中国当代医药杂志社

关键词：外泌体 脑脊液 标志物

梁曼欢，邱振华

 

（1.广东医科大学，广东 湛江 524023 ；2.广东医科大学附属高州医院，广东 茂名 525200）

 

随着我国人口老龄化的加重，阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）的发病率逐年上升。《中国阿尔茨海默病报告2021》中指出，AD 已成为我国的第5 位死亡病因。目前，我国60 岁以上的老年人中约有3.9% 的AD 患者，其总人数已突破1300 万，轻度认知障碍期（Mild Cognitive Impairment，MCI）的总体患病率估计为15.5%[1]。有研究指出，AD 的发病率会随年龄的增长而升高，经预测，2050 年我国AD患者的数量将增加到3000 万[2]，这将会给社会、经济等造成严重的负担，已成为不容忽视的社会问题。

 

1 AD 概述

AD 又称为老年性痴呆，是一种中枢神经系统退行性疾病，其发病机制尚不明确，目前认为可能与氧化应激、细胞凋亡、神经炎症、免疫异常、基因突变等有关，其病理特点主要表现为β- 淀粉样蛋白(β-amyloidpeptide，Aβ) 沉积形成的老年斑(Senior patch，SP)、Tau 蛋白过度磷酸化和神经元中的神经纤维缠结(Neurofibrillary tangles，NFTs) 形成及广泛的海马神经元缺失或变性死亡等，进而导致神经元出现功能退化、丢失，最终发生痴呆。AD 一般起病隐匿，大多发生于老年前期和老年期，早期多表现为近期记忆力受损，逐渐发展为认知功能失调、人格和日常行为能力异常、语言能力丧失等多种功能障碍，还可伴随着幻觉、妄想等精神异常，可对正常生活、工作产生严重影响，而且病情会进行性加重，预后较差，患者常常会在几年内丧失独立生活能力。从发病初期到死亡，大概会有十几年甚至更长的时间，每个阶段都会给患者造成压力、困扰，给其家庭和社会造成严重的经济和精神负担。目前AD 的药物治疗难以取得满意的疗效，新药物的研发屡屡失败，已经上市的治疗药物也仅能改善患者的部分症状，而不能延缓其疾病进展。科学家们逐渐意识到AD 早期病理改变的发生可能远在症状出现之前，在症状出现后再去治疗为时已晚，故应在AD 症状出现前就进行疾病干预。早期发现和早期诊断AD 对于早期生活方式干预、药物干预、延缓疾病进展、提高AD 患者的生存率和生活质量都具有重大意义。

 

2 AD 的早期诊断

早期AD 的症状往往不明显，不易与正常老龄化相鉴别，常得不到患者及家人的重视，多数AD 患者得到确诊时都已是中晚期。2011 年，美国国立衰老研究所（National Institute on Aging，NIA）和阿尔茨海默病协会（Alzheimer’s Association，AA）发布了AD 诊断指南，明确了可借助生物标志物将AD 分为临床前期、MCI 和痴呆期。2018 年NIA-AA 推荐将A/T/N 框架作为AD 的诊断标准[3]，即β- 淀粉样蛋白聚集（A）、Tau 蛋白过度磷酸化（T）、神经退行性改变或神经元损伤（N）框架。目前临床诊断AD 主要以痴呆的症状为主要依据，并结合神经心理学量表检查、生物标志物、基因检测等多种手段来综合诊断。

 

2.1 神经心理学检查

在临床前期和早期，患者往往仅有轻度的近期记忆力减退或日常生活能力下降等表现，因此，神经心理学检查对AD 的诊断及鉴别诊断具有重要意义，可为早期干预奠定基础。常用的神经心理学检查方法有简明精神状态量表（MMSE）、韦氏成人智力量表（WAIS）、蒙特利尔认知评估量表（MoCA）、临床痴呆评定量表（CDR）和简版社区痴呆筛查量表（CSI-D）等。其中MMSE 对AD 的诊断有着相对较高的特异度和敏感度，而且使用较方便和简单，也是目前最普遍应用的AD 筛查量表之一，但魏霞霞等学者指出MMSE 测评结果与被试者的教育程度有关，对于教育程度较低的AD 患者可能会出现假阳性，相反，对于教育程度较高者，其测评结果易出现假阴性，而简版CSI-D 测评结果受被试者文化水平的影响相对较小[4]。所以临床上需要联合应用多种筛查量表对受试者进行综合评估，以提高AD 早期诊断的敏感度和特异度。此外，还要注意区分AD 与老年期抑郁症。抑郁既是痴呆的危险因素之一，也可导致认知功能损害等表现，故需仔细检查患者的延迟记忆能力，以更好地区分二者。

 

