阿爾茨海默病患者血清Ang、TIMP3水平與β-淀粉樣蛋白沉積及認知功能的關系*

周慧敏，陳 靜，王御林，歐詒丹，鐘純正

海南醫學院附屬儋州市人民醫院神經內科，海南儋州 571700

阿爾茨海默病(AD)是以精神行為異常、認知功能障礙、社會生活功能減退等為主要臨床特征的神經退行性疾病，是老年人群失能的重要原因之一[1]。目前AD的致病機制尚未闡明，近年來越來越多證據表明，異常血管生成和抗血管生成過程的破壞參與了AD的發生、發展過程[2-3]。血管抑制素(Ang)是一種血管抑制因子，能通過抑制內皮細胞增殖發揮抗血管生成作用[4]。近期的一項大規模血漿蛋白質組學分析顯示，Ang與癡呆風險相關[5]。組織金屬蛋白酶抑制劑3(TIMP3)是一種基質金屬蛋白酶(MMP)抑制劑，能通過與血管內皮生長因子受體(VEGF)相互作用參與血管生成過程[6]。有研究報道，VEGF1、VEGF2參與AD患者血管生成過程[7]。目前關于Ang、TIMP3與AD生物標志物間的關系和對AD的診斷價值研究較少，本研究對此進行了研究，以期為臨床防治AD提供參考依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2020年1月至2022年5月本院收治的143例AD患者納入研究作為AD組，男78例、女65例，年齡51～86歲、平均(67.56±6.87)歲，體質量指數19.3～28.6、平均(23.87±1.88)kg/m2，文化程度：高中及以上68例、初中及以下75例。納入標準：(1)符合《阿爾茨海默病診治指南》診斷標準[8]；(2)初診，入院前未接受AD相關治療；(3)患者或家屬知情并簽署同意書。排除標準：(1)合并帕金森病、精神分裂癥、人格障礙等其他精神疾??；(2)年齡<18歲；(3)有嚴重軀體疾??；(4)有顱腦外傷、腦血管疾病等腦部損傷導致的認知功能損害；(5)合并心、肝、腎等重要器官損害或免疫、造血系統損害；(6)有攻擊行為或自殺傾向；(7)近3個月內有急慢性感染。另外，選取同期55例體檢健康者作為對照組，男30例、女25例；年齡42～87歲、平均(65.74±5.36)歲；體質量指數20.6～27.4 kg/m2、平均(23.18±1.75)kg/m2，文化程度：高中及以上28例、初中及以下27例。兩組一般資料比較差異無統計學意義(P>0.05)。本研究經醫院倫理委員會批準。

1.2方法

1.2.1血清指標檢測 收集受試者就診或體檢時空腹靜脈血6 mL，3 000 r/min離心15 min(半徑10 cm)，取上層血清作為檢測標本，采用酶聯免疫吸附法(ELISA)檢測β-淀粉樣蛋白(Aβ)1-40、Aβ1-42、總Tau(t-Tau)、磷酸化Tau181(p-Tau181)、Ang、TIMP3水平，檢測步驟嚴格按照試劑盒說明書進行操作。檢測試劑盒均購自上海酶研生物科技有限公司。

1.2.2認知功能評估 對納入研究者采用FOLSTEIN等[9]編制的簡易精神狀態檢查表(MMSE)評估認知功能，包括6個維度共30個條目，分值為0～30分，得分越高認知功能越好。

2 結 果

2.1兩組血清Aβ1-40、Aβ1-42、t-Tau、p-Tau181、Ang、TIMP3水平及MMSE評分比較 AD組血清Aβ1-40、t-Tau、p-Tau181水平及MMSE評分均高于對照組(P<0.05)，血清Aβ1-42、Ang、TIMP3水平均低于對照組(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清Aβ1-40、Aβ1-42、t-Tau、p-Tau181、Ang、TIMP3水平及MMSE評分比較

2.2AD患者血清Ang、TIMP3水平與Aβ1-40、Aβ1-42、t-Tau、p-Tau181水平及MMSE評分的相關性 Pearson/Spearman相關分析顯示：AD患者血清Ang、TIMP3水平與Aβ1-40水平(r=-0.446、-0.465，P<0.05)及MMSE評分(r=-0.558、-0.607，P<0.05)均呈負相關，與Aβ1-42水平呈正相關(r=0.443、0.437，P<0.05)；血清Ang、TIMP3水平與t-Tau、p-Tau181水平無明顯相關性(P>0.05)。見表2。

表2 AD患者血清Ang、TIMP3水平與Aβ1-40、Aβ1-42、t-Tau、p-Tau181水平和MMSE評分的相關性

2.3血清Ang、TIMP3水平對AD的診斷價值分析 ROC曲線分析顯示：血清Ang、TIMP3水平單項及聯合用于AD診斷的AUC分別為0.798、0.793、0.901，血清Ang、TIMP3水平聯合用于AD診斷的AUC大于二者單項用于AD診斷(Z=3.715、3.757，均P<0.05)。見表3、圖1。

圖1 血清Ang、TIMP3水平單項及聯合用于AD診斷的ROC曲線

表3 血清Ang、TIMP3水平單項及聯合用于AD診斷的價值

3 討 論

AD是癡呆最常見的病因，2015—2018年的統計數據顯示，我國≥60歲人群中癡呆患者約有1 500萬例，其中AD患者983萬例[10]，預計到2050年我國AD患者將增加至2100萬例，每年治療費用將增加至3 320億元人民幣，將給社會和經濟帶來壓力[11]。隨著石杉堿甲、多奈哌齊等膽堿酯酶抑制劑單藥或聯合美金剛等谷氨酸受體拮抗劑的應用，AD患者臨床癥狀得以改善，但由于AD發病機制尚未闡明，現有的藥物臨床獲益有限，尚不能有效阻止或延緩AD的藥物[12]。因此，探討AD的發生、發展機制是目前研究的熱點。

