阿尔茨海默病患者尿甲醛浓度与MMSE的相关性

郝智慧 李文杰 崔志杰 李 沫 李钦云 王维山 赫荣侨 (北京老年医院精神心理科，北京 00095)

早在1906年德国病理学家阿尔茨海默先生，首次报道老年性痴呆患者脑组织中细胞外淀粉样物质老年斑和细胞内神经纤维缠结。长期以来医学工作者对此进行了深入的研究。并取得了可喜的成绩。但能用于指导临床、适用性强的生物学指标并不多。国内外主要通过询问病史和神经精神量表测定来诊断阿尔茨海默病(AD)，其中最常用的评估工具是简短精神状态量表(MMSE)。近几年国内外学者研究发现，长期与环境中浓度超标的甲醛接触，可对人的记忆、注意、感知等方面有损害。实验证明体内高浓度甲醛可诱导神经细胞内tau蛋白错误折叠〔1〕，与神经纤维缠结、老年斑的形成有一定关系。甲醛主要由肾脏以尿液形式排出体外，检测尿液甲醛浓度简单易行。2008年至2009年我们与中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室合作，测定了65岁及以上的正常老年人和AD患者的尿液甲醛的浓度，并分析了轻、中、重度AD组以及正常对照组中被试的尿甲醛浓度与MMSE分数之间的相关性。

1 资料与方法

1.1 研究对象 同期选择社区、敬老院、门诊65岁及以上的老年人(经统一神经精神量表测试筛查)，随机抽取认知功能正常者30例，轻、中、重度AD患者各30例。MMSE得分27～30分为正常组:男 13例，女 17例，年龄为 66～98岁，平均(78.34±7.15)岁。MMSE得分20～26分为轻度AD组:男16例，女14例，年龄为65～88岁，平均(79.3±6.01)岁。MMSE得分10～19分为中度AD组:男15例，女15例，年龄65～106岁，平均(81.6±9.70)岁。MMSE得分0～9分为重度AD组:男13例，女17例，年龄为65～95岁，平均(76.2±6.84)岁。各组性别和年龄经统计学检验无差异，具有可比性。

1.2 方法 AD诊断采用世界卫生组织制订的国际疾病分类第10版(ICD-10)的标准。简短精神状态量表MMSE，总分30分。痴呆参考值:文盲组≤17分，小学组≤20分，中学或以上组≤24分。AD认知功能障碍程度参考值0～9分重度，10～19分中度，20～26分轻度，27～30分正常。排除标准:排除脑血管疾病、脑外伤、肿瘤、脑积水等其他原因所致的痴呆疾病。入选者留取晨间空腹中段尿液20 ml，－70℃保存，送中国科学院生物物理研究所脑与认知功能科学国家重点试验室。采用荧光高效液相色谱检测尿液中甲醛含量。

2 结果

2.1 MMSE与尿甲醛浓度的相关性 结果显示:以90例AD患者作为一个总体进行分析，发现尿甲醛浓度与MMSE成负相关(P ＜0.000 1)，见表1。2.2 AD程度与MMSE的相关性 对轻、中、重度AD组以及正常对照组等每组30例被试进行分析，发现中、重度AD组尿甲醛浓度与MMSE成负相关(P＜0.05)。轻度AD组、正常组无相关性，见表2。

表1 尿甲醛浓度与MMSE的相关性

表2 尿甲醛浓度与MMSE的相关性

3 讨论

目前国内外普遍应用神经精神量表来作为AD的诊断参考工具。其中MMSE虽然存在着不足和缺陷，但它具有简便易行和较好的敏感性(80% ～90%)和特异性(70% ～80%)等优点，联合检查 ICC为0.99，相隔48～72 h的重测法 ICC为0.91，目前仍被国内外广泛应用〔2〕。临床上迫切需要敏感性好、特异性高的生物学指标的出现，以便于AD临床诊断和对患者疾病转归进行评估。

我们与中国科学院生物物理研究所脑与认知科学国家重点实验室赫荣侨研究员开展合作研究发现:通过原子力显微镜荧光标记Congo染色法观察到，低浓度甲醛(0.01% ～0.1%)诱导人类tau蛋白结构发生错误折叠，形成类似球状聚集物。给AD转基因小鼠模型注射甲醛，实验组小鼠在2个月的时候大脑中的Aβ蛋白开始沉积。测定正常人和AD患者脑组织海马区的甲醛含量，AD患者显著高于正常对照〔3〕。脑组织中的神经纤维缠结(NFT)和老年斑(SP)病理结构是诊断AD的金标准。NFT和SP的组成成分分别是过度磷酸化的tau蛋白和淀粉样肽Aβ〔4〕。提示我们甲醛浓度在体内的超标和异常代谢可能参与AD发病。

