載脂蛋白Eε4基因型對(duì)阿爾茨海默病患者腦血流的影響分析

郭啟雯， 陳淳淳， 許春燕， 邱國(guó)真， 朱飛奇

阿爾茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是一種起病隱匿的神經(jīng)變性病變，也是老年性癡呆最常見(jiàn)的類型之一。“β淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)假說(shuō)”是多年來(lái)被廣泛接受的AD發(fā)病機(jī)制之一[1]。但近年也有越來(lái)越多的研究發(fā)現(xiàn)，腦血流灌注(cerebral blood flow perfusion，CBF)降低是認(rèn)知功能障礙發(fā)生、發(fā)展的基礎(chǔ)[2-7]。載脂蛋白E(apolipoprotein E，APOE)ε4基因型是公認(rèn)的AD遺傳危險(xiǎn)因素，與早發(fā)性和晚發(fā)性AD的發(fā)生、發(fā)展風(fēng)險(xiǎn)呈正關(guān)聯(lián)[8]，且與CBF降低相關(guān)[9-10]。經(jīng)顱多普勒超聲(transcranial Doppler sonography，TCD)是一種臨床常用的非侵入性、可簡(jiǎn)便評(píng)估顱內(nèi)血流灌注的方法。本研究應(yīng)用TCD檢測(cè)患者顱內(nèi)動(dòng)脈的血流動(dòng)力學(xué)變化，分析其與認(rèn)知功能損害的相關(guān)性，并探討APOEε4基因型對(duì)AD患者血流動(dòng)力學(xué)變化的影響?，F(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象 選擇2020年4月至2021年4月深圳市羅湖區(qū)人民醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的AD患者31例為觀察組；另選擇同期認(rèn)知功能正常的健康老年者25名為對(duì)照組。觀察組簡(jiǎn)明精神狀態(tài)量表(Mini-mental State Examination,MMSE)評(píng)分低于對(duì)照組，兩組年齡、性別、合并癥等一般資料比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

1.2納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 觀察組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)完善MMSE認(rèn)知功能評(píng)估和頭顱MRI+磁共振血管成像(magnetic resonance angiography,MRA)檢查，符合美國(guó)神經(jīng)病學(xué)、語(yǔ)言障礙及梗死-老年性癡呆和相關(guān)疾病學(xué)會(huì)(National Institute of Neurological and Communicative Disorders and Stroke-Alzheimer′s Disease and Related Disorders Association，NINCDS-ADRDA)可能為AD和(或)很可能為AD的診斷標(biāo)準(zhǔn)[11]；(2)MMSE評(píng)分為3～24分(根據(jù)文化程度不同，評(píng)分不同)[12]；(3)年齡60～90歲。對(duì)照組納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)無(wú)認(rèn)知障礙主訴，MMSE評(píng)分>27分；(2)年齡60～90歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并其他非AD類型癡呆；(2)正常顱壓腦積水、顱內(nèi)占位病變、甲狀腺功能低下、抑郁癥、腦炎等所致的癡呆；(3)有吸毒史；(4)有精神病史；(5)有冠心病、心衰、房顫、顱內(nèi)外動(dòng)脈狹窄、腦血管病等病史。

1.3評(píng)分和檢測(cè)方法

1.3.1 MMSE評(píng)分[12]MMSE量表內(nèi)容共包含30項(xiàng)，每項(xiàng)回答正確得1分，總分30分。認(rèn)知功能障礙的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)：文盲者，≤17分；受教育年限≤6年者，≤20分，受教育年限≥7年者，≤24分。

1.3.2 TCD檢測(cè)方法 應(yīng)用深圳德力凱公司生產(chǎn)的EMS-9PB經(jīng)顱多普勒腦血管診斷/監(jiān)護(hù)系統(tǒng)，采用2 MHz脈沖Doppler探頭，由專人完成檢查。經(jīng)患者顳窗、枕窗探查患者雙側(cè)大腦中動(dòng)脈(middle cerebral artery,MCA)、大腦前動(dòng)脈(anterior cerebral artery,ACA)、大腦后動(dòng)脈(posterior cerebral artery,PCA)、基底動(dòng)脈(basilar artery,BA)和椎動(dòng)脈(vertebral artery,VA)，獲得平均血流指數(shù)(mean blood flow velocity，MFV)及搏動(dòng)指數(shù)(pulsatility index，PI)。

