您好,欢迎来到华佗健康网。
搜索
您的当前位置:首页阿尔茨海默病早期诊断生物学指标研究进展

阿尔茨海默病早期诊断生物学指标研究进展

来源:华佗健康网
中华脑血管病杂志(电子版)2010年l2月第4卷第6期Chin J Cerebrovasc Dis(Electronic Editio丌) IJ ! ! oI . ・综述・ 阿尔茨海默病早期诊断生物学指标研究进展 滕玉环周红张志琚 【摘要】 阿尔茨海默病(AD)是老年人群痴呆的主要病因,本文就目前阿尔茨海默病的主要牛 物学指标进行综述,包括淀粉样蛋白及B淀粉样蛋白、Tau蛋白、APOEe4与apoE蛋白、炎症因子以及 神经递质等有助于预测AD的发病风险并作出早期诊断。 【关键词】 阿尔茨海默病;轻度认知障碍;早期诊断;生物指标 Biomakers of early diagnosis of Alzheimer’S disease TENG Yu—huan,ZHOU Hong,ZHANG Zhijun. School of clinical Med&ine,Southeast University,Na ng 210009,China Corresponding Author:ZHANG Zhijun,E—mail:zh nzhang838@yahoo.com.cn 【Abstract】Alzheimer’s disease(AD)is the most common dementia in older people.In this paper main biomakers on the present alzheimer’S disease were reviewed,including amyloid precursor protein,am— yloid B—peptides,Tau protein,APOE epsilon4,apoE protein,inflammatory factor,and neurotransmitters, etc,in order to help to predict the risk of Alzheimer and make the early diagnosis. 【Key words】 Alzheimer’s disease;Mild cognitive impairment;Early dignosis;Biomaker 1907年德国Alois Alzheimer首先报道了一种发 的早期治疗提供重要指导。 生在65岁以上老人以进行性痴呆和记忆功能障碍 根据美国国家老龄研究所提出的标准,AD理想 为特征的疾病,后称之为阿尔茨海默病(Alzheimer’S 的生物学指标应具有以下五大特征:(1)能够反映 Disease,AD)。AD是一种与年龄相关的、潜在发生 AD患者中枢神经系统的基本病理改变;(2)诊断灵 的神经退行性疾病,为老年人群痴呆的主要病因。 敏度>85%,特异度>75%;(3)可反映治疗的任何 65岁以上老人中约有八分之一患有AD。研究预测 有益变化;(4)可信,可重复,无创伤,易操作,价廉; 到2040年,全球将有8100万AD患者¨ 。高患病 (5)由至少两个有资格的研究者组成的研究组确 率带来沉重的社会和经济负担,而早期诊断及预防 证,结果已发表。并不是任何一项指标都能完全符 则为治疗AD的关键。目前认为,轻度认知障碍 合以上标准,但联合多项指标可能在AD早期做出 (mild conitive impairment,MCI)尤其是遗忘性轻度 诊断。现将MCI和AD早期主要生物学指标的相关 认知障碍(aMCI)是AD的早期阶段 。MCI患者是 研究发现作一总结,旨在为AD和MCI的诊断和预 指日常生活能力完好但有主观和/或客观认知障碍, 测提供依据。 认知损害程度介于正常和痴呆之间的一个危险群 一、淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein, 体。MCI患者在75岁以下老人中约占15%,而85 APP)与p淀粉样蛋白(amyloid 13-peptides,AB) 岁以上则占30%。MCI患者进展成AD的年转变率 APP是一种选择性跨膜蛋白,有长短两种等位 为2.7%~15%不等,40%~60%的MCI患者可在 体。长等位体包含770个氨基酸,可在人体大多数 4~6年内发展成AD ,MCI患者进展成AD的可能 组织中表达;短等位体包含695个氨基酸,主要在中 性是认知正常人的6.7倍 。研究MCI或AD临床 枢神经系统高水平表达。APP在免疫炎症、再生与 前期生物学指标,鉴别高风险MCI患者,可为AD 伤口愈合、神经元发育中均起着一定作用。正常状 作者单位:21009江苏南京,东南大学临床医学院(滕玉环),东 态下APP裂解生成P3片段。在基因突变等病理状 南大学附属附属中大医院神经内科(周红、张志琚) 态时,裂解点异位,APP在p分泌酶和^y分泌酶作用 通讯作者:张志瑁,E—mail:zhijunzhang838@yahoo.COB.cn 下代谢产生p淀粉样蛋白(AB)。A13主要包括两种 血管病杂志(电子版)2010年12月第4卷第6期Chin J Cerebrovasc Dis(Electromc Ediif0n).Decerober 2010.Vol 4.N0.6 形式,A1340和A1342。