轻度认知功能障碍计算机辅助认知训练与Lp⁃PLA2和ApoEε4基因相关分析

王理鑫 胡春雨 陈淅泠

郑州大学第二附属医院老年医学科（郑州450014）

轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment，MCI）是指记忆力或其他认知功能进行性减退，但不影响正常生活能力，且未达到痴呆的诊断标准［1］，最常见的是与血管相关的亚型，其次是由前驱性阿尔茨海默病引起的。血管炎症反应和氧化应激是神经血管功能障碍的关键致病因素［2］。脂蛋白相关磷脂酶A2（lipoprotein⁃associated phospho⁃lipase A2，Lp⁃PLA2）作为血管炎症标志物在认知功能减退的发生发展中具有一定作用［3］。载脂蛋白E（Apolipoprotein E，ApoE）ε4 等位基因作为阿尔茨海默病的主要遗传危险因素，和血管危险因子对阿尔茨海默病进展具有交互或协同作用，遗传和血管风险增加使认知功能恶化［4-5］。基于大脑在老年期仍然具有神经元可塑性和认知可塑性的能力基础，对MCI 患者给予认知训练可能有助于延缓老年人认知能力的下降［6］。在应用计算机辅助认知训练（CCT）治疗MCI 过程中有很大的个体差异，考虑这与基因环境和炎症过程相关，ApoEε4 等位基因可能与Lp⁃PLA2 在认知功能减退过程中相互协同，共同影响大脑神经可塑性的过程。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2018-2020年就诊于郑州大学第二附属医院老年医学科和神经内科门诊及病房诊断为MCI 的患者共90 例，其中55 例为观察组，35 例为对照组。记录参与者性别、年龄、文化水平、吸烟及饮酒史、高血压、高脂血症、糖尿病、冠心病、药物应用情况等相关病史。纳入标准：（1）符合2018年中国痴呆与认知障碍诊治指南中MCI 的诊断标准［7］；（2）小学及以上学历；（3）年龄60 ～ 85 岁；（4）简易智能精神状态量表（MMSE）结果为小学≥20 分，中学及以上≥26 分；蒙特利尔认知评估量表（MoCA）结果为小学≤19分，中学≤22 分，大学≤24 分［7］。排除标准：（1）急性脑血管疾病、急性心肌梗塞、严重肝或肾功能不全、严重精神疾病、痴呆；（2）药物或酒精滥用的可能；（3）严重的语言障碍、视力障碍、听力障碍、上肢活动障碍等可能影响计算机使用或无法配合量表测评的疾病。经郑州大学第二附属医院伦理委员会批准（2021168）。知情同意书已签。

1.2 训练方法入组患者均给予药物盐酸多奈哌齐（卫材）10 mg/d 并基础护理治疗，其中观察组给予基于计算机的认知训练，持续3 个月，每周3 次，每次20 min。干预措施为各种形式的互动式计算机辅助认知训练（博得科技CAARS⁃SYSTEM），包括电脑练习和电脑游戏10 min、虚拟现实10 min，涉及为提高认知功能而反复进行不同认知领域的标准化练习，如记忆、执行、语言、计算等，每次结束后进入VR 沉浸式放松3 min。

1.3 血清Lp⁃PLA2水平的检测采用酶联免疫吸附测定（ELISA）测量方法。患者在入院第二天的清晨于无菌条件下收集静脉血样本，将样品置于肝素抗凝试管中，并以3 000 r/min的速度离心10 min，然后将血清保存在-80 ℃的冰箱中直至进行测试。集中检测可以减少测量误差和批次间误差。

1.4 ApoE 基因亚型测定采用印记杂交方法。从受试者静脉血样本中提取白细胞DNA，通过PCR 在DNA 热循环器中使用寡核苷酸引物进行扩增。用HhaI 对含有112 和158 位氨基酸的ApoE 序列进行消化，经聚丙烯酰胺凝胶电泳等处理后得到紫外⁃可见光可见DNA 片段。然后分别与四个放射性标记的已知大小片段杂交，估计HhuI 片段的大小或者用AS0 探针做斑点杂交区分不同的ApoE 等位基因亚型［8］。

1.5 认知评估入组患者均完善认知功能评估，在训练前、后1 周左右采用计算机统一模式下进行。具体包括MMSE、MoCA、日常生活能力量表（ADL）、神经精神科问卷（NPI）等，其中MMSE 在区分健康者和MCI 患者方面的作用有限，参考价值较MoCA 低［9］。已证实这几个量表均有良好的信度、效度和区分度。

