胰島素抵抗與散發性阿爾茨海默病ApoE及IL-1α基因多態性的關系

陳建平 沐 楠 (廣州市腦科醫院老年科，廣東 廣州 510370)

阿爾茨海默病(AD)是最常見的神經系統退行性變疾病。它分為家族性阿爾茨海默病和散發性阿爾茨海默病(SAD)，SAD約占AD的90%～95%。胰島素抵抗(IR)是指機體對一定量的胰島素的生物學反應低于預計正常水平的一種現象，即對胰島素不敏感。其主要的臨床指征是高胰島素血癥。

1 對象與方法

1.1 對象 時間為2008年10月到2010年12月，在廣州市精神病醫院老年精神科住院和門診患者中，符合美國精神病協會精神障礙診斷與統計手冊第4版修訂本(DSM-Ⅳ-R)的AD診斷標準，同時符合美國國立神經病語言障礙和卒中研究所及阿爾茨海默病與相關障礙協會(NINCDS-ADRDA)的AD標準做出可能AD和很可能AD診斷。排除抑郁因素導致的假性癡呆，血管性癡呆及家族性癡呆。所有入組病例均簽署知情同意書。入組研究病例共 59例，男 21例(35.6%)，女 38例(64.4%);最小年齡58歲，最大年齡94歲，平均年齡(77.73±7.69)歲;最短病程0.5年，最長10年，平均病程(4.19±2.33)年，受教育年限最低0年，最長18年，平均(5.56±5.20)年。有代謝綜合征的13例(占22%)，無代謝綜合征的46例(占78%)。診斷 AD老年型37例(62.7%)，老年前期型3例(5.1%)，混合型18例(30.5%)，另外1例資料不全未能分型。

1.2 方法 患者簡易智能狀態檢查表(MMSE)評分小于24分，用臨床癡呆評定量表(CDR)及日常生活能力量表(ADL)評定癡呆嚴重程度;排除標準:Hachinski缺血指數量表≥7分，Hamilton抑郁量表(HAMD)評分≥17分，有癡呆家族史。臨床診斷明確后，均取空腹靜脈血10 ml，其中5 ml用于生化指標測試(包括血糖、胰島素和皮質醇)，測身高，體重，血壓，腰圍等，評估有無代謝綜合征(中華醫學會糖尿病學分會建議代謝綜合征的診斷標準)。另外5 ml檸檬酸鈉抗凝，采用常規酚-氯仿抽提法提取外周血白細胞基因組DNA，－70℃冰箱保存備用。檢測血糖、胰島素和皮質醇:在雅培C-8000生化分析儀上，用己糖激酶法檢測空腹血糖(FPG)。在拜爾Centaur免疫發光儀上，利用化學發光法測空腹血胰島素(Fins)和皮質醇，計算胰島素抵抗指數(IR)，IR=FPG×Fins/22.5，以評估胰島素抵抗性。基因多態性檢測:用聚合酶鏈反應-限制性片段長度多態性技術(PCR-RFLP)分別檢測 AD患者外周血 ApoE、白介素(IL)-1α基因型。

1.3 統計學方法 用SPSS16.0版統計軟件進行統計分析。數據用±s表示，采用t檢驗，χ2檢驗等統計方法。

2 結果

2.1 病人MMSE總分情況 59人中，1例未完成而剔除，另外58人較好完成檢查。完成檢查的病人中，男性20例(占34.5%)，女性38例(占65.5%)，男性患者MMSE總分平均為7.10±5.23，女性患者MMSE總分平均為8.63±5.68。男女總的MMSE評分為8.1±5.53。

2.2 病人CDR評分情況 59人均完成量表評定，評定為1分的患者4人，占6.8%，評定為2分的患者34人，占57.6%，評定為3分的患者21人，占35.6%。即中重度癡呆患者占93.2%。

2.3 病人空腹血糖檢測 完成55例空腹血糖檢測，其中血糖最低為 3.91 mmol/L，血糖最高為 17.22 mmol/L，平均為(5.95±1.95)mmol/L(偏度系數為 3.803，峰度系數為20.397)。

2.4 病人血胰島素值檢測 完成51例患者空腹胰島素值檢測，空 腹 胰 島 素 最 低 值 為 0.20 μlU/ml，最 高 值 為22.90 μIU/ml，平均為(5.85 ± 4.39)μIU/ml(偏度系數為1.766，峰度系數為3.949)。

2.5 胰島素抵抗的評估 采取目前較多用的計算方法:胰島素抵抗指數=“空腹血糖×胰島素含量/22.5”，但具體正常范圍不完全統一，內分泌專家認為胰島素抵抗指數在2.8以上可以判定為有“胰島素抵抗”〔1〕。共50例病人檢測到血糖和胰島素，有7例指數高于2.8，即14%的AD病人存在“胰島素抵抗”。

