胰岛素抵抗与散发性阿尔茨海默病ApoE及IL-1α基因多态性的关系

陈建平 沐 楠 (广州市脑科医院老年科，广东 广州 510370)

阿尔茨海默病(AD)是最常见的神经系统退行性变疾病。它分为家族性阿尔茨海默病和散发性阿尔茨海默病(SAD)，SAD约占AD的90%～95%。胰岛素抵抗(IR)是指机体对一定量的胰岛素的生物学反应低于预计正常水平的一种现象，即对胰岛素不敏感。其主要的临床指征是高胰岛素血症。

1 对象与方法

1.1 对象 时间为2008年10月到2010年12月，在广州市精神病医院老年精神科住院和门诊患者中，符合美国精神病协会精神障碍诊断与统计手册第4版修订本(DSM-Ⅳ-R)的AD诊断标准，同时符合美国国立神经病语言障碍和卒中研究所及阿尔茨海默病与相关障碍协会(NINCDS-ADRDA)的AD标准做出可能AD和很可能AD诊断。排除抑郁因素导致的假性痴呆，血管性痴呆及家族性痴呆。所有入组病例均签署知情同意书。入组研究病例共 59例，男 21例(35.6%)，女 38例(64.4%);最小年龄58岁，最大年龄94岁，平均年龄(77.73±7.69)岁;最短病程0.5年，最长10年，平均病程(4.19±2.33)年，受教育年限最低0年，最长18年，平均(5.56±5.20)年。有代谢综合征的13例(占22%)，无代谢综合征的46例(占78%)。诊断 AD老年型37例(62.7%)，老年前期型3例(5.1%)，混合型18例(30.5%)，另外1例资料不全未能分型。

1.2 方法 患者简易智能状态检查表(MMSE)评分小于24分，用临床痴呆评定量表(CDR)及日常生活能力量表(ADL)评定痴呆严重程度;排除标准:Hachinski缺血指数量表≥7分，Hamilton抑郁量表(HAMD)评分≥17分，有痴呆家族史。临床诊断明确后，均取空腹静脉血10 ml，其中5 ml用于生化指标测试(包括血糖、胰岛素和皮质醇)，测身高，体重，血压，腰围等，评估有无代谢综合征(中华医学会糖尿病学分会建议代谢综合征的诊断标准)。另外5 ml柠檬酸钠抗凝，采用常规酚-氯仿抽提法提取外周血白细胞基因组DNA，－70℃冰箱保存备用。检测血糖、胰岛素和皮质醇:在雅培C-8000生化分析仪上，用己糖激酶法检测空腹血糖(FPG)。在拜尔Centaur免疫发光仪上，利用化学发光法测空腹血胰岛素(Fins)和皮质醇，计算胰岛素抵抗指数(IR)，IR=FPG×Fins/22.5，以评估胰岛素抵抗性。基因多态性检测:用聚合酶链反应-限制性片段长度多态性技术(PCR-RFLP)分别检测 AD患者外周血 ApoE、白介素(IL)-1α基因型。

1.3 统计学方法 用SPSS16.0版统计软件进行统计分析。数据用±s表示，采用t检验，χ2检验等统计方法。

2 结果

2.1 病人MMSE总分情况 59人中，1例未完成而剔除，另外58人较好完成检查。完成检查的病人中，男性20例(占34.5%)，女性38例(占65.5%)，男性患者MMSE总分平均为7.10±5.23，女性患者MMSE总分平均为8.63±5.68。男女总的MMSE评分为8.1±5.53。

2.2 病人CDR评分情况 59人均完成量表评定，评定为1分的患者4人，占6.8%，评定为2分的患者34人，占57.6%，评定为3分的患者21人，占35.6%。即中重度痴呆患者占93.2%。

2.3 病人空腹血糖检测 完成55例空腹血糖检测，其中血糖最低为 3.91 mmol/L，血糖最高为 17.22 mmol/L，平均为(5.95±1.95)mmol/L(偏度系数为 3.803，峰度系数为20.397)。

2.4 病人血胰岛素值检测 完成51例患者空腹胰岛素值检测，空 腹 胰 岛 素 最 低 值 为 0.20 μlU/ml，最 高 值 为22.90 μIU/ml，平均为(5.85 ± 4.39)μIU/ml(偏度系数为1.766，峰度系数为3.949)。

2.5 胰岛素抵抗的评估 采取目前较多用的计算方法:胰岛素抵抗指数=“空腹血糖×胰岛素含量/22.5”，但具体正常范围不完全统一，内分泌专家认为胰岛素抵抗指数在2.8以上可以判定为有“胰岛素抵抗”〔1〕。共50例病人检测到血糖和胰岛素，有7例指数高于2.8，即14%的AD病人存在“胰岛素抵抗”。