Ap疏水性强,易聚集形成不 诊断AD并可预测MCI向AD以及正常向MCI的转 溶性纤维丝沉积,即AD的典型病理改变老年斑(se. 变,P—tau231及P—taul81均可区分AD患者 。对 nile plagues,SP)。聚集的A13可诱导脑神经细胞产 生氧自由基和活性氧,触发氧化应激反应,并作用于 钙通道促进钙内流,诱导细胞凋亡。这些变化可影 86例MCI患者进行2年随访研究发现,CSF中P. tau231最能预测MCI向AD的进展 。进展型MCI 组CSF中T—tau及P—tau明显高于稳定型MCI患 响胆碱能神经系统,诱导tau蛋白过度磷酸化,激活 者 。荟萃分析显示,P.tau和T—tau诊断AD的灵 28 3。 炎症和胶质以及通过抑制长时程增强效应( P)导 敏度分别为94%和82%,特异度为70%和83%[致突触传递障碍机制引发AD。 有学者提出,AD的早期认知损害和神经病理学 改变与APP过度表达相关,与海马AB42水平升高 无关 。尸检发现散发性AD患者额、颞、顶叶和枕 叶不溶性Ap40水平无明显差别,但Ap42分布不均 一,额、枕叶最高,顶叶最低 。AD转基因大鼠脑内 过度表达突变的人APP ,海马和大脑皮质均有 Ap40和Ap42聚集 。很多研究显示,与健康正常 人相比,早期AD和进展型MCI患者脑脊液(CSF) 中A842亦明显降低 。 。对100例MCI患者CSF 中Ap42研究发现大多数Ap42异常的患者经过 13~24个月的随访均进展为AD 。目前对血液中 AB的研究结果仍不一致。多数研究显示AD和对 照组血浆Ap40、Ap42水平均无差异 ,但也有研 究显示4年内进展成AD的老人血浆AB42高于未 进展的老人 17],MCI女性患者血浆AB42高于男性 患者和认知正常人¨引,AD患者血浆AB40明显高于 正常对照 l 。最近一项于l870例患者进行的多中 心研究发现AD患者和随访转变为AD的MCI患者 血浆Ap42和A 2/Ap40比值明显低于其他类型 痴呆以及不转变成AD的MCI患者 。 二、Tau蛋白 Tau蛋白是一种微管结合蛋白。它可通过与微 管的结合促进微管组装,稳定微管结构,维持细胞形 态。异常磷酸化的tau蛋白(P.Tau)失去与微管结 合的能力,在细胞内聚集成双螺旋纤维(PHF),进而 形成神经元纤维缠结(NFYr),参与AD的发病。Tau 蛋白可以调节细胞内小囊泡运输,阻止APP向神经 元外运输,导致细胞体内APP聚集,在AB诱导的神 经退行性病变过程中起着重要作用 。近年来研 究显示,神经元纤维缠结与AD严重程度的相关性 比老年斑更为密切 。AD组CSF总Tau蛋白 (T—tau)随年龄增加而升高 ,但在MCI组中两者 并无相关 。研究证明,CSF tau蛋白不仅可有效 研究表明,联合三大核心指标(t-tau、p-tau及A842) 可提高进展型MCI诊断的准确度 ” 。目前对 MCI及AD患者外周体液中tau蛋白研究较少,有人 认为血浆中可检测的tau蛋白免疫反应与痴呆诊断 并无明显关系E 31 J。 三、APOEs4与apoE蛋白 apoE蛋白是1973年Shore等首先发现的一种 血浆载脂蛋白。apoE通过低密度脂蛋白受体和低 密度脂蛋白受体相关蛋白参与机体脂质代谢和胆固 醇平衡调节,同时亦参与神经系统的正常生长及损 伤后修复过程,在血浆和脑脊液中均有表达。 APOEe4是目前已证实的AD显著危险因子。携带 APOEe4基因者较早进展成AD,其表达可预测aMCI 向AD的转变 。一些学者报道老年人APOEe4与 记忆损伤程度相关,记忆损伤时间较长或转变为痴 呆的老人其APOEe4基因更常见 ]。APOEe4基 因可促进老年斑沉积,提高AD患者脑内1134o水 平,APOEs4基因携带者CSF AB42低于非携带 者¨ 。有研究发现,MCI患者中携带APOEe4基因 者多转变成了AD,即使脑脊液中AB42水平正常亦 如是¨ ;进展型MCI患者APOEe4基因表达与CSF 中AB42水平呈负相关,而与T—tau和P-tau无相 关 。APOE基因型影响apoE蛋白的表达,£4基 因携带者血浆apoE蛋白水平较低_3 。对AD患者 血液中apoE蛋白水平的研究结果并不一致。与对 照组相比,AD患者apoE蛋白水平可有升高 、无 变化 删或相对降低 。 。 四、炎症因子 炎症反应是AD的病理改变之一,抗炎药物可 延缓AD进程 。炎症因子的急性释放在AD的病 理和神经元失功能中起着一定作用。但目前尚不能 肯定炎症反应是113沉积所致的结果还是AD的主 要病因。与正常组相比,AD患者脑组织中IL一1B、 IL一6水平上调,脑脊液中炎症因子水平升高 。由 26・ 中华脑血管病杂志(电子版)2010年l2月第4卷第6期Chin J Cerobmvasc Dis(Electronic Edition),Decenrber 201 . 于许多炎性蛋白并不能轻易通过血脑屏障,炎症因 子和急性炎症反应能否在血液中反映并不确切。多 数研究发现AD患者血清或血浆中CRP、IL一1B、 TNF— 、IL一6、IL一6受体复合体、d1一乳糜蛋白以及转 ment:risk of Alzheimer disease and rate of eognitve decline.Neurol- ogy,2006.67:441—445. 