1.3.3 APOE基因型檢測(cè) 檢測(cè)由醫(yī)院檢驗(yàn)科完成。抽取研究對(duì)象靜脈血2 ml，采用賽樂(lè)奇生物科技有限公司(珠海)生產(chǎn)的血液核酸提取試劑盒提取DNA。應(yīng)用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)進(jìn)行擴(kuò)增，反應(yīng)條件設(shè)置為：95 ℃預(yù)變性15 min，94℃變性30 s，50 ℃退火2 min，65 ℃延伸45 s，共45個(gè)循環(huán)。將qRT-PCR擴(kuò)增產(chǎn)物99 ℃加熱5 min，冰浴5 min，與基因芯片上特異性核酸探針進(jìn)行雜交，測(cè)定APOE基因位點(diǎn)序列。基因芯片購(gòu)自賽樂(lè)奇生物科技有限公司(珠海)。

2 結(jié)果

2.1兩組顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV比較 觀察組雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA及BA的MFV均低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表2。

表2 兩組顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV比較

2.2兩組顱內(nèi)動(dòng)脈的PI比較 觀察組雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA，以及BA的PI均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 兩組顱內(nèi)動(dòng)脈的PI比較

2.3AD患者M(jìn)MSE評(píng)分與顱內(nèi)動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，AD患者的MMSE評(píng)分與雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA以及BA的MFV呈正相關(guān)(P<0.05)，與其PI呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)。見(jiàn)表4，5。

表4 AD患者M(jìn)MSE評(píng)分與顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV的相關(guān)性分析結(jié)果

表5 AD患者M(jìn)MSE評(píng)分與顱內(nèi)動(dòng)脈的PI的相關(guān)性分析結(jié)果

2.4顱內(nèi)動(dòng)脈MFV、PI診斷AD的效能分析結(jié)果 ROC曲線分析結(jié)果顯示，雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA以及BA的MFV和PI均有診斷AD的應(yīng)用價(jià)值(P<0.05)，各指標(biāo)的AUC>0.70。見(jiàn)表6。

表6 顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV、PI診斷AD的效能分析結(jié)果

2.5AD患者APOE基因型情況 31例AD患者中有26例患者行APOE基因檢測(cè)，其中APOEε4型11例(42.31%)(ε4/4型5例，ε3/4型4例，ε2/4型2例)，APOEε2型2例(7.69%)(ε2/2型1例，ε2/3型1例)，APOEε3型13例(50.00%)(均為ε3/3型)。

2.6APOEε4型組和非APOEε4型組的MMSE評(píng)分、顱內(nèi)動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)的比較 AD患者中，APOEε4型組的MMSE評(píng)分較非APOEε4型組低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義[(19.50±8.62)分 vs (24.15±5.14)分；t=2.322，P=0.030]。APOEε4型組顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV較非APOEε4型組低，PI較非APOEε4型組高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表7，8。

表7 APOEε4型組和非APOEε4型組顱內(nèi)動(dòng)脈MFV的比較

表8 APOEε4型組和非APOEε4型組顱內(nèi)動(dòng)脈PI的比較

3 討論

3.1AD是最常見(jiàn)的老年癡呆類型，盡管“Aβ假說(shuō)”在AD的發(fā)病機(jī)制中長(zhǎng)期處于主導(dǎo)地位，但是近年的研究認(rèn)為腦血流下降是AD早期的發(fā)病機(jī)制[2]。Nortley等[13]通過(guò)AD患者和AD鼠模型證實(shí)，Aβ可誘導(dǎo)腦毛細(xì)血管產(chǎn)生活性氧，進(jìn)而引起內(nèi)皮素-1(endothelin-1，ET-1)釋放，激活周細(xì)胞ET-1受體，誘導(dǎo)腦毛細(xì)血管收縮，導(dǎo)致腦微循環(huán)障礙。Zlokovic[14]的研究提出，AD是繼發(fā)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)血管功能異常的神經(jīng)變性疾病，其神經(jīng)變性是血腦屏障破壞、CBF下降、腦代謝改變等造成的結(jié)果。不少研究也表明，CBF下降可引起腦細(xì)胞代謝降低、神經(jīng)細(xì)胞凋亡等，導(dǎo)致Aβ沉積，以致神經(jīng)元功能障礙，提示CBF降低是AD發(fā)生、發(fā)展的基礎(chǔ)[2-7]。本研究通過(guò)TCD檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，AD患者的雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA及BA的MFV降低，PI增高，提示AD患者存在CBF降低和血管順應(yīng)性下降的情況。MMSE量表在臨床上常用于認(rèn)知功能的篩查[12]。本研究結(jié)果顯示，AD患者顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV與MMSE評(píng)分呈正相關(guān)，其PI與MMSE評(píng)分呈負(fù)相關(guān)，提示AD患者的腦血流動(dòng)力學(xué)異常程度與認(rèn)知功能損害程度存在相關(guān)性，即患者認(rèn)知損害程度越嚴(yán)重，其顱內(nèi)動(dòng)脈的平均血流速度降低越明顯，血管順應(yīng)性越差，這與國(guó)內(nèi)相關(guān)研究[15]結(jié)果相似。這也表明AD患者的腦血流動(dòng)力學(xué)改變會(huì)廣泛累及顱底動(dòng)脈環(huán)(Willis環(huán))的動(dòng)脈段，當(dāng)AD患者出現(xiàn)CBF下降時(shí)將無(wú)法通過(guò)側(cè)支循環(huán)代償，引起腦部缺血、缺氧進(jìn)一步加重，導(dǎo)致認(rèn)知障礙進(jìn)展。提示AD患者早期發(fā)現(xiàn)CBF降低時(shí)應(yīng)盡早干預(yù)，如給予血管活性藥物改善腦血流灌注，減緩AD的進(jìn)展[16]。本研究結(jié)果顯示，雙側(cè)MCA、ACA、PCA、VA以及BA的MFV和PI均有診斷AD的應(yīng)用價(jià)值，且AUC均>0.70，所得MFV、PI截?cái)嘀涤兄谠缙诤Y選AD患者。

