阿尔茨海默病的生物标志物研究进展_胡轶虹

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文章编号:1003-

2754(2016)01-0090-03中图分类号:R749.1+

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阿尔茨海默病的生物标志物研究进展

胡轶虹,白春艳,周

艳综述,孙宏侠审校

收稿日期:2015-11-14;修订日期:2015-12-28作者单位:(吉林省人民医院神经内科,吉林长春130021)通讯作者:孙宏侠,

E-mail :huyihong76@163.com 阿尔茨海默病(AD )是老年痴呆的最常见的类型,

老年人在出现症状后3 9y 内可导致死亡[1]

。世界上超过350

万人患有AD ,在超过85岁的老年人诊断AD 的比例超过1/3[2]。在AD 中检测出许多分子病变:由有毒amyloid β(A β)聚集形成的细胞外淀粉样斑块和由过磷酸化tau 蛋白形成的细胞内的神经元纤维缠结是典型的AD 病变。

AD 通常根据发病时间分为两型[3]。早发性AD :在65岁前发病,是一种非常少见的(<1%),常染色体显性家族性疾病,是由APP 及早老素基因突变引起,与γ-分泌酶复合物对A β的作用有关。晚发性AD :绝大多数的AD 患者都是此类型,发病年龄晚(>65岁),呈散发和不均匀性,由年老、遗传和环境危险因素等引发。虽然晚发性AD 病因是未知的,A β的清除下降可能是疾病发展的主要因素[4]。许多家族研究及遗传学分析显示载脂蛋白E (APOE )基因的ε4等位基因是晚发AD 的主要危险因素

[5]

AD 诊断学标志物的许多研究显示:循环生物标志物包括A β肽(A β40和A β42)和tau /磷酸化-tau 可用于AD 的诊断,

APOE 基因的多态等位基因的基因型分析也用作晚发性AD 的预测性标志物。尽管关于AD 的诊断标志物研究处于不断进展中,在各个研究中存在大的可变性和不一致性,拖延了各种AD 标志物作为诊断工具在临床中使用

[6]

。另

外,几个研究表明,循环小分子核糖核酸(miRNAs )在AD 患者的血清及脑脊液中有特异性的变化,提示miRNAs 可用于

AD 的诊断,单独或与其他AD 生物标志物联合使用[7]

。本

文将就AD 相关的几种生物学标志物作一综述。

1

APP

A β斑,由细胞外A β蛋白在脑中沉积及聚集而成,是AD 的主要神经病理标志物。A β第一次于1984年由Glenner 和Wong [8]从脑血管淀粉样变和AD 相关的淀粉样蛋白斑块的纤维中分离出来。APP 由两个独立的蛋白水解途径裂解。非淀粉样蛋白途径是由α-分泌酶控制,α-分泌酶裂解APP 并释放出APP 的细胞外氨基端,形成分泌的淀粉样前体蛋白-α(sAPP α)。其后,一个83残基的C-端片段(C83)被γ-分泌酶消化,释放细胞外p3和淀粉样蛋白胞内区域(AICD )。淀粉样途径结合了β-和γ-分泌酶的顺序动作,在细胞内位置如内质网或高尔基体形成了A β肽。β-分泌酶,也称为β-位点淀粉样前体蛋白裂解酶-1(BACE-1),裂解APP ,生成N-端sAPP β和C-端C99肽。C99肽由γ-分泌酶裂解,形成A β,A β可错误折叠形成细胞外纤维,是AD 脑中淀粉样斑的主要成分。在人类A β的主要形式包括40个氨基酸(A β40),但是A β的长的形式(A β42),在C-端另外增加了两个氨基酸,被发现与AD 有关。

Goate 等[9]于1991年首先报告了在AD 家族中APP 的

错义突变的分离,其后又报告了两个突变,包括单一氨基酸在跨膜区及密码子717的替换。如今,超过30种APP 错义突变已经得到证实,大约有25种是致病的,在多数病例中导致常染色体显性遗传,早发性AD [10]

。尽管APP 基因突变通

常是常染色体显性,

A673V 突变导致AD 却是常染色体隐性的方式

[11]

2

早老素和γ-分泌酶复合物

Schellenberg 等[12]于1992年发现的第一个遗传连锁的家族AD ,位于14号染色体上。随后,其他团队通过遗传连锁的研究揭示染色体14q24.3的图谱位点(AD3)与AD 进展型有极高的敏感性。他们分离出一个最小的共分离区域,包含AD3基因和一个新基因(S182)的转录,这个新基因的产物被认为包含多个跨膜域,就像一个完整的膜蛋白。这种蛋白质包含5个不同错义突变保守域,和早发性家族性AD 高度相关。这个蛋白质被命名为早老素1(PSEN1),应用一个克隆定位方法证实PSEN1位于14q24.3,

PSEN2位于1q31-q42。PSEN1是γ-分泌酶与呆蛋白、前咽缺陷1(Aph-1)和早老素增强子2(PEN-2)复合物的一个主要组成部分。PSEN1是一个多面体膜蛋白,它构成了γ-分泌酶复合物的催化核心。已经报道的PSEN1突变超过180种,大多数是错义突变引起氨基酸替换。PSEN1突变是早发性AD 最常见的病因,占18% 50%的常染色体显性遗传早发性AD 。PSEN1突变能引起伴有完全外显率的非常严重形式的AD ,发生在58岁左右,而不完全外显率也曾经报道过。许多研究已经证实不同种族有不同的PSEN-1突变型。在一个不相关的加勒比裔家庭中报告了一个导致早发性AD 的PSEN-1基础突变

[13]

,表明A431E 突变在墨西哥家庭导致早发性

AD 。回顾性队列研究449例受试者[14],他们是PSEN1E280A 携带者,已经完成临床随访,显示出AD 痴呆不同阶段的临床进展。研究显示在35岁、

38岁、44岁、49岁、59岁可以分别识别出无症状前-轻度认知障碍(pre-MCI ),有症状pre-MCI 、MCI 、痴呆、或者死亡。

早老素2(PSEN2)的识别是由于其与PSEN1高序列同源性,它的位置在连锁分析定义的候选区域内。PSEN2基因错义突变导致早发性AD 非常罕见,发病的年龄相比PSEN1要晚。PSEN2突变患者的发病年龄变化很大,外显率在感染的家庭成员间也比PSEN1低。PSEN2在早发性AD 的作用仍然是未知的,但最近的一项研究显示突变PSEN2通过氧生物活化的细胞外信号调节激酶增加β-分泌酶活性

[15]

·09·J Apoplexy and Nervous Diseases ,January 2016,Vol 33,No.1