隨著人口老齡化日益加劇,全球阿爾茨海默病(AD)患者數(shù)量已超過(guò)5 000萬(wàn),預(yù)計(jì)30年后,將達(dá)到1.52億例[1],其相應(yīng)的治療成本也將增至9.12萬(wàn)億美元[2-3]。目前,AD的病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確,且無(wú)有效方法阻止、逆轉(zhuǎn)病情,治療只能起到延緩、減輕病情的作用。2011年,生物標(biāo)志物的概念被引入到美國(guó)國(guó)立衰老研究所和阿爾茨海默病協(xié)會(huì)(NIA-AA)診斷標(biāo)準(zhǔn)中[4]。AD生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)使早期診斷AD成為可能,目前已報(bào)道多種生物標(biāo)志物,且部分已應(yīng)用于臨床,如tau蛋白[5]、β淀粉樣蛋白(Aβ蛋白)、阿爾茲海默病相關(guān)神經(jīng)蛋白(AD7c-NTP)[6]等。其中AD7c-NTP的臨床診斷價(jià)值受到關(guān)注。AD7c-NTP是神經(jīng)絲蛋白家族中一種相對(duì)分子質(zhì)量約為41×103的腦蛋白,在AD神經(jīng)變性早期的皮質(zhì)神經(jīng)元、腦組織提取物、腦脊液和尿液中AD7c-NTP水平升高,其水平可能與癡呆的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),具有作為AD生物標(biāo)志物的巨大潛力[7]。因此,本文將從AD7c-NTP的發(fā)現(xiàn)、病理聯(lián)系、臨床應(yīng)用等方面評(píng)估其作為AD生物標(biāo)志物的可行性。
有研究發(fā)現(xiàn),輔助性T細(xì)胞(Th)7、Th9和Th0 PTP單克隆抗體能與AD大腦皮質(zhì)神經(jīng)元發(fā)生交叉反應(yīng),DE LA MONTE等[8]基于此從AD腦表達(dá)文庫(kù)中分離出一個(gè)新的包含Alu序列的cDNA,此cDNA編碼一種新的腦蛋白,該蛋白存在于神經(jīng)細(xì)胞的長(zhǎng)軸突中,并在AD腦中選擇性上調(diào),被命名為AD7c-NTP。AD7c-NTP在神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)生和分化過(guò)程中表達(dá)增加,亦影響了相關(guān)非特異性中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的再生修復(fù)[9-10],而大腦皮層營(yíng)養(yǎng)不良軸突的廣泛增殖是AD的重要神經(jīng)解剖學(xué)基礎(chǔ)[11],提示AD7c-NTP與AD可能存在某種聯(lián)系。
一項(xiàng)AD7c-NTP表達(dá)的性質(zhì)和分布的研究顯示,AD患者的變性神經(jīng)元、軸突球體、營(yíng)養(yǎng)不良的軸突或不規(guī)則的波狀線狀神經(jīng)束纖維的AD7c-NTP免疫反應(yīng)性增強(qiáng)[12]。動(dòng)物研究表明,AD7c-NTP可通過(guò)增加MeCP2 pS421的磷酸化及其隨后的一系列譜系特異性基因的表達(dá)變化來(lái)介導(dǎo)、控制神經(jīng)細(xì)胞的再生與分化,與神經(jīng)細(xì)胞的可塑性相關(guān)[10]。AD7c-NTP在AD中的過(guò)度表達(dá)可能反映了與癡呆相關(guān)的廣泛的皮層神經(jīng)性發(fā)芽,而異常神經(jīng)性發(fā)芽和細(xì)胞死亡是AD神經(jīng)變性的重要特征[9],AD7c-NTP促進(jìn)了轉(zhuǎn)染神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)芽和細(xì)胞死亡,且在AD患者腦神經(jīng)元中大量積聚,與tau蛋白免疫反應(yīng)陽(yáng)性的神經(jīng)纖維纏結(jié)和營(yíng)養(yǎng)不良的軸突共存,其基因的異常表達(dá)甚至先于神經(jīng)元纖維纏結(jié)的形成,是AD神經(jīng)退變的早期事件[8,10]。