1.6 统计学方法应用SPSS 22.0 统计学软件进行数据处理分析。通过Shapiro⁃Wilk 检验对数据进行正态分析。计量资料符合正态分布时组间比较采用独立样本t检验，以均值±标准差表示；不符合正态分布时采用Mann⁃WhitneyU检验。相关分析符合正态分布时选择Pearson 相关分析，否则选择Spearman 相关分析。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 观察组与对照组基线资料的比较观察组和对照组患者性别、年龄、受教育年限、共病及认知评估水平等一般情况比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 纳入人群的基本特征Tab.1 Basic characteristics of the included population x±s

2.2 观察组与对照组测评结果观察组与对照组治疗3 个月后MMSE、MoCA 量表测评比较差异有统计学意义（P＜0.05），而在ADL、NPI 量表中，两组差异无统计学意义（P＞0.05），对照组整体认知功能水平相较基线水平下降更明显，见表2。

表2 实验组与对照组测评结果比较Tab.2 Comparison of test results between experimental group and control group ±s

表2 实验组与对照组测评结果比较Tab.2 Comparison of test results between experimental group and control group ±s

注：a，t 检验；b，Mann⁃Whitney U 检验

MMSE MoCA ADL NPI实验组（n=55）27.51±2.47 21.01±2.44 22.00±6.00 0.00±3.00对照组（n=35）26.23±2.87 19.94±2.04 23.00±7.00 0.00±3.00 t/z 值2.250a 2.168a-0.397b-0.189b P 值0.027 0.033 0.691 0.850

2.3 Lp⁃PLA2 水平与认知测评变化水平相关分析将Δ值=观察组患者实验后测评结果⁃实验前测评结果作为观察值，应用Spearman 相关分析评估血清Lp⁃PLA2 水平与患者MMSE 变化水平（r= -0.276，P= 0.041）和MoCA 变化水平（r=-0.328，P=0.014）呈显著负相关，见图1、2。

图1 血清Lp⁃PLA2 水平与ΔMMSE 评分的相关性Fig.1 Correlation between serum Lp⁃PLA2 level and ΔMMSE score

2.4 ApoEε4 携带状态与认知测评变化水平相关分析

2.4.1 ApoEε4 携带者组与非携带组基线资料比较ApoEε4 携带组和非携带组的性别、年龄、受教育年限、共病及认知状况比较差异无统计学意义，见表3。

2.4.2 ApoEε4 携带组与非携带组认知测评变化水平比较将Δ值=观察组患者实验后测评水平⁃基线水平作为观察值，两组认知变化水平在MMSE量表差异有统计学意义（P＜0.05），而在ADL、NPI量表中差异无统计学意义（P＞0.05），见表4。

图2 血清Lp⁃PLA2 水平与ΔMoCA 评分的相关性Fig.2 Correlation between serum Lp⁃PLA2 level and ΔMoCA score

表3 ApoEε4 携带组与非携带组基线比较Tab.3 Baseline comparison of apoE ε4 between carrier and non⁃carrier groups ±s

表3 ApoEε4 携带组与非携带组基线比较Tab.3 Baseline comparison of apoE ε4 between carrier and non⁃carrier groups ±s

特征年龄（岁）女性［例（%）］文化水平（年）高血压［例（%）］糖尿病［例（%）］冠心病［例（%）］MMSE MoCA ADL NPI携带ε4组（n=9）74.33±9.34 4（44.44）9.44±3.05 7（77.78）2（22.22）7（77.78）27.00±3.54 20.44±2.65 23.78±3.93 1.67±3.20非携带组（n=46）72.26±7.86 21（45.65）9.88±2.60 29（63.04）13（28.26）37（80.43）26.78±2.94 20.37±2.08 23.57±3.93 1.87±2.51 t/z值0.702 0.004-0.459 0.218 0.138 0.033 0.199 0.094 0.148-0.212 P值0.486 0.947 0.648 0.641 0.710 0.855 0.843 0.925 0.883 0.833

2.5 ApoEε4 携带状态与Lp⁃PLA2 水平相关分析结果ApoEε4 携带者组和非携带组Lp⁃PLA2 水平差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4。

表4 ApoEε4 携带组与非携带组认知变化水平比较Tab.4 Comparison of cognitive changes between carrier and non⁃carrier of apoEε4±s

表4 ApoEε4 携带组与非携带组认知变化水平比较Tab.4 Comparison of cognitive changes between carrier and non⁃carrier of apoEε4±s