2.6 ApoE、IL-1α基因型 在完成的48例病人中，ApoE2/2基因型5例(10.42%)，ApoE2/4基因型2例(4.16%)，ApoE3/3基因型 35例(72.92%)，ApoE3/4基因型 3例(6.25%)，ApoE4/4基因型3例(6.25%)。

卡方值(Chi-Square)=84.500，自由度df=4，雙側漸近概率(Asymp.Sig)P=0.000。即ApoE基因型之間有顯著差異。

在完成的51例病人中，IL-1αCC基因型44例(86.27%)，CT基因型7例(13.73%)，未見 TT基因型。卡方值(Chi-Square)=26.843，自由度 df=1，雙側漸近概率(Asymp.Sig)P=0.000。即IL-1α基因型之間有顯著差異。

2.7 胰島素抵抗與ApoE、IL-1α基因型的關系 總共40例病人同時完成了胰島素抵抗性評估與ApoE基因型測定，n=40，有9個格子(90.0%)的期望頻數小于5，最小期望頻數為0.25。卡方值(Chi-Square)=3.523，自由度 df=4，P=0.474，故認為AD患者的ApoE基因型多態性，對胰島素抵抗性差異無統計學意義。見表1。

n=43＞40，且有1個格子(25.0%)的期望值頻數小于5，最小期望頻數為0.84，故進行費歇爾精確度檢驗，得P=1＞0.05，故認為IL-1α的兩種基因型對胰島素抵抗性差別無統計學意義。見表2。

同時完成ApoE基因型與IL-1α基因型檢測46例，進行χ2檢驗，n=46＞40，且有9個格子(90.0%)的期望頻數小于5，最小期望頻數為0.26。χ2=1.543，df=4，P=0.819 ＞ 0.05，故認為不同IL-1α基因型對 ApoE基因型多態性的影響無統計學意義。

表1 ApoE基因多態性與胰島素抵抗的相關性(n)

表2 IL-1α基因多態性與胰島素抵抗的相關性(n)

3 討論

AD是最常見的神經系統退行性變疾病，對于它的發病機制目前還不完全清楚，現在比較認可的觀點是遺傳因素與環境因素相互作用的結果，環境因素主要指老化和不良的生活方式所導致的高血壓、高血脂、糖尿病、冠心病、腦血管病等。這也可能反映了近年來越來越多學者認為AD同樣具有血管因素。遺傳因素方面相對難以控制，因此干預不良的生活方式成為防治AD的重要方向。不良的生活方式所導致的這些疾病都和代謝綜合征有關，而胰島素抵抗被認為是代謝綜合征的核心。但關于胰島素抵抗與SAD的流行病學調查結果并不一致，因而值得探討。

3.1 胰島素抵抗與SAD 胰島素抵抗是指機體對一定量的胰島素的生物學反應低于預計正常水平的一種現象，即對胰島素不敏感。胰島素抵抗不僅與2型糖尿病有關，而且與肥胖、血脂紊亂、動脈硬化及高血壓有關。胰島素抵抗已被認為是認知損害的重要危險因素，但其引起認知損害的確切機制尚不明確。近年來，有研究者把以腦內胰島素信號通路障礙、IR為主要特點的SAD稱為3型糖尿病〔2，3〕。由于與認知功能相關的結構如海馬、內嗅區、大腦皮層不僅存在高密度的胰島素受體，而且能產生局部胰島素，故出現胰島素信號轉導障礙就必然出現認知功能障礙。近年研究認為，對于中樞神經系統胰島素可能在不同的階段有不同的影響，如在疾病急性期，胰島素可能通過信號途徑或其對糖代謝的影響提高認知功能;在慢性期，如2型糖尿病，胰島素增多(IR狀態下)可能抑制了胰島素降解酶(IDE)對β類淀粉蛋白的識別，從而導致類淀粉蛋白緩慢堆積并誘導毒性淀粉基因的表達。中樞神經系統內胰島素可以通過調節β淀粉樣蛋白(Aβ)的釋放和清除而調節其水平〔4〕，有神經毒性的Aβ增加，促進老年斑形成和神經元退行性變。

本研究提示，共50例AD病人檢測到血糖和胰島素，有7例胰島素抵抗指數(空腹血糖×胰島素含量/22.5)高于2.69，即14%的AD病人存在“胰島素抵抗”。證實了部分文獻報道，即胰島素抵抗被認為是認知損害的重要危險因素。由于各種原因，其實目前具體對胰島素抵抗指數多少時考慮存在胰島素抵抗并未完全統一。本研究采用了較為認可的標準，即胰島素抵抗指數高于2.69時判為存在胰島素抵抗，這可能是導致檢測結果并不如預料的那么高的原因之一。