5 Ana—Maria Sim6n,Lucio Schiapparelli,Pablo Salazar—Colocho,et a1. Overexprossion of wild-type human APP in mice causes cognitive def- icits and pathological features unrelated to AI3 levels.Neurobiology of Disease.2oo9.33:369-378. 6 Hellstrom—Lindahl E,Viitanen M,Ma九ltle A,et a1.Comparison of Ab levels in the brain of familial and sporadic Alzheimer’s disease 化生长因子B不同程度升高,但程度并不一致 。 五、神经递质 AD病因涉及胆碱能学说、谷氨酸能学说等多种 神经递质传递假说。神经元和神经突触丢失可导致 Neurochem Int,2009,doi:10.1016/j.neuint.2009.03.007. 神经递质含量异常或突触传递障碍。 中枢胆碱能系统参与调节哺乳动物的神经元兴 奋性、皮质可塑性以及学习记忆过程,与脑认知功能 密切相关。早在1976年就有学者发现AD患者包 括海马、新皮质在内的多个脑区胆碱乙酰转移酶 (chAT)活性显著下降,乙酰胆碱酯酶(AchE)活性 升高。大量研究证实,AD患者脑内乙酰胆碱(Ach) 合成及释放均减少。尸检发现,AD患者额叶和颞叶 胆碱乙酰转移酶与5一羟色胺比例降低一 ,但其CSF 中胆碱递质水平的变化对AD的诊断并无价值。 研究显示,AD患者脑内谷氨酸能神经递质传递 存在明显障碍,其大脑皮质和海马的谷氨酸水平明 显降低 ,CSF中游离谷氨酸浓度高于正常对照 组 。对23例AD、12例MCI患者和15例正常对 照者右侧海马扫描显示AD患者谷氨酸(Glu)、Glu/ Cr、Glu/mI及Glu/NAA均低于正常对照者,其中 Glu/mI低于MCI患者 。AD患者蓝斑中去甲肾 上腺素减少l4 ,去甲肾上腺素及其代谢产物浓度在 CSF及血浆中均升高,而且血浆去甲肾上腺素代谢 产物水平与AD的严重程度呈正相关 。 由于缺乏灵敏特异的生物学指标,目前对AD 以及MCI的诊断主要依赖于临床特征,所以诊断往 往滞后于病理改变。研究相关生物学指标,特别是 多项指标联合应用,有助于AD的早期诊断,从而进 行及时合理的干预治疗。 参考文献 1 Ferri CP,Prince M,Brayne C,et al,Alzheimer’s Disease lnternation. al Global prevalence of dementia:a Delphi consensus study.Lancet, 2005,366(9503):2112-2117. 2 John C,Morris,Martha Storandt,et a1.Mild Cognitive hnpairment Represents Early—Stage Alzheimer Disease Arch Neurol,2001,58: 397—405. 3 Serge Gauthier,Barry Reisberg,Michael Zaudig,et a1.Mild cognitive impairment.Lancet,2006,367:1262—1270. 4 Boyle PA,Wilson RS,Aggatwal—T.et a1.Mild cognitive impair- 7 Kawarabayashi T,Younkin I.H,Saido TC,et a1.Age—dependent chan— ges in brain,CSF,and plasma amyloid(beta)protein in the Tgi1576 transgenic mouse model of Alzheimer’s disease.J Neurosci,2001, 21:372-381. 8 Zhang X,Luhrs KJ,Ryff KA,et a1.Suppression of nuclear transcrip— tion factor kappa B ameliorates astrogliosis but not amyloid buMen in APPswe/PSldE9 mice.Neuroseienee,2009,doi:lO.1016/j.neuro— science.2009.03.010. 9 Sunderland T,Linker G,Mirza N,et a1.Decreased betaamyloid1-42 and increased tna levels in cerebrospinal fluid of patients with Alzhei— mer disease.JAMA,2003,289:2094—2103. 10 Schoonenboom NS,Pijnenburg YA,Mulder C,et a1.Amyloid beta(1- 42)and phosphorylated tna in CSF as markers for early—onset Alzhei— mer disease.Neurology,2004,62:1580-1584. 