阿尔茨海默病与脑源性神经营养因子的关系

张 敏

(广西壮族自治区南宁市社会福利医院,广西 南宁 530003)

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是 1907年由德国精神病学家和神经解剖学家 Alzheimer描述并命名的,是一种以进行性认知障碍和记忆能力损害为主的中枢神经系统退行性疾病。其病理特征包括血管和细胞外的 β-淀粉样沉积(淀粉斑)、神经元内的神经纤维缠结、突触数目的减少、神经元的丧失等。65岁以上痴呆人群中,AD患病率为 2%-4%,而在 85岁以上的老年人群中,AD患病率达20%以上[1]。我国 65岁及其以上人群中 AD患病率为 0.33%-5.82%,75岁以上为 3.94%[2]。AD在发达国家已经成为仅次于心血管病、肿瘤和卒中而位居第 4位的致死原因。脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)是德国神经生物学家 Barde等人于 1982年首次从猪脑中纯化,发现具有防止神经元死亡功能的一种碱性蛋白质。Holsinger等[3]发现 AD患者海马和皮质中 BDNF的 mRNA转录水平及其蛋白含量降低,提示 BDNF与 AD的发病有关系。本文将对 AD病人脑脊液BDNF水平的改变以及外源性 BDNF对 AD病人的治疗作用作一探讨。

1 资料与方法

1.1 研究对象 所有病人均为 2006年 1月至2008年 5月在我院住院的患者。其中,AD组患者的诊断标准采用美国神经病学会、语言障碍和卒中-老年性痴呆和相关疾病学会(NINCDS/ADRDA)中“很可能为 AD(probable)”的标准[4],同时除外非很可能 AD患者、患严重躯体疾病者以及有抑郁症状(汉密尔顿抑郁 D量表评分≥17分)患者,共选入24例 ,男 15例,女 9例 ,平均 (67.79 ±7.44)岁。对照组为同期收治的非痴呆脑卒中患者,纳入标准:符合第四届全国脑血管疾病会议制定的脑梗死诊断标准,并经头颅 CT证实,共 26例,其中男 16例,女 10例,平均(68.34±7.19)岁。所有入组病例无痴呆家族史及中枢神经系统疾病史,均签署知情同意书,且排除严重心血管疾病、糖尿病、肾脏疾病等并发症。

1.2 方法

1.2.1 简易智能精神状态量表(MMSE)评分

AD组病人在入院后 24 h内完成 MMSE量表的评分,在出院之前再评估一次,以前后评分之差值来评估疗效。

1.2.2 腰椎穿刺行脑脊液检查 在常规治疗的基础上,其中 12例 AD组病人在行腰椎穿刺检查的同时,从椎管内一次性注入外源性脑源性神经营养因子 10μg(人类,重组体,日本)。AD组病人以年龄(＜65岁和≥65岁)和是否注射 BDNF分成四组,分析年龄和 BDNF对治疗效果的影响。

1.2.3 脑源性神经营养因子的检测 按照ELISA试剂盒(美国 phoenix公司)说明书严格操作。取脑脊液样本 10μl用标本缓冲液 Calibrator Diluent RD6P稀释 20倍,每微孔加 100μl Assay Diluent RD1S,按加样方案向相应微孔分别加标准脑脊液、阴性对照、阳性对照和稀释后脑脊液各 50μl,覆上盖膜置室温孵育 2 h,每孔加 100μl BDNF Conjugate,覆上新盖膜置室温孵育1 h,每孔经 Wash Buffer(400μl)洗板机清洗 3次,每孔加 200μl Substrate Solution,避光置室温孵育 30 min,每孔加 50μl Stop Solution停止反应,30 min内置酶标检测仪于 450 nm比色,校正波长为 540 nm,所测 BDNF浓度 ×20即为脑脊液浓度。

