血清α-突触核蛋白、微管相关蛋白1轻链3、载脂蛋白A1与帕金森病认知功能、疾病进展的关系

翟书鹏, 贾 航, 周国平

(河南省南阳市中心医院 神经外科, 河南 南阳, 473000)

帕金森病(PD)是一种由黑质病变导致缓进性运动障碍的神经系统变性疾病[1], 认知功能障碍(CI)是PD患者主要的非运动症状。研究[2]显示, 约80%的PD患者合并认知功能损伤。CI使患者社会适应性降低,且不利于患者预后,对其认知能力以及行为能力均造成干扰。因此,尽早预测PD患者CI的发生显得尤为重要[3]。α-突触核蛋白(α-synuclein)是一种由多种氨基酸残基组成的蛋白质,在中枢神经系统中均有表达,已被证实与PD的发生以及CI密切相关[4]。微管相关蛋白1轻链3(LC3)是自噬体的重要成分之一,研究[5]显示细胞自噬功能障碍会导致异常聚集的α-synuclein清除受损,在PD发病中起重要作用。载脂蛋白A1(Apo A1)是一种结构蛋白,主要通过血脑屏障进入神经中枢,研究[6-7]表明,低水平Apo A1可能与PD发病有关, Apo A1也可调控细胞自噬抑制巨噬细胞中脂质沉积,并抑制细胞炎症反应。虽然已有研究报道上述标志物与PD的关系,但仅局限于探讨其水平变化,目前临床对于PD伴CI的诊断缺乏特异性指标。本研究探讨血清α-synuclein、LC3、Apo A1在PD患者中的表达情况以及三者与PD患者发生CI、疾病进展的相关性,以期寻找能够预测PD患者发生CI的生物标志物,为临床诊疗提供依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年11月—2020年11月就诊的96例PD患者作为研究组,其中男52例,女44例,年龄63～79岁,平均(70.00±6.38)岁。收集PD患者糖尿病史、吸烟史、家族史、高血压史、病程等资料。纳入标准: ① 所有患者均符合运动障碍协会制定的相关诊断标准[8]; ② 均为原发性PD患者; ③ 患者存在肌肉僵直、随意走动减缓。排除标准: ① 伴有肝脏、肾脏等功能不全者; ② 继发性帕金森综合征者; ③ 伴有脑卒中或脑部外伤者; ④ 资料不全者。

蒙特利尔认知评估量表(MoCA)评分≥26分表示认知功能正常,0～26分即存在CI[9]。根据MoCA评分将患者分为CI组(42例)和认知功能正常组(54例); 根据Hoehn-Yahr(H-Y)分期量表[10]将PD患者分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ期,其中Ⅰ～Ⅱ期患者纳入早期PD组(57例), Ⅲ～Ⅴ期患者纳入中晚期PD组(39例)。将同期体检健康者90例设为对照组,其中男50例,女40例,年龄62～76岁,平均(69.00±6.29)岁。2组基本资料比较,差异无统计学意义(P>0.05), 具有可比性。本研究患者签署知情同意书,本研究已通过医院伦理委员会审核、批准。

1.2 方法

抽取患者入院后次日空腹以及健康体检者体检当日空腹静脉血5 mL, 4 ℃ 5 000转/min离心8 min, 分离并收集血清,置于-80 ℃冰箱内备用。采用酶联免疫吸附法测定血清中α-synuclein(试剂盒购自武汉益普生物科技有限公司,货号MM-51655H2)、LC3(试剂盒购自上海酶研生物科技有限公司,货号EK-H12481)水平,采用全自动生化分析仪检测Apo A1(试剂盒购自上海恒斐生物科技有限公司,货号CSB-E08103h-1)水平。

1.3 统计学分析

2 结 果

2.1 研究组与对照组血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平比较

研究组血清α-synuclein水平高于对照组,LC3、Apo A1水平低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05), 见表1。

表1 研究组与对照组血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平比较

2.2 PD患者CI组与认知功能正常组血清α-synuclein、LC3、Apo A1及临床资料比较

CI组和认知功能正常组的年龄、病程、吸烟史、糖尿病史以及PD家族史比较,差异无统计学意义(P>0.05); CI组高血压史占比、血清α-synuclein水平高于认知功能正常组,血清LC3、Apo A1水平低于认知功能正常组,差异有统计学意义(P<0.05), 见表2。

表2 2组血清α-synuclein、LC3、Apo A1及临床资料比较

2.3 不同H-Y分期PD患者血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平比较

早期PD组α-synuclein水平低于中晚期PD组, LC3与Apo A1水平高于中晚期PD组,差异均有统计学意义(P<0.05), 见表3。

表3 不同H-Y分期PD患者血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平比较

2.4 PD患者血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平与H-Y分期的相关性

经Spearman分析发现,血清α-synuclein水平与H-Y分期呈正相关(r=0.524,P<0.05); 血清LC3、Apo A1水平与H-Y分期呈负相关(r=-0.615、-0.413,P<0.05)。