ΔMMSE ΔMoCA ΔADL ΔNPI PLA2（ng/mL）携带ε4组（n=9）-0.11±0.93-0.33±1.00-0.33±1.94 0.00±1.00 151.28±56.28非携带组（n=46）0.91±1.43 0.images/BZ_56_1836_2613_1919_2677.png.37-0.24±1.49 0.00±2.00 116.35±36.03 t/z值-2.061a-2.406a-0.384a-1.930b 2.411a P值0.044 0.020 0.701 0.054 0.019

3 讨论

目前相关研究显示，基于计算机的多领域认知训练可改善老年MCI 患者的认知功能［6］，尤其是在记忆、注意力和执行功能方面［10］，其作用机制与神经可塑性、神经营养素、神经递质和神经调质信号通路的改变相关。但是不同基因型接受同等认知训练强度后认知功能会表现不同。ApoEε2等位基因的携带者较ApoEε4 携带者随着时间的增加在认知训练后受益更明显［11］。这与本研究结果相符，结果提示CCT 治疗MCI 患者认知功能有效，且其疗效与ApoE ε4 携带状态相关，ApoE 非ε4携带组在治疗后总体认知改善水平要显著高于ε4基因携带组，在记忆方面表现差异显著。这意味着ApoEε4 等位基因携带者在认知功能改善过程中比非ε4 携带者具有更强的抑制效果，不易从认知训练过程中获益。

研究结果发现较低水平的血清Lp⁃PLA2 可能预示较好的认知治疗结果。Lp⁃PLA2 是炎细胞分泌的一种特殊的不依赖Ca2+的磷脂酶，与低密度脂蛋白胆固醇相结合，参与了动脉粥样硬化斑块形成的所有阶段［12］，增加其不稳定性，导致血管疾病发生，是血管炎症的危险因素。血管炎症被认为是痴呆发病过程中的早期事件，与血液动力学功能障碍和阿尔茨海默病神经病理相互联系，对认知功能障碍产生累加或协同作用［13-14］。例如小动脉硬化和颅内动脉粥样硬化可能导致整体认知功能障碍，特别是在包括情景记忆、语义记忆、知觉速度和视觉空间能力在内的认知功能开始减退的领域［15］。国内外研究认为较高水平Lp⁃PLA2 可能与认知功能障碍的风险增加有关，高水平的Lp⁃PLA2 发生阿尔茨海默病的风险是低于中位数的Lp⁃PLA2 水平者的两倍［16］。其作用机制可能是通过介导血管性痴呆或周围脂质代谢和血管疾病来影响突触和神经元功能［13］，淀粉样斑块的形成和神经原纤维缠结，参加炎症反应过程而增加血管损伤并促进神经变性，失去认知储备［3］。

同时笔者发现ApoEε4 基因携带者总是表现更高的Lp⁃PLA2 水平和更高的氧化应激和炎症反应。痴呆症的发病机制涉及炎症过程，与免疫功能和炎症相关的遗传因素ApoEε4 已在痴呆症的全基因组关联研究中得到确认［17］。研究显示有ApoEε4 的痴呆患者特别容易受到血管危险因素的影响，ApoEε4 基因与累积性血管危险因素相互作用而致认知能力下降［18］。血管炎症标志物Lp⁃PLA2 指数升高可能与ApoEε4 亚型的存在有关。ApoE 位点的遗传变异可能通过增强血管炎症Lp⁃PLA2 参与的过程而影响血管疾病的风险［19］。提示血管炎症可能是疾病中大脑结构和功能变化的主要驱动因素，两者在认知功能减退的初期发挥很大作用。

血管疾病的高度流行可能使其成为理想的干预目标。几种潜在的有效的针对炎症方法可能在临床上获得进步，例如，降脂药和PLA2 抑制剂可通过降低Lp⁃PLA2 的水平和减轻炎症在认知功能衰退中发挥作用［20］。通过管理血管危险因素，改变生活方式和药物来促进血管健康以改善认知和整体功能或显著降低痴呆发病率的方法被认为很有价值［21］。但是假设前提Lp⁃PLA2 和ApoE 基因密切相关，而现有证据并不足以证明其相关性［22］。研究也有样本量较小未获得全部基因型而不具有总体代表性，无法做到完全双盲等种种局限性，不能笼统将统计学上量表测评结果的显著改善等同于临床中患者病情的明显好转，仅从量表分析的角度进行比较所得出的结果在临床上有争议。未来需要了解血管反应在痴呆中的作用以发现更具针对性的治疗方法。