2.2 影像学检查

AD 患者的脑部CT 主要表现为脑萎缩，通常首先累及颞叶，并有显著的侧脑室颞角扩大，但CT 对软组织分辨率不高，目前多被MRI 代替。在李玺琳团队的研究中，经MRI 检查AD 患者大脑海马体的萎缩程度比健康对照组高，且重度AD 患者的海马体萎缩程度高于轻中度AD 患者[5]。吴永彬团队利用MRI检查发现，AD 组患者的海马体高度、海马体体积、杏仁核体积均低于MCI 组，颞角宽度高于MCI 组[6]。可见，MRI 对于早期AD 具有一定的诊断价值。正电子发射计算机断层显像（Positron emission computed tomography，PET）检查能够显示脑内Aβ 和Tau 蛋白（它们一直被认为是AD 的诊断标志物）。一项研究经PET 检查发现，同时存在Aβ 和Tau 蛋白异常、但认知正常的群体与无Aβ 和Tau 蛋白异常、认知正常的群体相比，其3 ～5 年内发生MCI 的风险要高出19 倍[7]。氟代脱氧葡萄糖（Fluorodeoxyglucose，FDG)-PET 检查可评估脑内的葡萄糖代谢水平，AD患者表现为额顶叶和后扣带回代谢下降，可随病程进展逐渐累及额叶。但FDG-PET 检查缺乏特异性，在认知功能正常的健康人群中，结合内嗅皮层FDG 代谢水平降低和Aβ 沉积的特征，可以更好地预测其是否处于MCI 期[8]。A/T/N 通常由脑脊液检查或PET 进行量化，但是受脑脊液检查的有创性及PET 的费用高昂、具有辐射性、国内具备Aβ-PET、Tau-PET 检查能力的医院为数不多等因素的影响，A/T/N 在AD早期诊断中的应用受到了极大的限制。

 

2.3 生物标志物检测

多项研究表明，在AD 患者的临床前期和MCI 期，血液或脑脊液中即有生物标志物出现变化。因此，寻找能早期诊断AD，特异性强、灵敏度高、费用低、标本采集便利且具有无创性的生物标志物显得尤为迫切。

 

2.3.1 脑脊液生物标志物 脑脊液中的Aβ 是淀粉样蛋白前体(Amyloid precursor protein，APP) 经水解生成的由36 ～43 个氨基酸残基组成的片段，AD 患者脑中的Aβ 主要为Aβ40 和Aβ42，其Aβ42 含量较健康正常人明显减少，而Aβ40 含量略微增加或一致。中国科学技术大学附属第一医院申勇领衔的研究团队也证实，AD 患者会出现脑脊液Tau 蛋白水平升高、Aβ42/Aβ40 水平降低的情况[9]。此外，脑脊液Aβ42/Aβ40 和p-Tau 在鉴别AD 和非AD 痴呆及健康对照者方面具有较高的一致性。阿尔茨海默病相关神经丝蛋白（Alzheimer-associated neuronal thread protein，AD7c-NTP）水平对AD 也具有较高的诊断价值，其大量存在于NFTs 之中，过量表达可导致神经元损伤，早期或相对严重的AD 患者会出现脑脊液中AD7c-NTP含量的增高，并且其水平与痴呆的严重程度呈正相关，与健康对照组相比差异有统计学意义。但脑脊液检测需进行腰椎穿刺，这是一种有创检查，部分患者和家属难以接受，也可能会引起部分患者的不良反应或副作用，这限制了AD 脑脊液生物标志物的广泛应用。

 