1 1 Sanna—Kaisa Herukka,Merja Hallikainen,Hilkka Soininen,et a1. CSF AM2 and tna or phosphorylated tau and prediction of progres— sire mild cognitive impairment.Neurology,2005,64:1294—1297. 12 Pijnenburg YA,Mulder J1.,van Swieten JC,et a1.Diagnostic accuracy of consensus diagnostic criteria for frontotemporal dementia in a memo— ry clinic population.Dement Geriatr Cogn Disord,2008,25:157—164. 13 MaaRe I Kester,Nicolaas A,Verwey,Evert J van Elk,et a1.Progres— sion from MCI to AD:Predictive value of CSF A842 is modiifed by APOE genotype.Neurobio1.Aging,2009,doi:10.1O16/j.neurobio— laging.2009.08.006. 14 Fukumoto H,Tennis M,Loeascio JJ,et a1.Age but not diagnosis is the main predictor of plasma amyloid beta—protein levels.Arch Neu- rol,2003,60:958-964. 15 Hasson 0,Zetterberg H,Vanmechelen E,et a1.Evaluation ofplsama A beta(40)and Abeta(42)as predictors of conversion to Alzhei— mer’s disease in patients with mild cognitive impairment Neurobio1. Aging,2008,d0i:10.1016/j.neurobiolaging.2008.03.027. 】6 Nathalie Le Bastard,Laetitia Aerls,Judith Leurs,et a1.No correlation between time—linked plasma CSF Al31evels.Neuroehemistry Interna- tional,2009,55:820-825. 17 Mayeux R,Tang MX,Jaeobs DM,et a1.Plasma amyloid[3-peptide 1_42 and incipient Alzheimer’s disease.Ann Neurol,1999,46:4l2_4l6. 18 Assini A,Cammarata S,Vitali A,et a1.Plasma levels of amyloid[3- peptide 42 are increased in women with mild cognitive impairment. Neurology,2004,63:828—831. 19 Mehta PD,Pirttila T,Mehta SP,et a1.Plasma and cerebrospinal fluid 中华脑血管 杂志(电子版)2OlO年12月第4卷第6期Chin J Cerebrovasc Dis(Electronic Editi0n),December 2010。Vol 4,No.6 .27. 1evels of amyloidBproteios 1-40 and 1-42 in Alzheimer disease.Arch 2000,54(7):1492—1497. Neurol,2000,57:100-105. 33 Rosich—Estrago M,Figuera—Terre L,Mulet—Perez B,et a1.Dementia 20 Lewczuk P,Kornhuber J,Vanmeehelen E,et a1.Amyloid 13peptides and cognitive impairment pa ̄ern:its association with epsilon4 allele in plasma in early diagnosis of Alzheimer’s disease:A multicenter of apolipoprotein E gene.Rev Neurol,2004,38(9):801-8O7. stud)'with multiplexing,Exp.Neurla,2009,doi:10.1016/j.expneu一 34 Schiele F,De Bacquer D,Vincent—Viry M,et a1.Apolipoprotein E ro1.2009.O7.024. serum concentration and polymorphism in six European countires: 21 Rapoport