阿爾茨海默病患者尿甲醛濃度與MMSE的相關性

郝智慧 李文杰 崔志杰 李 沫 李欽云 王維山 赫榮僑 (北京老年醫院精神心理科，北京 00095)

早在1906年德國病理學家阿爾茨海默先生，首次報道老年性癡呆患者腦組織中細胞外淀粉樣物質老年斑和細胞內神經纖維纏結。長期以來醫學工作者對此進行了深入的研究。并取得了可喜的成績。但能用于指導臨床、適用性強的生物學指標并不多。國內外主要通過詢問病史和神經精神量表測定來診斷阿爾茨海默病(AD)，其中最常用的評估工具是簡短精神狀態量表(MMSE)。近幾年國內外學者研究發現，長期與環境中濃度超標的甲醛接觸，可對人的記憶、注意、感知等方面有損害。實驗證明體內高濃度甲醛可誘導神經細胞內tau蛋白錯誤折疊〔1〕，與神經纖維纏結、老年斑的形成有一定關系。甲醛主要由腎臟以尿液形式排出體外，檢測尿液甲醛濃度簡單易行。2008年至2009年我們與中國科學院生物物理研究所腦與認知科學國家重點實驗室合作，測定了65歲及以上的正常老年人和AD患者的尿液甲醛的濃度，并分析了輕、中、重度AD組以及正常對照組中被試的尿甲醛濃度與MMSE分數之間的相關性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 同期選擇社區、敬老院、門診65歲及以上的老年人(經統一神經精神量表測試篩查)，隨機抽取認知功能正常者30例，輕、中、重度AD患者各30例。MMSE得分27～30分為正常組:男 13例，女 17例，年齡為 66～98歲，平均(78.34±7.15)歲。MMSE得分20～26分為輕度AD組:男16例，女14例，年齡為65～88歲，平均(79.3±6.01)歲。MMSE得分10～19分為中度AD組:男15例，女15例，年齡65～106歲，平均(81.6±9.70)歲。MMSE得分0～9分為重度AD組:男13例，女17例，年齡為65～95歲，平均(76.2±6.84)歲。各組性別和年齡經統計學檢驗無差異，具有可比性。

1.2 方法 AD診斷采用世界衛生組織制訂的國際疾病分類第10版(ICD-10)的標準。簡短精神狀態量表MMSE，總分30分。癡呆參考值:文盲組≤17分，小學組≤20分，中學或以上組≤24分。AD認知功能障礙程度參考值0～9分重度，10～19分中度，20～26分輕度，27～30分正常。排除標準:排除腦血管疾病、腦外傷、腫瘤、腦積水等其他原因所致的癡呆疾病。入選者留取晨間空腹中段尿液20 ml，－70℃保存，送中國科學院生物物理研究所腦與認知功能科學國家重點試驗室。采用熒光高效液相色譜檢測尿液中甲醛含量。

2 結果

2.1 MMSE與尿甲醛濃度的相關性 結果顯示:以90例AD患者作為一個總體進行分析，發現尿甲醛濃度與MMSE成負相關(P ＜0.000 1)，見表1。2.2 AD程度與MMSE的相關性 對輕、中、重度AD組以及正常對照組等每組30例被試進行分析，發現中、重度AD組尿甲醛濃度與MMSE成負相關(P＜0.05)。輕度AD組、正常組無相關性，見表2。

表1 尿甲醛濃度與MMSE的相關性

表2 尿甲醛濃度與MMSE的相關性

3 討論

目前國內外普遍應用神經精神量表來作為AD的診斷參考工具。其中MMSE雖然存在著不足和缺陷，但它具有簡便易行和較好的敏感性(80% ～90%)和特異性(70% ～80%)等優點，聯合檢查 ICC為0.99，相隔48～72 h的重測法 ICC為0.91，目前仍被國內外廣泛應用〔2〕。臨床上迫切需要敏感性好、特異性高的生物學指標的出現，以便于AD臨床診斷和對患者疾病轉歸進行評估。

我們與中國科學院生物物理研究所腦與認知科學國家重點實驗室赫榮僑研究員開展合作研究發現:通過原子力顯微鏡熒光標記Congo染色法觀察到，低濃度甲醛(0.01% ～0.1%)誘導人類tau蛋白結構發生錯誤折疊，形成類似球狀聚集物。給AD轉基因小鼠模型注射甲醛，實驗組小鼠在2個月的時候大腦中的Aβ蛋白開始沉積。測定正常人和AD患者腦組織海馬區的甲醛含量，AD患者顯著高于正常對照〔3〕。腦組織中的神經纖維纏結(NFT)和老年斑(SP)病理結構是診斷AD的金標準。NFT和SP的組成成分分別是過度磷酸化的tau蛋白和淀粉樣肽Aβ〔4〕。提示我們甲醛濃度在體內的超標和異常代謝可能參與AD發病。

