阿爾茨海默病患者氧化型低密度脂蛋白和膽堿酯酶的水平及臨床意義

陳育華,孫元中,周碧云,梁斯鍶

(1.廣東醫科大學附屬醫院檢驗醫學中心,廣東 湛江 524001;2.廣東醫科大學醫學技術學院;廣東醫科大學附屬醫院 3.門診部;4.骨科中心)

阿爾茨海默病(AD)是一種神經退行性變性疾病,以進行性認知功能喪失和記憶障礙為主要臨床表現。病理表現以廣泛的神經元損傷為典型變化,具體發病機制假說:膽堿能缺失學說、氧化應激學說等。由于對該病的具體發病機制和致病過程仍不清晰,有效的治療方案較少,因此早發現、早干預的臨床治療尤為重要。氧化型-低密度脂蛋白(ox-LDL)是體內的低密度脂蛋白(LDL)被活性氧氧化形成的;LDL是自身組織對膽固醇的主要載體,易發生自身氧化,主要方式為活性氧,在LDL被氧化修飾時,出現相關的氧化衍生物,導致多種疾病。LDL的氧化將導致血管硬化、血管內皮損傷,從而產生一系列AD相關病理改變。不過ox-LDL與AD的疾病相關研究仍然較少,實際數據不足。膽堿酯酶(CHE)其大部分是乙酰膽堿酯酶(AChE),中樞膽堿能系統缺陷是AD發病中較早公認的機制之一,乙酰膽堿與AChE的正常表現是人們學習、記憶、意識活動的必要條件。AD 病變時存在膽堿能神經元丟失、受體表達下降、酶活性降低等情況,導致膽堿能系統功能下降,認知和記憶功能出現障礙。膽堿能系統作為AD致病機制和研發藥物的主要方向,目前已有較多的研究,但作為AD檢驗指標的研究卻較少。本文通過檢測AD患者ox-LDL和CHE的水平,探討其在AD患者中的臨床意義。

1 資料與方法

1.1一般資料:選取2018年4月～2021年4月在廣東醫科大學附屬醫院收治的AD患者36例作為觀察組,其中男20例,女16例,平均年齡(80.5±8.1)歲;另選取同期在本院體檢的36例無AD疾病的正常體檢者作為對照組,其中男18例,女18例,平均年齡(78.2±6.4)歲;兩組在性別、年齡等資料上比較差異無統計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究經過本院醫學倫理委員會同意。

1.2方法:所有受檢者均于清晨采集空腹靜脈血標本。以羅氏全自動生化分析儀Cobas 8000檢測CHE,CHE檢測試劑盒(硫代丁酰膽堿法)購自上海睿康生物有限公司;ox-LDL檢測試劑盒(ELISA法)購自瑞番生物科技有限公司,檢測均嚴格按操作規程進行。

1.3統計學分析:采用SPSS25.0統計學軟件進行t及SNK-q檢驗。

2 結果

2.1兩組血清CHE和ox-LDL水平比較:觀察組血清中的ox-LDL水平高于對照組,觀察組的CHE水平低于對照組,兩組比較,差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清CHE和ox-LDL水平比較

2.2觀察組中不同程度病變的CHE和ox-LDL水平比較:臨床表現不同,患病程度不同的患者,其血清中ox-LDL和CHE濃度亦有差異,基本趨勢:ox-LDL的含量隨著病情的加重而逐漸上升,CHE的含量隨著病情的加重逐漸下降。病情程度的判定源于臨床診斷及個人病史。見表2～4。

