阿爾茨海默病與腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的關(guān)系

張 敏

(廣西壯族自治區(qū)南寧市社會福利醫(yī)院,廣西 南寧 530003)

阿爾茨海默病(Alzheimer disease,AD)是 1907年由德國精神病學(xué)家和神經(jīng)解剖學(xué)家 Alzheimer描述并命名的,是一種以進(jìn)行性認(rèn)知障礙和記憶能力損害為主的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。其病理特征包括血管和細(xì)胞外的 β-淀粉樣沉積(淀粉斑)、神經(jīng)元內(nèi)的神經(jīng)纖維纏結(jié)、突觸數(shù)目的減少、神經(jīng)元的喪失等。65歲以上癡呆人群中,AD患病率為 2%-4%,而在 85歲以上的老年人群中,AD患病率達(dá)20%以上[1]。我國 65歲及其以上人群中 AD患病率為 0.33%-5.82%,75歲以上為 3.94%[2]。AD在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為僅次于心血管病、腫瘤和卒中而位居第 4位的致死原因。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是德國神經(jīng)生物學(xué)家 Barde等人于 1982年首次從豬腦中純化,發(fā)現(xiàn)具有防止神經(jīng)元死亡功能的一種堿性蛋白質(zhì)。Holsinger等[3]發(fā)現(xiàn) AD患者海馬和皮質(zhì)中 BDNF的 mRNA轉(zhuǎn)錄水平及其蛋白含量降低,提示 BDNF與 AD的發(fā)病有關(guān)系。本文將對 AD病人腦脊液BDNF水平的改變以及外源性 BDNF對 AD病人的治療作用作一探討。

1 資料與方法

1.1 研究對象 所有病人均為 2006年 1月至2008年 5月在我院住院的患者。其中,AD組患者的診斷標(biāo)準(zhǔn)采用美國神經(jīng)病學(xué)會、語言障礙和卒中-老年性癡呆和相關(guān)疾病學(xué)會(NINCDS/ADRDA)中“很可能為 AD(probable)”的標(biāo)準(zhǔn)[4],同時除外非很可能 AD患者、患嚴(yán)重軀體疾病者以及有抑郁癥狀(漢密爾頓抑郁 D量表評分≥17分)患者,共選入24例 ,男 15例,女 9例 ,平均 (67.79 ±7.44)歲。對照組為同期收治的非癡呆腦卒中患者,納入標(biāo)準(zhǔn):符合第四屆全國腦血管疾病會議制定的腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn),并經(jīng)頭顱 CT證實,共 26例,其中男 16例,女 10例,平均(68.34±7.19)歲。所有入組病例無癡呆家族史及中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病史,均簽署知情同意書,且排除嚴(yán)重心血管疾病、糖尿病、腎臟疾病等并發(fā)癥。

1.2 方法

1.2.1 簡易智能精神狀態(tài)量表(MMSE)評分

AD組病人在入院后 24 h內(nèi)完成 MMSE量表的評分,在出院之前再評估一次,以前后評分之差值來評估療效。

1.2.2 腰椎穿刺行腦脊液檢查 在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上,其中 12例 AD組病人在行腰椎穿刺檢查的同時,從椎管內(nèi)一次性注入外源性腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子 10μg(人類,重組體,日本)。AD組病人以年齡(＜65歲和≥65歲)和是否注射 BDNF分成四組,分析年齡和 BDNF對治療效果的影響。

1.2.3 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的檢測 按照ELISA試劑盒(美國 phoenix公司)說明書嚴(yán)格操作。取腦脊液樣本 10μl用標(biāo)本緩沖液 Calibrator Diluent RD6P稀釋 20倍,每微孔加 100μl Assay Diluent RD1S,按加樣方案向相應(yīng)微孔分別加標(biāo)準(zhǔn)腦脊液、陰性對照、陽性對照和稀釋后腦脊液各 50μl,覆上蓋膜置室溫孵育 2 h,每孔加 100μl BDNF Conjugate,覆上新蓋膜置室溫孵育1 h,每孔經(jīng) Wash Buffer(400μl)洗板機(jī)清洗 3次,每孔加 200μl Substrate Solution,避光置室溫孵育 30 min,每孔加 50μl Stop Solution停止反應(yīng),30 min內(nèi)置酶標(biāo)檢測儀于 450 nm比色,校正波長為 540 nm,所測 BDNF濃度 ×20即為腦脊液濃度。

1.2.4 統(tǒng)計學(xué)處理 用 SPSS統(tǒng)計軟件,在檢驗水準(zhǔn) α=0.05的基礎(chǔ)上,對符合正態(tài)分布、方差齊的計量資料,兩均數(shù)比較采用 t檢驗;對非正態(tài)分布、方差不齊的數(shù)據(jù)采用秩和檢驗;腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子和年齡對治療效果的影響的分析采用析因設(shè)計的方差分析。