目前的研究認為，Aβ錯誤折疊于大腦中沉積形成的淀粉樣蛋白斑塊(老年斑)和過度磷酸化Tau蛋白導致的神經纖維糾纏是AD的兩大病理特點[2]。Aβ1-40、Aβ1-42是人體內Aβ最常見的兩個亞型，AD患者Aβ1-40降低和Aβ1-42升高反映腦內淀粉樣蛋白沉積[13]。p-Tau181是Tau蛋白的磷酸化形式之一，t-Tau反映血液中Tau蛋白聚集情況，AD患者血清t-Tau、p-Tau181水平升高反映Tau蛋白過度磷酸化[14]。本研究中，AD組血清Aβ1-40、t-Tau、p-Tau181水平高于對照組，Aβ1-42水平低于對照組，符合AD患者的病理特征。有研究發現，血管生成障礙可能是AD發生的重要環節，腦血管生成對大腦功能至關重要，異常血管生成和抗血管生成過程的破壞會降低大腦血管對老年斑等有毒物質的清除能力，并使更多有毒物質積累，導致大腦血管持續破壞，促進AD發生、發展[2-3]。Ang是一種從纖溶酶原裂解而來的內源性血管生成抑制劑，可通過負反饋穩態過程阻斷新血管的生長，因此Ang被認為是限制血管生成的穩態機制[15]。在大鼠AD模型中，注射Ang能減少小膠質細胞增多癥和增加神經元活力[16]，體育鍛煉能通過調節Ang水平改善AD大鼠模型的認知障礙[17]，但血液中Ang與AD的關系尚不明確。本研究結果顯示，AD患者血清Ang水平明顯降低，并與Aβ1-40水平呈負相關，與Aβ1-42水平呈正相關，這提示AD患者血清Ang水平降低可能與腦內Aβ沉積有關。分析原因：Ang作為抑制血管生成的重要因子，其表達降低可導致AD患者腦內血管生成和血管抑制間平衡破壞，導致對Aβ沉積等有毒物質清除能力減弱，進而參與AD發生。最近一項研究也表明，抗血管生成的抗癌藥物阿西替尼能靶向促血管生成途徑，抑制AD小鼠腦血管生成并維持血腦屏障完整性，改善AD小鼠腦內Aβ沉積[18]。Tau蛋白過度磷酸化導致的AD患者神經纖維糾纏發生于微管系統[14]。而Ang直接作用于腦血管，這也解釋了AD患者血清Ang水平與t-Tau、p-Tau181水平無明顯相關性的原因。

MMP是一組含有Zn2+的蛋白水解酶，幾乎能降解細胞外基質中的各種成分，在組織生長、創傷修復、免疫應答等過程中發揮作用[19]。有研究認為，MMP可能在神經系統中發揮重要作用，MMP2、MMP3、MMP9、MMP13可能參與AD病理生理過程[20]。TIMP3作為MMP的天然抑制劑，能與單個MMP形成阻斷MMP活性位點的復合物，抑制MMP介導的蛋白水解，但其否能通過抑制MMP活性參與AD的發生、發展過程還有待探討。VEGF是血管內皮細胞的特異性有絲分裂原，能結合血管內皮生長因子啟動信號級聯，刺激血管生成[21]。TIMP3與VEGF和VEGF2相互作用時能抑制二者介導的促血管生成效應[22]。既往研究表明，VEGF2參與AD患者血管生成過程[7]。上述研究均提示TIMP3可能與AD有關。然而血液中TIMP3與AD的關系尚不明確。本研究結果顯示，AD患者血清TIMP3水平明顯降低，與Aβ1-40水平呈負相關，與Aβ1-42水平呈正相關，這提示AD患者血清TIMP3水平降低可能與腦內Aβ沉積有關。分析原因：TIMP3作為MMP的抑制劑，可能通過抑制MMP參與AD病理過程。研究發現，MMP2、MMP9能降解Aβ，導致腦內Aβ沉積增加[23]。近期研究也發現，Aβ沉積引起的腦淀粉樣血管病中，腦動脈中MMP9與TIMP3表達失衡[24-25]。同時，TIMP3可抑制VEGF和VEGF2介導的促血管生成效應[22]。因此TIMP3還可能通過抑制血管生成參與AD過程，但還有待更多的研究來證實。TIMP3作用于腦血管，因此本研究中AD患者血清TIMP3水平與t-Tau、p-Tau181水平無明顯相關性。MMSE評分是臨床常用的AD患者認知功能評估方式，本研究中AD患者MMSE評分明顯降低，提示AD患者存在明顯的認知功能損害，這也與AD患者臨床表現相符[1]。本研究發現，AD患者血清Ang、TIMP3水平與MMSE評分呈正相關，這提示血清Ang、TIMP3水平降低與AD患者認知功能下降有關。最后本研究通過繪制ROC曲線評價血清Ang、TIMP3對AD的診斷價值，結果發現：血清Ang、TIMP3水平單項及聯合用于AD診斷的AUC分別為0.798、0.793、0.901，二者聯合的AUC高于二者單項用于AD診斷，說明血清Ang、TIMP3水平均能作為AD診斷的輔助指標，且二者聯合能提升AD診斷效能。

綜上所述，Ang、TIMP3在AD患者血清中水平降低，與AD患者認知功能下降和Aβ沉積有關，可作為AD輔助診斷指標，二者聯合能提升AD診斷效能。本研究為單中心研究，還需進一步增加樣本量進行多中心研究，同時，關于Ang、TIMP3參與AD的機制還有待進一步地研究。