表2 觀察組中不同病變程度患者血清的CHE和

表3 觀察組中不同病變程度患者血清CHE的SNK檢驗計算表

表4 觀察組中不同病變程度患者血清ox-LDL的SNK檢驗計算表

3 討論

目前,AD的具體致病機制還未完全闡明,與之對應的則是治療成本和藥物研發的費用逐年增長,由于AD的高患病率以及后續昂貴的藥品費用,使患者及家屬遭受物質與精神上的極大傷害[1]。因此早發現和早干預成為治療AD的共識,現階段主要的檢查手段是影像學與病理學,由Aβ蛋白構成的淀粉樣斑塊(SP)大量沉積在大腦皮層表面和海馬區,從而引起一系列的病理變化[2]。影像學檢查是金標準,但時效性差,一旦檢出便意味著疾病不可逆轉,尋找疾病相關的外周血和腦脊液標志物是目前研究的一大熱點。CHE作為評估腦神經膽堿能系統的重要指標,檢測技術早已成熟,膽堿能缺失學說是AD的重要發病機制假說之一,因此對于CHE的研究十分迫切[3]。氧化應激與AD的關系是近年來研究AD發病機制和開發新藥的一個研究熱點,有不少文獻都提到0x-LDL的變化與AD發生、發展有著密切關系,認為其是引起AD的重要致病物質[4]。

CHE的主要功能是水解乙酰膽堿,乙酰膽堿作為興奮性神經遞質一旦造成聚集將會使得膽堿能神經系統紊亂,引發神經系統疾病,常見的有甲狀腺功能亢進、糖尿病。CHE在乙酰膽堿完成興奮傳遞后,對其進行水解[5]。CHE活性過高將導致大腦興奮傳遞減弱、減慢。AD患者的腦膽堿神經系統功能下降與之相對應的臨床表現就是失憶,AD患者的基底前腦區存在著乙酰膽堿含量下降,相關酶活性降低,受體密度下降(M和N型受體)等問題。乙酰膽堿的含量下降主要是由于酶解速率過高而引起,通過抑制CHE的活性來阻止酶解,維持乙酰膽堿含量從而達到保護膽堿能神經元的目的[6]。

本研究與陳姝子等[5]的研究結果相一致,并且本研究還使用q檢驗對輕度、中度、重度患者進行數據比較,發現隨著疾病的加重CHE有逐漸下降的趨勢,雖然有個別患者的CHE活性高(8.65 kU/L),但查閱個人病史后,發現該名患者有一定程度的脂肪肝。從藥物治療的角度考慮患者的CHE活性降低不符合治療機制,但相關研究顯示AD的總CHE活性逐漸降低,且與病情嚴重程度呈負相關性,但是在大腦海馬區附近的CHE活性是升高的;有些研究單獨測量了AChE和丁酰膽堿酯酶(BuChE)的含量變化,發現前者活性下降,后者BuChE的活性逐漸升高,并且可以上調AChE的表達。AChE可以結合Aβ蛋白形成復合體,極大加速蛋白沉積和病變的過程,這被認為是AD患者CHE活性下降的一個重要原因[7]。CHE作為乙酰膽堿的相關酶類,其活性與乙酰膽堿含量和膽堿能神經元數量密切相關,AD患者損失了大量的膽堿能神經元,除了影響乙酰膽堿的合成與釋放之外,相關的酶類也將受到影響,這當中以AChE和膽堿乙酰轉移酶的影響最為顯著,二者的活性都隨著病情的加重降低[8]。血清CHE含量作為臨床檢測指標仍然較少,目前通用的是腦脊液CHE檢測,因為更準確、更及時;但腦脊液獲取難度大,操作要求高,很多患者有抵觸情緒,而抽血檢查則簡單、易行,隨著越來越多的臨床試驗支持,血清CHE指標有望早日納入AD的診斷標準,還可以幫助臨床醫生監控病情發展[9]。