2.6 ApoE、IL-1α基因型 在完成的48例病人中，ApoE2/2基因型5例(10.42%)，ApoE2/4基因型2例(4.16%)，ApoE3/3基因型 35例(72.92%)，ApoE3/4基因型 3例(6.25%)，ApoE4/4基因型3例(6.25%)。

卡方值(Chi-Square)=84.500，自由度df=4，双侧渐近概率(Asymp.Sig)P=0.000。即ApoE基因型之间有显著差异。

在完成的51例病人中，IL-1αCC基因型44例(86.27%)，CT基因型7例(13.73%)，未见 TT基因型。卡方值(Chi-Square)=26.843，自由度 df=1，双侧渐近概率(Asymp.Sig)P=0.000。即IL-1α基因型之间有显著差异。

2.7 胰岛素抵抗与ApoE、IL-1α基因型的关系 总共40例病人同时完成了胰岛素抵抗性评估与ApoE基因型测定，n=40，有9个格子(90.0%)的期望频数小于5，最小期望频数为0.25。卡方值(Chi-Square)=3.523，自由度 df=4，P=0.474，故认为AD患者的ApoE基因型多态性，对胰岛素抵抗性差异无统计学意义。见表1。

n=43＞40，且有1个格子(25.0%)的期望值频数小于5，最小期望频数为0.84，故进行费歇尔精确度检验，得P=1＞0.05，故认为IL-1α的两种基因型对胰岛素抵抗性差别无统计学意义。见表2。

同时完成ApoE基因型与IL-1α基因型检测46例，进行χ2检验，n=46＞40，且有9个格子(90.0%)的期望频数小于5，最小期望频数为0.26。χ2=1.543，df=4，P=0.819 ＞ 0.05，故认为不同IL-1α基因型对 ApoE基因型多态性的影响无统计学意义。

表1 ApoE基因多态性与胰岛素抵抗的相关性(n)

表2 IL-1α基因多态性与胰岛素抵抗的相关性(n)

3 讨论

AD是最常见的神经系统退行性变疾病，对于它的发病机制目前还不完全清楚，现在比较认可的观点是遗传因素与环境因素相互作用的结果，环境因素主要指老化和不良的生活方式所导致的高血压、高血脂、糖尿病、冠心病、脑血管病等。这也可能反映了近年来越来越多学者认为AD同样具有血管因素。遗传因素方面相对难以控制，因此干预不良的生活方式成为防治AD的重要方向。不良的生活方式所导致的这些疾病都和代谢综合征有关，而胰岛素抵抗被认为是代谢综合征的核心。但关于胰岛素抵抗与SAD的流行病学调查结果并不一致，因而值得探讨。

3.1 胰岛素抵抗与SAD 胰岛素抵抗是指机体对一定量的胰岛素的生物学反应低于预计正常水平的一种现象，即对胰岛素不敏感。胰岛素抵抗不仅与2型糖尿病有关，而且与肥胖、血脂紊乱、动脉硬化及高血压有关。胰岛素抵抗已被认为是认知损害的重要危险因素，但其引起认知损害的确切机制尚不明确。近年来，有研究者把以脑内胰岛素信号通路障碍、IR为主要特点的SAD称为3型糖尿病〔2，3〕。由于与认知功能相关的结构如海马、内嗅区、大脑皮层不仅存在高密度的胰岛素受体，而且能产生局部胰岛素，故出现胰岛素信号转导障碍就必然出现认知功能障碍。近年研究认为，对于中枢神经系统胰岛素可能在不同的阶段有不同的影响，如在疾病急性期，胰岛素可能通过信号途径或其对糖代谢的影响提高认知功能;在慢性期，如2型糖尿病，胰岛素增多(IR状态下)可能抑制了胰岛素降解酶(IDE)对β类淀粉蛋白的识别，从而导致类淀粉蛋白缓慢堆积并诱导毒性淀粉基因的表达。中枢神经系统内胰岛素可以通过调节β淀粉样蛋白(Aβ)的释放和清除而调节其水平〔4〕，有神经毒性的Aβ增加，促进老年斑形成和神经元退行性变。