1.2.4 统计学处理 用 SPSS统计软件,在检验水准 α=0.05的基础上,对符合正态分布、方差齐的计量资料,两均数比较采用 t检验;对非正态分布、方差不齐的数据采用秩和检验;脑源性神经营养因子和年龄对治疗效果的影响的分析采用析因设计的方差分析。

2 结 果

2.1 一般情况 AD组和对照组两组病人治疗前,在年龄(t=-0.268,P=0.790)和性别构成上(x2=-0.005,P=0.944)差异均无统计学意义。

2.2 AD组和对照组病人的脑脊液 BDNF浓度比较 AD组脑脊液的 BDNF浓度为(163.04±14.12)ng/ml,对照组为(184.88±16.96)ng/ml,两者之间差异有统计学意义(t=-4.927,P=0.000),即AD病人脑脊液的 BDNF浓度低于对照组病人。

2.3 AD组病人 BDNF的治疗效果 用药组与不用药组的治疗效果差异有统计学意义,椎管注入BDNF的病人的前后 MMSE评分差值比未注入的大,也就是使用 BDNF的病人的认知能力改善情况要好于未使用者(F=56.067,P=0.000)。年龄组之间比较差异无统计学意义(F=0.067,P=0.799),即小于 65岁的病人和大于或等于 65岁的病人治疗效果无差异,而年龄对 BDNF的治疗效果不产生影响(F=1.667,P=0.211)。见表 1。

表1 AD组病人BDNF治疗效果的析因设计方差分析

3 讨 论

BDNF是神经营养因子家族的一员,它在中枢神经系统中广泛表达,不仅在中枢以及周围神经系统的神经元的生长、分化及发育过程中起重要作用[5],而且对于成人脑内神经元的结构和功能的完整性的维持起着重要作用。众多研究已表明,β-淀粉样蛋白沉积是 AD发病的重要机制。本次研究结果说明,AD患者脑脊液的 BDNF浓度比非痴呆脑梗死的要低,这可能与大脑内分泌 BDNF减少有关。Michalski等[6]报告 AD患者海马和大脑皮质中 BDNFmRNA的表达降低。Mufson EJ等[7]也发现在 AD患者前期(Mild cognitive impairment,MCI)就有BDNFmRNA的降低。这些可能是由于β-淀粉样蛋白的聚积所导致[8]。由于神经元的丢失及产生的 β-淀粉样蛋白可降低 BDNF的功能及其表达,所以测定脑脊液的 BDNF的水平可能有助于AD的早期诊断。

Hock等[9]测定 AD患者和正常海马的 BDNFm-RNA表达,结果发现 AD患者海马的 BDNFmRNA表达明显降低。这提示了异常的 BDNFmRNA表达可能导致神经元的营养障碍,并进一步带来认知方面的障碍。那么给予外源性 BDNF则可以改善神经元的营养障碍,但由于外源性 BDNF通过血脑屏障困难,所以用于治疗 AD有一定的限制。本次研究采用经椎管注入外源性 BDNF的治疗方式,发现使用BDNF的患者比未使用的 MMSE评分有着明显提高,说明了 BDNF能有效地改善患者的认知功能。AD患者记忆的丧失和基底前脑部胆碱能神经元的细胞死亡有关。由于 AD病人海马区 BDNF的 mRNA表达明显减少,导致基底前脑部胆碱能系统的进行性萎缩,所以增加脑内 BDNF的含量,通过与 TrkB受体结合后激活细胞外信号激酶信号通路[10]和磷脂酰肌醇 3激酶信号通路[11-12],从而提高这些神经元的存活能力,促进神经元的生长并改善其空间记忆能力。

由于 AD患者给家庭和社会带来了沉重的负担,所以寻求有效的治疗方案一直是广大医疗工作者的目标。BDNF在 AD的发生发展过程中有着重要的作用,但外源性 BDNF不易通过血脑屏障。虽然椎管内给药可以解决这一问题,但在临床上仍存在诸多不便,限制了它的临床应用。所以如何更有效地让外源性 BDNF发挥效果,将是以后的研究重点。

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