ox-LDL是體內的LDL遇到活性氧因子之后氧化形成的,主要參與血管的炎性反應;其可以通過結合特異性受體來介導炎性細胞和因子的聚集,從而損傷血管內皮,造成后續一系列的炎性反應和纖維化表現[10]。LDL的主要組分是三酰甘油和膽固醇酯,天然含有大量多不飽和脂肪酸,其主要作用是轉運內源性膽固醇,當LDL含量升高時,動脈粥樣硬化、心腦血管疾病發生的風險也會隨之升高[11],內在的機制是大量的膽固醇沉積于血管內膜,容易形成血栓,所以LDL被當作致病性的檢測標志物,廣泛應用于AS、腦卒中、冠心病等疾病的臨床檢測[12]。當LDL被氧化修飾時,會出現相關的氧化衍生物,如以氧化磷脂、氧固醇為代表的脂類衍生物、醛類、游離和酯化的氫氧化物為代表的脂肪酸氧化產物,氧化磷脂是ox-LDL的關鍵致病因素。

本研究結果表明,AD患者與健康人的ox-LDL含量有顯著差異,盡管LDL指標受年齡、飲食、性別因素影響,但在控制了年齡變量,查閱具體個人病史后,排除了以上影響因素。此外本次特意分析了輕度、中度、重度三個程度患者的水平,發現任意兩組皆有差異,且含量呈上升趨勢。雖然ox-LDL含量易受LDL變化的影響,但有關研究發現相比LDL,ox-LDL更易沉積于血管,并且其氧化衍生物,如氧化磷脂酰膽堿(ox-PC)可以作為致病物質引發AD的發生,這一機制與氧化應激假說相互呼應[13]。人體內的活性氧(ROS)可以氧化損傷蛋白質與DNA,導致基因錯亂,蛋白質功能受阻,研究發現AD患者神經細胞的線粒體代謝異常產生大量活性氧,ROS氧化修飾體內的蛋白質、脂質、固醇、DNA等影響其正常功能,促進Aβ和Tau 蛋白積聚,造成細胞凋亡[14]。同時,Aβ 蛋白還可抑制過氧化氫酶活性,減弱其清除過氧化氫的能力,加速神經細胞凋亡、氧化應激的進程[15]。總的說來,Aβ是AD腦神經元和氧化應激損傷之間的“橋梁分子”。目前ox-LDL的檢測多應用于心腦血管疾病尤其是急性腦卒中和動脈粥樣硬化,ox-LDL通過自身的細胞毒性、介導黏附、特異性結合血管受體、分泌集落刺激因子等多重作用,對主要血管的內膜造成損害導致血管硬化、組織缺血、壞死,這也是缺血性腦卒中(IS)的一大特點[16],ox-LDL就像一座橋梁連接起腦卒中和AD兩大高患病率、高風險的世界性疾病。近年來許多研究認為氧化應激假說已經成為AD病因的主流機理和新藥開發的研究方向[17]。本研究結果表明血清中的ox-LDL可以作為檢測AD的臨床標志物,相比于傳統的影像學檢查與腦脊液檢測,更加快速、安全,目前常用的檢驗方法為ELISA檢測,經過十多年的發展,新一代的檢測技術如熒光探針、化學發光免疫分析等特異性強、準確度高的檢測方法將會成為ox-LDL下一步的定量檢測技術[18]。研究ox-LDL的具體致病機制及其相關氧化衍生物,尋找其結合位點可能成為新藥研發的主要方向,以抑制神經細胞凋亡和體內氧化應激反應的方法來取代過去的抑制AChE活性、抑制Aβ蛋白合成、聚集和Tau 蛋白磷酸化,或許可從根源上改善AD的病情狀況[19]。

綜上所述,本研究發現血清CHE和ox-LDL的檢測與AD相關,且病情的嚴重程度與CHE和ox-LDL含量也有一定相關性,有一定的診斷價值,可作為下一步臨床檢測指標的探究方向,但由于本次研究的樣本量較小,且未對參與研究的患者進行隨訪和后續檢測,對于具體的診斷效能,檢測的靈敏性和特異性及相關性分析仍無法進行深層次的解釋,有待進一步擴大樣本,延長跟蹤時間以給出更有臨床意義和診斷價值的研究數據。