M,Dawson HN,Binder L I,et a1.Tau is essential to13一amy— the ApoEurope Project.Atherosclerosis,2000.152:475488. loid—induced neurotoxicity.Proc Natl Acad Sci USA,2002,99(9): 35 Taddei K,Clarnette R,Gandy SE,et a1.Increased plsama apolipopro- 6364-6369. tein E(apoE)levels in Alzheimer’s disease.Neurosci Lett,1997, 22 Josephs KA,Whitwell儿,Ahmed Z,et a1.Beta-amyloid burden is 223-29—32. not associated with rates of brain atrophy.Ann Neurol,2008,63: 36 Scacchi R,Gambina G,Ruggerl M,et a1.Plsama levels of apolipopro— 204.2l2. tein E and genetic markers in elderly patients with Alzheimer"dis- 23 Sanjay W,Pimplikar.Reassessing the amyloid cascade hypothesis of ease.Neurosci Lett,1999,259:33-36. Alzheimer’s disease.The Internationa1 Journal of Biochemistry& 37 Panza F,Solfrizzi V,Colacicco AM,et a1.Apolipoprotein E(APOE) Cell Biology,2009,41:t261—1268. polymorphism influences serum APOE levels in Alzheimer’s disease 23 Lidia Glodzik—Sobanska,Elizabeth Pirraglia,Miroslaw Brys,et a1.The patients and centenarians.NeuroReport,2003,14:605-608. effects of normal aging and ApoE genotype on the levels of CSF bio一 38 Siest G,Be ̄rand P,Qin B,et a1.Apolipoprotein E polymorphism and markers for Alzheimer’s disease.Neurobiology of Aging,2009,30: senun concentration in Alzheimer’s disaease in nine European cen- 672-681. tres:the ApoEurope study.ApoEurope group.Clin Chen Lab Med, 24 Herukka SK,Helisalmi S,Hallikainen M,et a1.CSF Abeta42,Tau 2Ooo.38:721-730. and phosphorylated Tau,ApoE epsilon4 allele and MC1 type in pro- 39 Moore AH,O’Banion MK.Neuroinflammation and anti—inflammatory gressive MCI.Neurobiology of Aging,2007,28:507—514. therapy for Alzheimer’s disease.Adv Drug Deliv Rev,2002,54: 25 Bian H,Van Swieten JC,Leight S,et a1.CSF biomarkers in fronto— 1627.1656. temporal lobar degeneration with knowtl pathology.Neurology,2008,40 Julius Popp,Michael Bacher,Heike Kolsch,et a1.Macrophage migra— 70:1827—1835. tion inhibitory factor in mild cognitive impaimrent and Alzheimer’s 26 Miroslaw Brys,Elizabeth Pirraglia,Kenneth Rich,et a1.Prediction disease.Journal of Psychiatirc Research,2009,43:749-753. and longitudinal study of CSF biomarkers in mild cognitive impair-41 Teunissen CE,de Vente J,Steinbush HW,et a1.Biochemical markers ment.Neurobiology of Aging,2009,30:682-690. related to Alzheimer’s dementia in serum and cerebrospinal fluid. 