本组研究目的是了解AD患者尿甲醛含量与MMSE分数之间有怎样的关系。为了保证样本的可靠性，在诊断方面我们还增加了临床痴呆量表(CDR)、缺血分数量表(HIS)、神经精神科问卷(NPI)以及影像学检查。结果在总体水平上，65岁及以上正常老年人和AD患者尿甲醛含量显著不同，差异有统计学意义(P＜0.0001)。轻度 AD组与正常组 rs值分别是－0.195和－0.173没有统计学意义。但在生理条件下，血液中所维持的甲醛水平非常接近于甲醛对细胞产生损伤的浓度的实验结果相符中〔5〕。中度AD组(rs= －0.467)和重度AD组(rs=－0.362)均有统计学意义(P＜0.05)。而轻、中、重度AD患者尿甲醛含量与CDR值有非常明显的正相关(rs=0.638，P ＜0.000 1)。

机体内甲醛的来源有两种途径，即外源性和内源性甲醛。外源性甲醛虽然可伤害脑神经，影响记忆等功能但在机体代谢和消除功能正常时，又不存在长期与高浓度甲醛环境接触时，其对认知功能的影响是有限的。研究表明内源性甲醛影响脑认知功能是重要的。其生成途径是由一碳循环中的蛋氨酸参与半胱氨酸循环，经过转甲基、脱甲基生成甲醛;另一种途径是一些胺类通过氨基脲敏感氨类氧化酶的代谢生成甲醛〔6〕。甲醛主要通过酶促反应生成甲酸随尿液，或者转化为二氧化碳排出体外〔7〕。如果内源性甲醛生成代谢途径异常或外源性甲醛进入体内过量、时间过长，浓度过高时，甲醛能与蛋白质、DNA、RNA等重要生物大分子及某些神经递质发生化学反应而影响这些物质的结构与功能。实验证明甲醛可使人类tau蛋白错误折叠呈球形。作为神经元细胞骨架tau蛋白构型发生改变，将失去其稳定和维持微管系统的功能〔8〕，使神经细胞形态的维持、分化、成熟。内分泌活动、受体活化等过程受到严重影响，使各种分子在神经细胞的轴突中流动受阻，通讯传导中断。甚至神经元退变或死亡。老年斑在转基因型APP/PS1小鼠的大脑中被发现，我们的实验已验证脑中甲醛浓度超标会促进Aβ1～42淀粉样沉积。

研究发现AD患者和正常老年人的尿甲醛浓度有显著的统计学差异，AD患者的认知功能水平与尿甲醛浓度负相关。动物实验和临床病例资料分析结果均提示，甲醛可能参与AD的发生与发展过程。尿甲醛浓度测定是否能成为有实用价值的AD生物学指标还有待于进一步研究。

1 董志前，万 有，罗文鸿，等.内源性甲醛及其相关人类重大疾病〔J〕.自然科学进展，2008;18(11):1201-10.

2 张明园.老年期痴呆防治指南〔J〕.北京大学医学出版社，2007;6:22.

3 Tong Z，Zhang J，Luo W，et al.Urine formaldehyde level is inversely correlated to mini mental state examination scores in senile dementia〔J〕.Neurobiol Aging，2011;32(1):31-41.

4 王 琨，丁新生，程 虹.阿尔茨海默病患者脑脊液 tau、Aβ1-40、Aβ1-42(43)蛋白的检测及其临床意义〔J〕.徐州医学院学报，2000;20(2):109.

5 李芳序，卢 静，许亚杰，等.老年性痴呆发病过程中内源性甲醛慢性损伤机制〔J〕.生物化学与生物物理进展，2008;35(3):395.

6 Yu PH，Cauglin C，Wempe KL，et al.A novel sensitive high performance liquid Chromatography/electrochemical procedure for measuring formaldehyde produced from oxidative deamination of methyamine and in biological samples〔J〕.Anal Biochem，2003;318(2):285-90.

7 张风文，杜军保，唐朝枢.内源性甲醛与心血管疾病〔J〕.生理科学进展，2010;41(1):18.

8 盛树力.老年性痴呆(从分子生物学到临床诊治)〔M〕.北京:科学技术出版社，1998:187-90.