3.2APOEε4基因型是散發(fā)型AD發(fā)病的重要風(fēng)險(xiǎn)基因之一，與早發(fā)性和晚發(fā)性AD的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)呈正關(guān)聯(lián)[8]。有研究發(fā)現(xiàn)，APOEε4可能通過(guò)激活周細(xì)胞附近及內(nèi)皮細(xì)胞中的親環(huán)蛋白A-基質(zhì)金屬蛋白酶-9(cyclophilin A-matrix metalloproteinase-9，CypA-MMP9)通道，引起血腦屏障的滲漏，進(jìn)而導(dǎo)致認(rèn)知功能下降[17-18]。Sagare等[19]在Aβ沉積小鼠模型中發(fā)現(xiàn)，APOEε4會(huì)干擾周細(xì)胞以APOE異構(gòu)體依賴性方式攝取Aβ，導(dǎo)致腦淀粉樣血管病和Aβ斑塊負(fù)荷增加。Blanchard等[20]的體內(nèi)研究發(fā)現(xiàn)，APOEε4型基因攜帶者周細(xì)胞的APOE mRNA和蛋白質(zhì)表達(dá)水平更高，導(dǎo)致Aβ在血管內(nèi)沉積增加，暴露在Aβ寡聚體中的周細(xì)胞通過(guò)激活ET-1受體使毛細(xì)血管收縮，進(jìn)而導(dǎo)致腦血流量減少[13]。Yamazaki等[21]的研究發(fā)現(xiàn)血管壁細(xì)胞的APOEε4表達(dá)減少了腦微循環(huán)的血流量，引起認(rèn)知功能損害。有研究發(fā)現(xiàn)，攜帶APOEε4基因型的AD患者多個(gè)腦區(qū)的CBF明顯降低，且會(huì)引起患者語(yǔ)言、記憶等認(rèn)知功能下降[9-10]。Ungar等[22]的研究也表明，攜帶APOEε4基因型的AD患者臨床癥狀更重、病程進(jìn)展更快。上述研究提示，APOEε4基因型是導(dǎo)致AD的腦血流改變及認(rèn)知功能障礙的危險(xiǎn)因素。本研究也發(fā)現(xiàn)，APOEε4型組顱內(nèi)動(dòng)脈的MFV較非APOEε4型組低，PI較非APOEε4型組高，且MMSE評(píng)分更低，提示AD患者腦血流調(diào)節(jié)功能下降及認(rèn)知障礙與APOEε4基因型有關(guān)，這與上述研究結(jié)論相符。本研究中攜帶APOEε4基因型的AD患者存在廣泛的顱內(nèi)動(dòng)脈血流動(dòng)力學(xué)改變，這與Wierenga等[10]研究發(fā)現(xiàn)攜帶APOEε4基因型的輕度認(rèn)知功能障礙患者僅局部腦區(qū)的CBF降低的結(jié)果有所差異，分析其原因可能是攜帶APOEε4基因型的輕度認(rèn)知功能障礙患者仍有較多腦內(nèi)側(cè)支循環(huán)代償以維持認(rèn)知功能，而攜帶APOEε4基因型的AD患者已逐漸失代償。

綜上所述，AD患者存在以MFV降低、PI升高為主要腦血流動(dòng)力學(xué)改變的特點(diǎn)，且腦血流動(dòng)力學(xué)變化與AD患者認(rèn)知功能損害程度相關(guān)。攜帶APOEε4基因型可導(dǎo)致更顯著的CBF下降以及更嚴(yán)重的認(rèn)知功能損害。但本研究樣本量較少，需加大樣本量并聯(lián)合其他輔助檢測(cè)方法及指標(biāo)進(jìn)一步驗(yàn)證。