阿尔茨海默病患者血清C-X-C基序趋化因子配体12和几丁质酶3样蛋白1的表达水平及其临床意义▲

王 善 段 玲 易 义

(重庆医药高等专科学校附属第一医院神经内科,重庆市 400060)

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)是临床常见的慢性神经退行性疾病,好发于65岁以上老年人,随着人口老龄化的加剧,患病人数逐年增加[1-2]。AD患者典型特征为进行性认知功能障碍及行为损害,临床主要表现为记忆障碍、言语能力丧失及情感淡漠等[3]。目前AD尚不能完全治愈,早期诊断及治疗可延缓病情进展,改善患者预后。简易精神评估量表(Brief Psychiatric Rating Scale,BPRS)、临床痴呆评定量表(Clinical Dementia Rating,CDR)结合MRI、CT等影像学检查是临床诊断AD的重要手段,但量表评估具有主观性,影像学检查费用相对昂贵[4]。血清学检测具有取材便捷、检测成本低、结果客观等优点,故寻找灵敏度高、特异度好的血清学标记物用以辅助诊断AD具有重要意义。C-X-C基序趋化因子配体(C-X-C motif chemokine ligand,CXCL)12是由骨髓分泌的炎性趋化因子,通过与其受体C-X-C基序趋化因子受体(C-X-C motif chemokine receptor,CXCR)4特异性结合后对下游信号通路传导进行调控进而发挥促炎作用。研究发现,CXCL12在动脉粥样硬化性心脏病[5]、创伤性关节炎[6]等疾病的发生与发展过程中发挥重要作用。几丁质酶3样蛋白(chitinase 3-like protein,CHI3L)1是由中性粒细胞、内皮细胞、巨噬细胞等分泌的促炎因子,与溃疡性结肠炎、支气管哮喘等炎性疾病密切相关[7-8]。研究表明,AD发病进程中伴有明显的神经炎症反应[9]。基于此,笔者推测CXCL12、CHI3L1可能参与AD的神经炎症反应过程,但是目前相关研究报告相对较少。本研究探讨AD患者血清CXCL12、CHI3L1的表达水平及其临床意义,旨在为临床早期诊治AD提供参考。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2019年1月至2021年12月重庆医药高等专科学校附属第一医院神经内科收治的113例AD患者作为AD组。纳入标准:(1)符合AD诊断标准[10-14];(2)年龄≥60岁;(3)AD病程>3年;(4)临床病历资料完整;(5)患者及家属对本研究知情,并签署同意书。排除标准:(1)存在颅内肿瘤、癫痫病、脑外伤等脑部疾病者;(2)有明确的精神疾病病史,如抑郁、精神分裂症、焦虑等精神疾病者;(3)血管性痴呆(vascular dementia,VD)或者帕金森病导致的认知功能障碍者;(4)有急、慢性炎症性疾病及自身免疫性疾病者;(5)心脏功能不全或肝、肾功能障碍者;(6)合并其他组织器官恶性肿瘤者。选择同期在我院就诊的60例VD患者作为VD组,VD组患者纳入标准:符合《CCMD-3中国精神障碍分类与诊断标准》[15]中关于VD的诊断标准,VD病程>3年。排除标准:将AD组排除标准(3)改为有AD或者帕金森病导致的认知功能障碍,其余同AD组。另选60例性别、年龄与AD组和VD组患者相近的健康体检者作为对照组,排除合并基础疾病、外伤史者及近期服用药物者。3组研究对象性别、年龄、体质指数及文化程度差异无统计学意义(P>0.05),见表1。本研究经过重庆医药高等专科学校附属第一医院医学伦理委员会的批准。

表1 3组研究对象一般资料的比较

1.2 方法

1.2.1 AD患者认知功能障碍评分及分组:(1)采用简易精神状态检查(Mini-Mental State Examination,MMSE)量表评分[11]判定AD患者认知功能障碍严重程度,内容包括定向力、记忆力、注意力和计算力、回忆能力、语言能力5个方面。定向力评分范围为0～10分,得分越低表示定向力越差;记忆力评分范围为0～3分,得分越低表示记忆力越差;注意力和计算力评分范围为0～5分,得分越低表示注意力和计算力越差;回忆力评分范围为0～3分,得分越低表示回忆力越差;语言能力评分范围为0～9分,得分越低表示语言能力越差。MMSE量表总分为30分,得分越低表示患者的认知功能越差。认知功能障碍诊断标准为MMSE量表总分≤26分,轻度认知功能障碍为MMSE量表总分21～26分,中度认知功能障碍为MMSE量表总分10～20分,重度认知功能障碍为MMSE量表总分0～9分。(2)根据MMSE量表评分结果将113例AD患者分为轻度认知功能障碍组(轻度组)27例,中度认知功能障碍组(中度组)51例,重度认知功能障碍组(重度组)35例。