3.1腦脊液中的AD7c-NTP 早在1992年,DE LA MONTE等[8]就用高靈敏的三點(diǎn)單克隆抗體免疫放射分析法測(cè)定了AD患者腦脊液和腦組織提取物中AD7c-NTP水平,結(jié)果顯示二者中的AD7c-NTP是相同的免疫反應(yīng)蛋白,且前者的AD7c-NTP水平通常反映了后者的AD7c-NTP水平[13];而相對(duì)于健康對(duì)照者或非AD患者,AD患者的腦脊液AD7c-NTP表達(dá)水平增加,且與病情進(jìn)展呈正相關(guān)。與免疫放射分析法相比,酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)靈敏度更高,能快速檢測(cè)AD患者腦脊液AD7c-NTP水平變化[14],這也進(jìn)一步驗(yàn)證了AD7c-NTP作為AD生物標(biāo)志物的特異性。
3.2尿液中的AD7c-NTP 腦脊液AD7c-NTP水平直觀地反映了AD患者大腦的病變情況,對(duì)早期診斷AD具有較高靈敏度及特異度,但因其成本高、耗時(shí)長(zhǎng)、有創(chuàng)性而難以常規(guī)應(yīng)用于臨床,因此,迫切需要建立經(jīng)濟(jì)、易獲取、非侵入性的生物標(biāo)志物。腎臟濾過(guò)的尿蛋白有20%來(lái)源于血液,暗示尿蛋白具有診斷疾病的潛力。尿液AD7c-NTP由腦內(nèi)過(guò)量的AD7c-NTP通過(guò)受損血腦屏障進(jìn)入血液循環(huán),繼而經(jīng)過(guò)腎臟濾過(guò)形成,其不受尿液的高豐度抑制及體內(nèi)平衡機(jī)制的影響,鑒定相對(duì)容易,且尿液AD7c-NTP水平波動(dòng)比血液波動(dòng)更明顯,能更好地反映體內(nèi)AD7c-NTP的變化,是一種有價(jià)值的AD生物標(biāo)志物[15-16]。
尿液AD7c-NTP在不同類型的人群中表達(dá)不同。采用ELISA檢測(cè)AD患者與對(duì)照者尿液AD7c-NTP的表達(dá),二者差異明顯,前者平均值是后者的2~3倍[14,17-20],且其診斷靈敏度和特異度可達(dá)93.1%和90.3%[17]。此外,不同程度AD患者的尿液AD7c-NTP水平亦不一致。中重度AD組尿液AD7c-NTP水平較輕度組明顯升高[21];甚至在輕度認(rèn)知障礙階段,尿液AD7c-NTP水平已明顯增加[22],檢測(cè)尿液AD7c-NTP對(duì)早期發(fā)現(xiàn)AD具有重大臨床意義,相較于檢測(cè)腦脊液AD7c-NTP更具實(shí)用性。目前已有多種尿液AD7c-NTP的檢測(cè)方法(如ELSIA、7C-Gold、小分子多肽配體檢測(cè)等),其中ELSIA檢測(cè)性能較穩(wěn)定[23]。
3.3AD7c-NTP與其他影響因素的關(guān)系 MA等[24]比較了中國(guó)不同年齡段健康人群尿液AD7c-NTP的水平,該研究數(shù)據(jù)顯示,針對(duì)20~29、30~39、40~49、50~59、>60歲5個(gè)年齡組,隨著年齡增加,其相應(yīng)的尿液AD7c-NTP水平梯度呈上升趨勢(shì),5組間尿液AD7c-NTP水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P< 0.01),年齡是尿液AD7c-NTP水平的正相關(guān)因素。