27 Blennow K,Vanmechelen E.CSF markers for pathogenic processes in Neurobiol Aging,2002,23:485-508. Alzheimer’s disease:diagnostic implications and use in clinical neu一42 Garica—Alloza M,Gil—Bea FJ,Diez—Ariza M,et a1.Cholinerigc—seFo— rochemistry.Brain Res Bull,2003,61:235-242. tonergic imbalance contirbutes to cognitive and behaviorla symptoms 28 Hansson O,Zetterberg H,Buchhave P,et a1.Association between in Alzheimer’s disease.Neuropsychologia,2005,43(3):442449. CSF biomarkers and incipient Alzheimer’s disease in patients with 43 Wenk GL.Neuropathologic changes in Alzheimer’s disease.J Clin mild cognitive impairment:a follow—up study.Lancet Neural,2006, Psychiatyr,2003,64(9):7-10. 5 1228-234. 44 Pomara N,Singh R,Deptula D,et a1.Glutamate and other CSF amino 29 Mattsson N,Zetterberg H,Hansson 0,et a1.CSF biomarkers and in— acids in Mzheimer’s disease.Am J Psychiatry,1992,149(2):251-254. eipient Alzheimer disease in patients with mild cognitive impairment.45 Rupsingh R,Borrie M,Smith M,et a1.Reduced hippoeampal gluta— JAMA。2009,302:385-393. mate in Alzheimer disease.Neurobiol Aging,2009,doi:10.1016/j. 30 lngelson M,Blomberg M,Benedikz E,et a1.Tau immunoreactivity de— neurobiolaging.2009.05.002. tected in human plasma,but no obvious increase in dementia.Dement 46 Weinshenker D.Functional consequences of locus coemleus degeneration Geriatr Cogn Disord,1999.10:442445. in Alzheimer’s disease.Curt Mzheimer Res,2OO8,5(3):342.345. 31 Barabash A,Marcos A,Ancin I,et a1.APOE,ACT and CHRNA7 47 Elord R,Peskind ED,DiGiacomo L,et a1.Effects of Alzheimer’s genes in the conversion from amnestic mild cognitive impairment to disease severity on cerebmspinal fluid norepinephrine concentration. Mzheimer’s disease,Neurobiol Aging,2009,30(8):1254-1264. Am J Psychiatyr,1997,154:25—30. (收稿日期:2010 ̄8—16) 32 Dik MG,Jonker C,Banter LM,et a1.ApoE—epsilon4 is associated (本文编辑:齐彤) with memory decline in cognitively impaired elderly.Neurology, 滕玉环,周红,张志琚.阿尔茨海默病早期诊断生物学指标研究进展[J/CD].中华脑血管病杂志:电子 版,2010,4(6):457462. 

因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容

Copyright © 2019- huatuo0.com 版权所有 湘ICP备2023021991号-1

违法及侵权请联系:TEL:199 1889 7713 E-MAIL:2724546146@qq.com

本站由北京市万商天勤律师事务所王兴未律师提供法律服务