2.3.2 血液生物标志物 血液来源的标本比脑脊液更易获取，且取样创伤性小。血浆总Tau 蛋白（t-Tau）和磷酸化Tau 蛋白（p-Tau）水平在AD 外周血中也会出现明显的增高[10]。p-Tau 可能是反映AD 早期脑萎缩更为有效的生物标志物，某项长期研究中发现，p-Tau 217 会随着AD 患者A β 的沉积而发生相应变化，p-Tau 217 含量与患者脑萎缩程度和认知功能的下降具有明显的相关性[11]。Meyer 等[12]认为p-Tau 和Aβ42/Aβ40 的联合检测能早期发现AD 相关的病理改变和认知能力下降。应用免疫磁减量（Immunomagnetic reduction，IMR）检测的研究[13]中发现，与对照组相比，MCI 和AD 患者的血浆Aβ42 和Tau 蛋白水平均明显升高，而血浆Aβ40水平降低。进行受试者工作特征曲线分析表明，单独检测血浆Aβ42、Tau，或者联合检测Aβ42/Aβ40、Tau×Aβ42，对对照组和AD 进行区分的曲线下面积均大于90%。有研究[14]指出，用脑脊液与血液中的Aβ 和Tau 蛋白对AD 进行诊断的结果不一致的原因可能包括：（1）脑源性Aβ 或Tau 蛋白在外周血中的浓度较低；（2）血液中Aβ 和Tau 蛋白可能还来源于外周组织；（3）血浆中其他的蛋白质影响了检测结果；（4）Aβ 或Tau 蛋白在血液中被其他物质降解。S100-β 蛋白又称中枢神经特异性蛋白，过量的S100-β 蛋白可能会对神经元产生毒性作用。Wong等[15]发现AD 患者的血清S100-β 蛋白水平比健康正常人高，方堃等[16]也证实了AD 组和MCI 组的血清S100-β 蛋白水平均显著高于对照组，且AD 组与MCI 组相比差异有统计学意义，提示S100-β 蛋白可作为AD 诊断的血清生物标志物。脂蛋白磷脂酶A2（Lp-PLA2）是重要炎症因子之一，与神经退行性病变有关。孙祝平等[17]的试验中发现了AD 患者血清Lp-PLA2 表达异常升高，明显高于健康对照组，且与认知功能损害程度相关。于艳红团队证实了Lp-PLA2 诊断AD 的敏感度为89.77%、特异度为85.67%[18]，提示其作为早期AD 诊断的生物标志物具有一定价值。

 

2.3.3 尿液生物标志物 近年来国内外的许多研究者发现脑脊液和尿液中的AD7c-NTP 对AD 诊断均具有较高的特异度和敏感度，多中心临床研究显示，尿液AD7c-NTP 对AD 诊断的敏感度和特异度均达到了90% 左右，具有很高的诊断价值。由于尿液AD7c-NTP 检测的主要优势在于无创性、标本采集便利、费用低，更容易被患者及家属接受认可，因此更有利于在临床中推广和进行大量人群筛查，其在AD 早期诊断中可能有着巨大的应用前景。但尿液容易受泌尿系统功能及细菌污染等因素的影响，标本的采集和处理过程需要进一步标准化。王延江教授团队在不同年龄的正常健康人群中发现，尿液单核细胞趋化蛋白-1(Monocyte chemoattractant protein-1,MCP-1）水平随年龄增加而升高，AD 和MCI 患者的尿MCP-1水平高于对照组，但AD 组和MCI 组之间相比较，尿MCP-1 水平的差异无统计学意义，所以他们认为尿MCP-1 是诊断AD 和MCI 的潜在生物标志物，但并不能有效区分二者[19]。

 

2.3.4 外泌体 外泌体由多种细胞分泌，可携带多种物质，在人体多种体液中都能检测到。越来越多的研究发现，外泌体可能参与了AD 的发病过程。Fiandaca等[20]对AD 患者血液中神经来源的外泌体进行分析，发 现P-S396-Tau、P-T181-Tau 和Aβ42 在AD 临床发病前10 年就已经出现异常。张杰文教授和江海松教授团队发现AD 患者尿液外泌体中Aβ42 和P-S396-Tau 水平与健康对照组相比存在明显升高的情况[21]。不同外泌体的转运机制不同，可能导致其靶向细胞功能的改变有所不同，因此外泌体相关成分或许可以作为AD 早期诊断过程中潜在的生物标志物。

 

2.4 基因检测

随着研究的进展，人们发现了一些与AD 有关联的基因，如APP、早老素1（PSEN1）、早老素2（PSEN2）、载脂蛋白E（APOE）和TREM2 等。有研究者认为携带APOEε4 等位基因的人其大脑Aβ 沉积水平会随着时间的推移变得更高。谢新欣等[22]的研究中发现携带APOEε4 等位基因的MCI 患者其尿AD7c-NTP水平较未携带APOEε4 等位基因的MCI 患者高，且认知水平损害更严重。但APOEε4 等位基因诊断AD 的特异性较低，NIA-AA 不主张将其作为单独的AD 诊断指标，可联合其他标志物诊断AD，以提高诊断的特异性和敏感性。刘瑞君等[23]采用反转录聚合酶链反应（RT-PCR）检测外周血单核细胞TREM2 基因的mRNA表达水平发现，AD 组TREM2 的mRNA 表达量明显高于MCI 组和健康对照组。需要注意的是，基因检测的费用较昂贵，目前其使用范围受到较大的限制。

 

3 小结与展望

随着对AD 研究的开展和深入，早期诊断AD 的检测方法不断被提出，但仅靠一种方法诊断早期AD的难度较大，且误诊率高。目前，AD 的早期诊断仍具有一定的难度。因此，只有将多种诊断方法联合应用起来，互补其单独使用时的不足，才能为AD 的早期诊断提供更多科学可靠的依据。