劉彬等[25]研究指出,女性尿液AD7c-NTP水平高于男性。有研究報(bào)道,尿液AD7c-NTP是一項(xiàng)相對(duì)穩(wěn)定可靠的指標(biāo),其水平不受人口統(tǒng)計(jì)學(xué)因素(如就業(yè)狀況、居住地等)或常見(jiàn)慢性病(如高血壓、糖尿病、卒中、癌癥、慢性肺部疾病、慢性肝病或抑郁癥等)的影響[26],且與血肌酐水平呈負(fù)相關(guān),與糖化血紅蛋白(HbA1c)、胰島素和三酰甘油水平呈正相關(guān),但與空腹血糖(GLU)水平無(wú)相關(guān)性,可能是因?yàn)镠bA1c比GLU更能反映糖尿病患者的血糖變化[27]。因此,建議在臨床實(shí)踐中針對(duì)不同的年齡段及性別設(shè)置不同的臨界值來(lái)診斷AD,通過(guò)檢測(cè)有AD危險(xiǎn)因素的受試者的尿液AD7c-NTP水平可預(yù)測(cè)其患AD的風(fēng)險(xiǎn)。
3.4AD7c-NTP與其他AD生物標(biāo)志物的對(duì)比應(yīng)用 tau蛋白和Aβ蛋白是比較權(quán)威的AD早期診斷生物標(biāo)志物。有研究顯示,聯(lián)合檢測(cè)AD患者血液tau蛋白和尿液AD7c-NTP,二者水平呈同步升高,相對(duì)于單一指標(biāo)檢測(cè),其診斷性能更高[28]。ZHANG等[9]則證明了尿液AD7c-NTP對(duì)預(yù)測(cè)認(rèn)知障礙患者的Aβ蛋白沉積具有較高的特異性。同樣,ApoE等位基因也與過(guò)度磷酸化的tau蛋白和Aβ蛋白沉積有關(guān),是AD進(jìn)展的主要預(yù)測(cè)因子,在AD患者中,ApoE等位基因攜帶者尿液AD7c-NTP水平明顯高于非攜帶者,尿液AD7c-NTP水平高低與ApoE分級(jí)趨于一致[29-30];而聯(lián)合檢測(cè)尿液AD7c-NTP與尿甲醛、血清S100B、腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)、脂蛋白相關(guān)磷脂酶2(Lp-PLA2)、CD45RA+T細(xì)胞亞群等相對(duì)于單獨(dú)應(yīng)用,其AD診斷陽(yáng)性率得到了更大提升[31-35]。由此可見(jiàn),尿液AD7c-NTP作為與tau蛋白和Aβ蛋白具有一致特異度和靈敏度的生物標(biāo)志物,其非侵入性優(yōu)勢(shì)及聯(lián)合檢測(cè)具有更大的臨床應(yīng)用潛力。
AD是世界第五大死因,至今仍無(wú)有效的治療方法。AD7c-NTP作為一種潛在的AD生物標(biāo)志物,其在AD早期的皮質(zhì)神經(jīng)元、腦組織、腦脊液和尿液中出現(xiàn)聚集或升高,與癡呆的嚴(yán)重程度呈正相關(guān),對(duì)AD的診斷具有較高的靈敏度和特異度;其中尿液AD7c-NTP檢測(cè)的無(wú)創(chuàng)、成本低、易獲取等特點(diǎn)使臨床大規(guī)模推廣實(shí)施更加方便。AD7c-NTP與tau蛋白、Aβ蛋白等生物標(biāo)志物聯(lián)用具備較大的臨床應(yīng)用優(yōu)勢(shì),但目前有關(guān)AD7c-NTP在AD退行性變中的作用機(jī)制及其生理病理功能尚不明確,且無(wú)完善的生物標(biāo)志物定量檢測(cè)手段及明確的臨界值范圍,這是未來(lái)實(shí)現(xiàn)AD早期診斷的突破口。鑒于AD的多種診斷技術(shù)各有其局限性,目前診療建議聯(lián)合運(yùn)用神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估、生物標(biāo)志物檢測(cè)、基因突變分析、影像學(xué)檢查及計(jì)算機(jī)技術(shù)等多種診斷方法,并盡早實(shí)施干預(yù)。