1.2.2 血清CXCL12、CHI3L1表达水平检测:采用含乙二胺四乙酸的抗凝试管收集各组研究对象的空腹肘静脉血4 mL,室温下放置1 h后,3 000 r/min下离心10 min,离心半径12 cm,分离出上层血清,置于-80 ℃冰箱中保存待测。采用ELISA检测血清CXCL12、CHI3L1表达水平,CXCL12试剂盒购于上海帛科生物技术有限公司(批号:BKE9456),CHI3L1试剂盒购于杭州普望生物技术有限公司(批号:20142400149)。严格按照试剂盒说明进行相关操作。

1.3 统计学分析 采用SAS 9.4软件进行统计学分析。计数资料以例数(百分比)表示,组间比较采用χ2检验;计量资料以(x±s)表示,多组间比较采用单因素方差分析,两两比较采用LSD-t检验;采用Pearson检验进行相关性分析;采用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析血清CXCL12、CHI3L1表达水平对AD的诊断效能。以P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结 果

2.1 AD组、VD组与对照组血清CXCL12、CHI3L1表达水平的比较 与对照组相比,AD组和VD组的血清CXCL12表达水平降低,血清CHI3L1表达水平升高,且AD组的血清CXCL12表达水平低于VD组,血清CHI3L1表达水平高于VD组(P<0.05),见表2。

表2 AD组、VD组与对照组血清CXCL12、CHI3L1表达水平的比较(x±s,ng/mL)

2.2 不同病情严重程度AD患者血清CXCL12、CHI3L1表达水平的比较 113例AD患者的MMSE量表评分为3～26(13.29±7.86)分。不同病情严重程度AD患者血清CXCL12、CHI3L1表达水平比较,差异有统计学意义,其中CXCL12表达水平为重度组<中度组<轻度组,CHI3L1表达水平为重度组>中度组>轻度组(P<0.05),见表3。

表3 不同AD病情严重程度患者血清CXCL12、CHI3L1表达水平的比较(x±s,ng/mL)

2.3 AD患者血清CXCL12、CHI3L1表达水平与MMSE量表评分的相关性分析 AD患者血清CXCL12表达水平与MMSE量表评分呈正相关(r=0.776,P<0.05);血清CHI3L1表达水平与MMSE量表评分呈负相关(r=-0.729,P<0.05);血清CXCL12与CHI3L1表达水平呈负相关(r=-0.816,P<0.05)。

2.4 血清CXCL12、CHI3L1表达水平对AD的诊断效能 ROC曲线结果显示,血清CXCL12表达水平诊断AD的曲线下面积为0.862(95%CI:0.785,0.940;P<0.001),灵敏度和特异度分别为0.85、0.72;血清CHI3L1表达水平诊断AD的曲线下面积为0.831(95%CI:0.749,0.914;P<0.001),灵敏度和特异度分别为0.79、0.77;二者联合诊断AD的曲线下面积为0.915(95%CI:0.858,0.972;P<0.001),灵敏度和特异度分别为0.93、0.78;二者联合诊断AD的曲线下面积大于CXCL12、CHI3L1单独诊断的曲线下面积(Z=2.539、P<0.001,Z=3.125,P<0.001)。血清CXCL12和CHI3L1表达水平的最佳截断值分别为2.03 ng/mL和211.08 ng/mL,见图1。

图1 血清CXCL12、CHI3L1表达水平单独及联合诊断AD的ROC曲线图

3 讨 论

AD是一种好发于老年人的神经系统疾病,主要临床表现为记忆障碍、失认、失语、行为改变等,并伴有抽象思维及计算能力严重下降,严重威胁老年群体的生活质量[16]。近年来,随着人口老龄化的日益加剧,AD发生率不断上升,据统计,2020年全球AD患者超过7 500万例,2050年将达到1.15亿[17]。第七次全国人口普查数据显示,我国≥60岁人口比例为18.7%,由此可见,我国罹患AD的基数庞大,疾病负担重[18]。目前,尚无特效的AD治愈药物,早期诊断及治疗可延缓病情进展,但是大部分AD患者早期临床症状不典型,容易误诊和漏诊,导致病情延误[19]。从AD的发病机制出发,寻找相关的生物学标志物辅助临床诊断是目前的研究热点。

