阿爾茨海默病患者尿甲醛濃度與MMSE的相關(guān)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(yī)院精神心理科，北京 00095)

早在1906年德國病理學(xué)家阿爾茨海默先生，首次報道老年性癡呆患者腦組織中細(xì)胞外淀粉樣物質(zhì)老年斑和細(xì)胞內(nèi)神經(jīng)纖維纏結(jié)。長期以來醫(yī)學(xué)工作者對此進(jìn)行了深入的研究。并取得了可喜的成績。但能用于指導(dǎo)臨床、適用性強(qiáng)的生物學(xué)指標(biāo)并不多。國內(nèi)外主要通過詢問病史和神經(jīng)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(tài)量表(MMSE)。近幾年國內(nèi)外學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，長期與環(huán)境中濃度超標(biāo)的甲醛接觸，可對人的記憶、注意、感知等方面有損害。實(shí)驗(yàn)證明體內(nèi)高濃度甲醛可誘導(dǎo)神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)tau蛋白錯誤折疊〔1〕，與神經(jīng)纖維纏結(jié)、老年斑的形成有一定關(guān)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(xué)院生物物理研究所腦與認(rèn)知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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?jǐn)?shù)之間的相關(guān)性。

1 資料與方法

1.1 研究對象 同期選擇社區(qū)、敬老院、門診65歲及以上的老年人(經(jīng)統(tǒng)一神經(jīng)精神量表測試篩查)，隨機(jī)抽取認(rèn)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(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)檢驗(yàn)無差異，具有可比性。

1.2 方法 AD診斷采用世界衛(wèi)生組織制訂的國際疾病分類第10版(ICD-10)的標(biāo)準(zhǔn)。簡短精神狀態(tài)量表MMSE，總分30分。癡呆參考值:文盲組≤17分，小學(xué)組≤20分，中學(xué)或以上組≤24分。AD認(rèn)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(biāo)準(zhǔn):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(xué)院生物物理研究所腦與認(rèn)知功能科學(xué)國家重點(diǎn)試驗(yàn)室。采用熒光高效液相色譜檢測尿液中甲醛含量。

2 結(jié)果

2.1 MMSE與尿甲醛濃度的相關(guān)性 結(jié)果顯示:以90例AD患者作為一個總體進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)尿甲醛濃度與MMSE成負(fù)相關(guān)(P ＜0.000 1)，見表1。2.2 AD程度與MMSE的相關(guān)性 對輕、中、重度AD組以及正常對照組等每組30例被試進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)中、重度AD組尿甲醛濃度與MMSE成負(fù)相關(guān)(P＜0.05)。輕度AD組、正常組無相關(guān)性，見表2。

表1 尿甲醛濃度與MMSE的相關(guān)性

表2 尿甲醛濃度與MMSE的相關(guān)性

3 討論

目前國內(nèi)外普遍應(yīng)用神經(jīng)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(yōu)點(diǎn)，聯(lián)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(nèi)外廣泛應(yīng)用〔2〕。臨床上迫切需要敏感性好、特異性高的生物學(xué)指標(biāo)的出現(xiàn)，以便于AD臨床診斷和對患者疾病轉(zhuǎn)歸進(jìn)行評估。

我們與中國科學(xué)院生物物理研究所腦與認(rèn)知科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室赫榮僑研究員開展合作研究發(fā)現(xiàn):通過原子力顯微鏡熒光標(biāo)記Congo染色法觀察到，低濃度甲醛(0.01% ～0.1%)誘導(dǎo)人類tau蛋白結(jié)構(gòu)發(fā)生錯誤折疊，形成類似球狀聚集物。給AD轉(zhuǎn)基因小鼠模型注射甲醛，實(shí)驗(yàn)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(qū)的甲醛含量，AD患者顯著高于正常對照〔3〕。腦組織中的神經(jīng)纖維纏結(jié)(NFT)和老年斑(SP)病理結(jié)構(gòu)是診斷AD的金標(biāo)準(zhǔn)。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(nèi)的超標(biāo)和異常代謝可能參與AD發(fā)病。

本組研究目的是了解AD患者尿甲醛含量與MMSE分?jǐn)?shù)之間有怎樣的關(guān)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?jǐn)?shù)量表(HIS)、神經(jīng)精神科問卷(NPI)以及影像學(xué)檢查。結(jié)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(tǒng)計(jì)學(xué)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(tǒng)計(jì)學(xué)意義。但在生理?xiàng)l件下，血液中所維持的甲醛水平非常接近于甲醛對細(xì)胞產(chǎn)生損傷的濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符中〔5〕。中度AD組(rs= －0.467)和重度AD組(rs=－0.362)均有統(tǒng)計(jì)學(xué)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(guān)(rs=0.638，P ＜0.000 1)。

機(jī)體內(nèi)甲醛的來源有兩種途徑，即外源性和內(nèi)源性甲醛。外源性甲醛雖然可傷害腦神經(jīng)，影響記憶等功能但在機(jī)體代謝和消除功能正常時，又不存在長期與高濃度甲醛環(huán)境接觸時，其對認(rèn)知功能的影響是有限的。研究表明內(nèi)源性甲醛影響腦認(rèn)知功能是重要的。其生成途徑是由一碳循環(huán)中的蛋氨酸參與半胱氨酸循環(huán)，經(jīng)過轉(zhuǎn)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(yīng)生成甲酸隨尿液，或者轉(zhuǎn)化為二氧化碳排出體外〔7〕。如果內(nèi)源性甲醛生成代謝途徑異常或外源性甲醛進(jìn)入體內(nèi)過量、時間過長，濃度過高時，甲醛能與蛋白質(zhì)、DNA、RNA等重要生物大分子及某些神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而影響這些物質(zhì)的結(jié)構(gòu)與功能。實(shí)驗(yàn)證明甲醛可使人類tau蛋白錯誤折疊呈球形。作為神經(jīng)元細(xì)胞骨架tau蛋白構(gòu)型發(fā)生改變，將失去其穩(wěn)定和維持微管系統(tǒng)的功能〔8〕，使神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)的維持、分化、成熟。內(nèi)分泌活動、受體活化等過程受到嚴(yán)重影響，使各種分子在神經(jīng)細(xì)胞的軸突中流動受阻，通訊傳導(dǎo)中斷。甚至神經(jīng)元退變或死亡。老年斑在轉(zhuǎn)基因型APP/PS1小鼠的大腦中被發(fā)現(xiàn)，我們的實(shí)驗(yàn)已驗(yàn)證腦中甲醛濃度超標(biāo)會促進(jìn)Aβ1～42淀粉樣沉積。

研究發(fā)現(xiàn)AD患者和正常老年人的尿甲醛濃度有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，AD患者的認(rèn)知功能水平與尿甲醛濃度負(fù)相關(guān)。動物實(shí)驗(yàn)和臨床病例資料分析結(jié)果均提示，甲醛可能參與AD的發(fā)生與發(fā)展過程。尿甲醛濃度測定是否能成為有實(shí)用價值的AD生物學(xué)指標(biāo)還有待于進(jìn)一步研究。

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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.

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