2.5 血清α-synuclein、LC3、Apo A1水平对PD患者发生CI的预测价值分析

ROC曲线分析表明,血清α-synuclein、LC3、Apo A1预测PD患者发生CI的曲线下面积(AUC)分别为0.721、0.818、0.748, 最佳截断值为19.401 ng/mL、175.439 pg/mL、1.564 g/L; 三者联合预测PD患者发生CI的AUC为0.925,大于α-synuclein、LC3、Apo A1单独预测的AUC(P<0.05), 见图1。

2.6 影响PD患者发生CI的多因素Logistic回归分析

以ROC曲线中α-synuclein、LC3、Apo A1的最佳截断值为截点,将连续变量转化为二分类变量,其中α-synuclein≥19.401ng/mL为高表达, <19.401 ng/mL为低表达; LC3≥175.439 pg/mL为高表达, <175.439 pg/mL为低表达; Apo A1≥1.564 g/L为高表达, <1.564 g/L为低表达。以PD患者认知功能为因变量(认知功能产生障碍=1, 认知功能正常=0), 以α-synuclein(高表达=1, 低表达=0)、LC3(低表达=1,高表达=0)、Apo A1(低表达=1, 高表达=0)、高血压史(有=1, 无=0)为自变量进行Logistic回归分析,结果显示α-synuclein、LC3、Apo A1、高血压史是PD患者发生CI的影响因素(P<0.05), 见表4。

表4 影响PD患者发生CI的多因素Logistic回归分析

3 讨 论

PD患者生活自理能力较弱,并会伴随CI等非运动障碍的发生,早期发现有效的诊断有益于患者后期治疗和预后[11]。α-Synuclein是一种在中枢神经系统突触前及核周表达的可溶性蛋白,其功能多样,与神经的磷酸化、细胞分化、突触结构维持等均密切相关。研究[12]表明, α-Synuclein的高表达会促进神经元变性并诱发脑组织形态变化,进而影响认知功能,与脑膜小动脉、血管沉积物具有协同作用,导致CI的发生。研究[13]显示, α-synuclein与PD的发病有关, α-synuclein的异常沉积会引发神经系统功能障碍,并阻碍多巴胺代谢和神经元正常功能,形成路易小体损失神经元,最终导致PD的进行性发展,其可能是PD的特征性生物标志物。蔡卫卫等[14]研究发现, CI组PD患者血清α-synuclein水平高于认知功能正常组,本研究中研究组血清α-synuclein水平高于对照组,且CI组高于认知功能正常组,提示α-synuclein水平表达上调与PD患者CI的发生密切相关。

LC3是哺乳动物自噬相关基因8蛋白的同源物,是自噬体的重要组成部分,研究[15]显示血浆LC3蛋白在PD患者中水平降低,其可作为PD发生的生物标志物。研究[16]显示,升高LC3水平会通过激活自噬减轻认知障碍。本研究中LC3在PD患者中水平降低,且CI组患者LC3水平低于认知功能正常组,推测LC3相关的细胞自噬可能参与PD患者CI的发生过程。

Aop A1是高密度脂蛋白胆固醇的主要结构蛋白,主要通过血脑屏障进入中枢。研究[17]显示, PD患者Aop A1呈明显低表达,高水平Aop A1具有潜在神经保护作用。本研究中研究组PD患者的Apo A1水平低于对照组, CI组Apo A1水平低于认知功能正常组,提示Apo A1水平降低与PD的发生和CI的发生密切相关,推测较高水平Apo A1对神经具有一定的保护作用,能减缓多巴胺的神经变性,促进神经元修复[18], 但其具体作用机制有待进一步研究探讨。本研究结果显示,与认知功能正常组相比, CI组患者的高血压史占比升高,是影响CI发生的危险因素之一,提示高血压病与PD患者CI的发生有关,长期的高血压病能够引发动脉玻璃样变,损伤脑血管,对神经元造成损害,最终影响患者的认知功能[19]。

另外,本研究ROC曲线显示,血清α-synuclein、LC3、Apo A1三者联合预测PD患者发生CI的AUC大于α-synuclein、LC3、Apo A1单独预测的AUC。Logistic回归分析显示, α-synuclein、LC3、Apo A1是PD患者发生CI的影响因素,提示上述因子与PD患者CI的发生有关,可作为预测PD患者CI发生的生物性指标。进一步研究发现,早期PD患者α-synuclein水平低于中晚期, LC3与Apo A1水平高于中晚期。Spearman分析显示, α-synuclein水平与H-Y分期呈正相关, LC3、Apo A1与H-Y分期呈负相关,提示α-synuclein、LC3、Apo A1参与了PD病程的进展,与该疾病的进展程度密切相关,其水平可反映病情的进展情况。

综上所述, α-synuclein在PD合并CI患者血清中呈高表达, LC3、Apo A1呈低表达,三者与PD患者认知功能、疾病进展关系密切,临床有望通过检测α-synuclein、LC3、Apo A1水平变化预测PD的进展情况,并对CI的预测有一定的价值。但其具体作用机制有待进一步研究,且后续应继续扩大样本量,并通过测序筛选与PD相关的新颖分子指标,以期寻找能够预测PD发生CI新的生物标志物,为临床诊疗提供新的思路。