本組研究目的是了解AD患者尿甲醛含量與MMSE分數之間有怎樣的關系。為了保證樣本的可靠性，在診斷方面我們還增加了臨床癡呆量表(CDR)、缺血分數量表(HIS)、神經精神科問卷(NPI)以及影像學檢查。結果在總體水平上，65歲及以上正常老年人和AD患者尿甲醛含量顯著不同，差異有統計學意義(P＜0.0001)。輕度 AD組與正常組 rs值分別是－0.195和－0.173沒有統計學意義。但在生理條件下，血液中所維持的甲醛水平非常接近于甲醛對細胞產生損傷的濃度的實驗結果相符中〔5〕。中度AD組(rs= －0.467)和重度AD組(rs=－0.362)均有統計學意義(P＜0.05)。而輕、中、重度AD患者尿甲醛含量與CDR值有非常明顯的正相關(rs=0.638，P ＜0.000 1)。

機體內甲醛的來源有兩種途徑，即外源性和內源性甲醛。外源性甲醛雖然可傷害腦神經，影響記憶等功能但在機體代謝和消除功能正常時，又不存在長期與高濃度甲醛環境接觸時，其對認知功能的影響是有限的。研究表明內源性甲醛影響腦認知功能是重要的。其生成途徑是由一碳循環中的蛋氨酸參與半胱氨酸循環，經過轉甲基、脫甲基生成甲醛;另一種途徑是一些胺類通過氨基脲敏感氨類氧化酶的代謝生成甲醛〔6〕。甲醛主要通過酶促反應生成甲酸隨尿液，或者轉化為二氧化碳排出體外〔7〕。如果內源性甲醛生成代謝途徑異常或外源性甲醛進入體內過量、時間過長，濃度過高時，甲醛能與蛋白質、DNA、RNA等重要生物大分子及某些神經遞質發生化學反應而影響這些物質的結構與功能。實驗證明甲醛可使人類tau蛋白錯誤折疊呈球形。作為神經元細胞骨架tau蛋白構型發生改變，將失去其穩定和維持微管系統的功能〔8〕，使神經細胞形態的維持、分化、成熟。內分泌活動、受體活化等過程受到嚴重影響，使各種分子在神經細胞的軸突中流動受阻，通訊傳導中斷。甚至神經元退變或死亡。老年斑在轉基因型APP/PS1小鼠的大腦中被發現，我們的實驗已驗證腦中甲醛濃度超標會促進Aβ1～42淀粉樣沉積。

研究發現AD患者和正常老年人的尿甲醛濃度有顯著的統計學差異，AD患者的認知功能水平與尿甲醛濃度負相關。動物實驗和臨床病例資料分析結果均提示，甲醛可能參與AD的發生與發展過程。尿甲醛濃度測定是否能成為有實用價值的AD生物學指標還有待于進一步研究。

1 董志前，萬 有，羅文鴻，等.內源性甲醛及其相關人類重大疾病〔J〕.自然科學進展，2008;18(11):1201-10.

2 張明園.老年期癡呆防治指南〔J〕.北京大學醫學出版社，2007;6:22.

3 Tong Z，Zhang J，Luo W，et al.Urine formaldehyde level is inversely correlated to mini mental state examination scores in senile dementia〔J〕.Neurobiol Aging，2011;32(1):31-41.

4 王 琨，丁新生，程 虹.阿爾茨海默病患者腦脊液 tau、Aβ1-40、Aβ1-42(43)蛋白的檢測及其臨床意義〔J〕.徐州醫學院學報，2000;20(2):109.

5 李芳序，盧 靜，許亞杰，等.老年性癡呆發病過程中內源性甲醛慢性損傷機制〔J〕.生物化學與生物物理進展，2008;35(3):395.

6 Yu PH，Cauglin C，Wempe KL，et al.A novel sensitive high performance liquid Chromatography/electrochemical procedure for measuring formaldehyde produced from oxidative deamination of methyamine and in biological samples〔J〕.Anal Biochem，2003;318(2):285-90.

7 張風文，杜軍保，唐朝樞.內源性甲醛與心血管疾病〔J〕.生理科學進展，2010;41(1):18.

8 盛樹力.老年性癡呆(從分子生物學到臨床診治)〔M〕.北京:科學技術出版社，1998:187-90.