2 結(jié) 果

2.1 一般情況 AD組和對照組兩組病人治療前,在年齡(t=-0.268,P=0.790)和性別構(gòu)成上(x2=-0.005,P=0.944)差異均無統(tǒng)計學(xué)意義。

2.2 AD組和對照組病人的腦脊液 BDNF濃度比較 AD組腦脊液的 BDNF濃度為(163.04±14.12)ng/ml,對照組為(184.88±16.96)ng/ml,兩者之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-4.927,P=0.000),即AD病人腦脊液的 BDNF濃度低于對照組病人。

2.3 AD組病人 BDNF的治療效果 用藥組與不用藥組的治療效果差異有統(tǒng)計學(xué)意義,椎管注入BDNF的病人的前后 MMSE評分差值比未注入的大,也就是使用 BDNF的病人的認(rèn)知能力改善情況要好于未使用者(F=56.067,P=0.000)。年齡組之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(F=0.067,P=0.799),即小于 65歲的病人和大于或等于 65歲的病人治療效果無差異,而年齡對 BDNF的治療效果不產(chǎn)生影響(F=1.667,P=0.211)。見表 1。

表1 AD組病人BDNF治療效果的析因設(shè)計方差分析

3 討 論

BDNF是神經(jīng)營養(yǎng)因子家族的一員,它在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中廣泛表達(dá),不僅在中樞以及周圍神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元的生長、分化及發(fā)育過程中起重要作用[5],而且對于成人腦內(nèi)神經(jīng)元的結(jié)構(gòu)和功能的完整性的維持起著重要作用。眾多研究已表明,β-淀粉樣蛋白沉積是 AD發(fā)病的重要機(jī)制。本次研究結(jié)果說明,AD患者腦脊液的 BDNF濃度比非癡呆腦梗死的要低,這可能與大腦內(nèi)分泌 BDNF減少有關(guān)。Michalski等[6]報告 AD患者海馬和大腦皮質(zhì)中 BDNFmRNA的表達(dá)降低。Mufson EJ等[7]也發(fā)現(xiàn)在 AD患者前期(Mild cognitive impairment,MCI)就有BDNFmRNA的降低。這些可能是由于β-淀粉樣蛋白的聚積所導(dǎo)致[8]。由于神經(jīng)元的丟失及產(chǎn)生的 β-淀粉樣蛋白可降低 BDNF的功能及其表達(dá),所以測定腦脊液的 BDNF的水平可能有助于AD的早期診斷。

Hock等[9]測定 AD患者和正常海馬的 BDNFm-RNA表達(dá),結(jié)果發(fā)現(xiàn) AD患者海馬的 BDNFmRNA表達(dá)明顯降低。這提示了異常的 BDNFmRNA表達(dá)可能導(dǎo)致神經(jīng)元的營養(yǎng)障礙,并進(jìn)一步帶來認(rèn)知方面的障礙。那么給予外源性 BDNF則可以改善神經(jīng)元的營養(yǎng)障礙,但由于外源性 BDNF通過血腦屏障困難,所以用于治療 AD有一定的限制。本次研究采用經(jīng)椎管注入外源性 BDNF的治療方式,發(fā)現(xiàn)使用BDNF的患者比未使用的 MMSE評分有著明顯提高,說明了 BDNF能有效地改善患者的認(rèn)知功能。AD患者記憶的喪失和基底前腦部膽堿能神經(jīng)元的細(xì)胞死亡有關(guān)。由于 AD病人海馬區(qū) BDNF的 mRNA表達(dá)明顯減少,導(dǎo)致基底前腦部膽堿能系統(tǒng)的進(jìn)行性萎縮,所以增加腦內(nèi) BDNF的含量,通過與 TrkB受體結(jié)合后激活細(xì)胞外信號激酶信號通路[10]和磷脂酰肌醇 3激酶信號通路[11-12],從而提高這些神經(jīng)元的存活能力,促進(jìn)神經(jīng)元的生長并改善其空間記憶能力。

由于 AD患者給家庭和社會帶來了沉重的負(fù)擔(dān),所以尋求有效的治療方案一直是廣大醫(yī)療工作者的目標(biāo)。BDNF在 AD的發(fā)生發(fā)展過程中有著重要的作用,但外源性 BDNF不易通過血腦屏障。雖然椎管內(nèi)給藥可以解決這一問題,但在臨床上仍存在諸多不便,限制了它的臨床應(yīng)用。所以如何更有效地讓外源性 BDNF發(fā)揮效果,將是以后的研究重點(diǎn)。

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