3.2 SAD與ApoE基因多態性 載脂蛋白E(ApoE)與機體脂質和脂蛋白代謝關系密切，是影響機體血脂水平和動脈粥樣硬化發生的重要因素，它是血漿主要載脂蛋白之一，具有多型性，主要由肝臟合成和代謝，在血漿脂蛋白代謝、組織修復、抑制血小板聚集、免疫調節和抵制細胞增殖以及老年性癡呆的病理性過程中均有重要作用，它與冠心病(CHD)、高脂血癥、中樞神經系統疾病如顱內腫瘤、膽石癥、各種肝病如肝炎、肝硬化、肝癌等都有關。

Utermann等于1975年首先觀察到ApoE多態性，利用等電聚焦電泳和SDS―PAGE可以確認ApoE的多態性，其后又被直接檢測的cDNA序列所證實，Zannis于1981年根據ApoE表型提出ApoE基因模型，認為ApoE的合成是由位于一個基因位點上的三個共顯性等位基因所控制，即ε2、ε3和ε4，每一個等位基因對應于一個主要亞型產生三種純合子(Ε2/2、E3/3、E4/4)和三種雜合子(E2/3、E2/4、E3/4)共六種常見表型。自然人群中，基因頻率ε3分布最高，ApoE3/3表型分布頻率約為70%。含E3的雜合子(E4/3、E3/2)居中(二者之和超過20%)，E2/2、E4/4 表型頻率最低(二者之和不超過 8%)〔5〕。流行病學顯示AD患者及其親屬中，ApoE的ε4等位基因較正常人群顯著增高。但中國人群AD患者ε4頻率增高低于白種人，與日本、韓國相近，說明基因平衡存在人種及地區性差異〔6〕。也有研究不支持ApoEε4是SAD的發病高危因素〔7〕。

本研究中，48例AD患者ApoE基因型多為ApoE3/3型(72.92%)，其次為 ApoE2/2型(10.42%)，ApoE4/4型只占6.25%。與文獻報道的普通老年人的ApoE基因型分布相似。有學者認為ApoE2/2型是避免患AD的保護性基因，ApoEε4是SAD的發病高危因素，本研究中ApoE2/2型也達到10.42%，而ApoE4/4型只占6.25%，不支持上述觀點。在48例AD患者中，ApoEε3所占比例高達72.92%，是否提示我們也應關注ApoEε3對AD的影響。

3.3 SAD與IL-1α基因多態性 白細胞介素(IL)是白細胞間相互作用的一些細胞因子，可由其他細胞產生，也可作用于其他細胞。白介素-1(IL-1)是體內作用最強的炎癥介質之一，相對分子質量約17 000，由150多個氨基酸殘基組成。IL-1家族是一個由多分子組成的大家族，包括:白介素-1α(IL-1α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素 1 受體拮抗劑(IL-1receptor antagonist，IL-1ra)、IL-18、IL-33 等。

神經病理學證明在AD患者的大腦中，無論神經原纖維纏結或老年斑中，以及部分腦血管壁中，都有淀粉樣沉積物，其主要成分為β淀粉樣蛋白(β-AP)。近來的研究表明，AD與IL-1基因多態性相關。IL-1水平在AD腦內增高，IL-1的過表達與β-淀粉樣斑塊形成有關，并與其他危險因素如高齡、頭外傷等共同作用，促進SAD的發生。IL-1在AD的發生、發展過程中具有重要作用〔8〕。也有研究提示，IL-1α多態與漢族 AD無關〔7〕。本研究對51例AD患者進行IL-1α基因多態性檢測，發現86.27%為IL-1α CC型，13.73%為IL-1α CT型，沒有檢測到IL-1α TT型。提示AD患者IL-1α基因多態性以CC型為主。IL-1α基因多態性對ApoE基因型未見影響。

3.4 胰島素抵抗與ApoE及IL-1α基因多態性關系 本研究發現，IL-1α基因多態性及ApoE基因多態性對SAD的胰島素抵抗性均無影響。即胰島素抵抗、IL-1α基因多態性及ApoE基因多態性相當于SAD來說，是獨立的患病風險。彼此之間并無密切關聯。這也證實SAD的患病風險復雜，是多因素作用的結果。各風險因素之間的橫向聯系還有待進一步研究。

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3 Lester-Coll N，Rivera EJ，Soscia SJ，et al.Intracerebral streptozotocin model of type 3 diabetes:relevance to sporadic Alzheimer's disease〔J〕.J Alzheimers Dis，2006;1(1):13-33.

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8 畢 勝，王德生，潘尚哈，等.白介素-1α基因多態與阿爾茨海默病及血管性癡呆的關系〔J〕.中華神經醫學雜志，2004;3(4):244-7.