研究发现,AD患者大脑皮质及海马区出现大量Aβ沉积形成细胞外神经炎性斑块,进而导致Tau蛋白过度磷酸化并形成神经原纤维缠结聚积在神经元内,引发脑部神经元大量丢失、脑皮质皱缩,引起突触功能异常,从而导致渐进性认知功能障碍,表明神经炎症反应在AD的发病过程起关键作用。研究表明,中枢神经系统中的抗炎因子与促炎因子处于动态平衡状态,炎症发生时可导致促炎因子分泌过多并穿过血脑屏障进入中枢神经系统,从而损伤中枢神经[20-21]。CXCL12属于趋化因子C-X-C亚家族成员之一,是一种小分子分泌蛋白,主要由骨髓细胞分泌,广泛分布于脑、心、肺、肝等组织器官中[22]。研究发现,CXCL12可能通过多途径参与AD的发生与发展过程。例如,CXCL12与其受体CXCR4特异性结合后可通过激活不同信号级联通路来募集中性粒细胞、淋巴细胞等炎性介质趋向血管损伤部位,发挥启动或加重局部炎症反应的作用[23];此外,CXCL12还可通过介导中枢神经系统突触间的信息传递影响大脑学习记忆能力及认知功能[24]。研究表明,CXCL12在AD鼠模型及AD患者血清中均表达下调[25-26]。本研究结果显示,AD患者血清中CXCL12表达水平低于VD患者及健康体检者(P<0.05),提示CXCL12在AD患者中表达下调,与既往的相关研究[25-26]结果相似。原因可能是AD患者大脑皮质区及海马区出现大量Aβ沉积并导致神经炎症发生,炎症反应可将静息状态下的小胶质细胞激活为具有抗炎作用的小胶质细胞,而具有抗炎效应的小胶质细胞可诱导机体处于炎症抑制的微环境中,炎症反应受到抑制间接导致CXCL12分泌减少[26]。

CHI3L1属于甲壳质酶样蛋白家族成员,是由活化的中性粒细胞、巨噬细胞等炎性介质合成并分泌的糖化蛋白,可介导内皮功能障碍、新生血管形成、细胞外基质重塑等加重炎症反应过程[27]。卢加杰等[7]研究表明,溃疡性结肠炎患者粪便中的CHI3L1表达上调,并与患者病情严重程度密切相关,可作为临床辅助诊断溃疡性结肠炎的生物学标志物。同时有学者发现,CHI3L1可通过抑制炎症细胞凋亡、介导Th2型炎症反应、刺激黏蛋白5AC分泌等方式参与哮喘的发病过程[8]。此外,还有研究表明,CHI3L1对重症感染如脓毒症也有具有重要诊断价值,并可预测患者病情的严重程度及不良预后[28]。本研究结果显示,AD患者血清CHI3L1表达水平均高于VD患者及健康体检者(P<0.05),提示CHI3L1可能参与了AD的神经炎症反应,可能原因是AD患者大脑皮质及海马区被激活的星形胶质细胞、小胶质细胞可诱导中性粒细胞等细胞因子释放CHI3L1,引发炎症级联反应并加重神经炎症反应[29]。

此外,本研究结果还显示,AD患者血清CXCL12表达水平与MMSE量表评分呈正相关,CHI3L1表达水平与MMSE量表评分呈负相关(P<0.05),表明血清CXCL12表达水平越低、CHI3L1表达水平越高,AD患者的认知功能损伤越严重,提示血清CXCL12、CHI3L1表达水平对评估AD病情具有一定价值,二者或可作为临床辅助判断AD病情的候选指标;此外,本研究结果还显示AD患者血清CXCL12表达水平与CHI3L1表达水平呈负相关(P<0.05),表明二者在AD发病过程中有一定关联;分析其原因可能为CHI3L1表达水平越高表明炎症反应越严重,而机体对炎症的代偿机制会加速具有抗炎效应的小胶质细胞启动抑炎效应,进而抑制CXCL12的分泌,导致CXCL12表达水平降低。本研究的ROC曲线分析结果显示,血清CXCL12、CHI3L1表达水平对AD具有一定的诊断价值,且二者联合诊断的效能优于单一指标(P<0.05),当血清CXCL12表达水平<2.03 ng/mL、血清CHI3L1表达水平>211.08 ng/mL时可诊断为AD。

综上所述,AD患者血清中的CXCL12表达下调、CHI3L1表达上调,二者可能通过调控炎症反应参与AD发生与发展过程,或可作为临床诊断AD及判断病情的候选标志物。