)者的5倍[30]。而在中年男性亞組中，本研究僅發(fā)現(xiàn)p-tau與eGFR存在相關性。因此我們認為，低水平eGFR的女性可能有更高的AD病理性蛋白積累的風險，對于罹患AD風險高的女性來說，改善eGFR可能帶來更大獲益。然而在老年人群中未顯示eGFR和AD腦脊液生物標記物之間存在相關性，分析可能是由于研究人群的結(jié)構(gòu)差異所致。首先是認知水平的差異：本研究使用關于AD研究診斷指南的AD生物標志物分類系統(tǒng)(NIA-AA)，明確研究對象為處于AD臨床前階段認知正常的病人，而先前研究的研究人群具有較明顯的認知障礙，包括輕度認知障礙和AD[30]。其次是腎功能不全的嚴重程度不同：本研究中腎功能不全病人主要為輕度和中度異常，而先前研究中腎功能不全主要為中度異常(eGFR<60 mL/(min·1.73 m2))。

總之，本研究結(jié)果表明，較高水平的eGFR可以減輕認知正常人群AD相關tau蛋白病理蓄積的不良影響，65歲以下和女性人群可能從這種改變中受益更為明顯。提高腎臟的肌酐清除率可能會改善病理性tau蛋白的代謝異常。在未來前瞻性研究中擴大樣本量有助于更加深入地探究eGFR對AD生物學標志物變化的影響。