本研究提示，共50例AD病人检测到血糖和胰岛素，有7例胰岛素抵抗指数(空腹血糖×胰岛素含量/22.5)高于2.69，即14%的AD病人存在“胰岛素抵抗”。证实了部分文献报道，即胰岛素抵抗被认为是认知损害的重要危险因素。由于各种原因，其实目前具体对胰岛素抵抗指数多少时考虑存在胰岛素抵抗并未完全统一。本研究采用了较为认可的标准，即胰岛素抵抗指数高于2.69时判为存在胰岛素抵抗，这可能是导致检测结果并不如预料的那么高的原因之一。

3.2 SAD与ApoE基因多态性 载脂蛋白E(ApoE)与机体脂质和脂蛋白代谢关系密切，是影响机体血脂水平和动脉粥样硬化发生的重要因素，它是血浆主要载脂蛋白之一，具有多型性，主要由肝脏合成和代谢，在血浆脂蛋白代谢、组织修复、抑制血小板聚集、免疫调节和抵制细胞增殖以及老年性痴呆的病理性过程中均有重要作用，它与冠心病(CHD)、高脂血症、中枢神经系统疾病如颅内肿瘤、胆石症、各种肝病如肝炎、肝硬化、肝癌等都有关。

Utermann等于1975年首先观察到ApoE多态性，利用等电聚焦电泳和SDS―PAGE可以确认ApoE的多态性，其后又被直接检测的cDNA序列所证实，Zannis于1981年根据ApoE表型提出ApoE基因模型，认为ApoE的合成是由位于一个基因位点上的三个共显性等位基因所控制，即ε2、ε3和ε4，每一个等位基因对应于一个主要亚型产生三种纯合子(Ε2/2、E3/3、E4/4)和三种杂合子(E2/3、E2/4、E3/4)共六种常见表型。自然人群中，基因频率ε3分布最高，ApoE3/3表型分布频率约为70%。含E3的杂合子(E4/3、E3/2)居中(二者之和超过20%)，E2/2、E4/4 表型频率最低(二者之和不超过 8%)〔5〕。流行病学显示AD患者及其亲属中，ApoE的ε4等位基因较正常人群显著增高。但中国人群AD患者ε4频率增高低于白种人，与日本、韩国相近，说明基因平衡存在人种及地区性差异〔6〕。也有研究不支持ApoEε4是SAD的发病高危因素〔7〕。

本研究中，48例AD患者ApoE基因型多为ApoE3/3型(72.92%)，其次为 ApoE2/2型(10.42%)，ApoE4/4型只占6.25%。与文献报道的普通老年人的ApoE基因型分布相似。有学者认为ApoE2/2型是避免患AD的保护性基因，ApoEε4是SAD的发病高危因素，本研究中ApoE2/2型也达到10.42%，而ApoE4/4型只占6.25%，不支持上述观点。在48例AD患者中，ApoEε3所占比例高达72.92%，是否提示我们也应关注ApoEε3对AD的影响。

3.3 SAD与IL-1α基因多态性 白细胞介素(IL)是白细胞间相互作用的一些细胞因子，可由其他细胞产生，也可作用于其他细胞。白介素-1(IL-1)是体内作用最强的炎症介质之一，相对分子质量约17 000，由150多个氨基酸残基组成。IL-1家族是一个由多分子组成的大家族，包括:白介素-1α(IL-1α)、白介素-1β(IL-1β)、白介素 1 受体拮抗剂(IL-1receptor antagonist，IL-1ra)、IL-18、IL-33 等。

神经病理学证明在AD患者的大脑中，无论神经原纤维缠结或老年斑中，以及部分脑血管壁中，都有淀粉样沉积物，其主要成分为β淀粉样蛋白(β-AP)。近来的研究表明，AD与IL-1基因多态性相关。IL-1水平在AD脑内增高，IL-1的过表达与β-淀粉样斑块形成有关，并与其他危险因素如高龄、头外伤等共同作用，促进SAD的发生。IL-1在AD的发生、发展过程中具有重要作用〔8〕。也有研究提示，IL-1α多态与汉族 AD无关〔7〕。本研究对51例AD患者进行IL-1α基因多态性检测，发现86.27%为IL-1α CC型，13.73%为IL-1α CT型，没有检测到IL-1α TT型。提示AD患者IL-1α基因多态性以CC型为主。IL-1α基因多态性对ApoE基因型未见影响。

3.4 胰岛素抵抗与ApoE及IL-1α基因多态性关系 本研究发现，IL-1α基因多态性及ApoE基因多态性对SAD的胰岛素抵抗性均无影响。即胰岛素抵抗、IL-1α基因多态性及ApoE基因多态性相当于SAD来说，是独立的患病风险。彼此之间并无密切关联。这也证实SAD的患病风险复杂，是多因素作用的结果。各风险因素之间的横向联系还有待进一步研究。

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