老年阿尔茨海默病合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平及其相关性分析

贾 真，曹景莹，陈 恺，杨 宇

阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)属于一种中枢神经系统退行性疾病，主要发生在老年期，病人主要的表现是进行性认知障碍和记忆力损害，AD发病受多种基因、环境相互作用的影响，参与疾病发展[1]。目前临床中关于AD的发病机制尚不明确，但有研究指出，AD发病与糖代谢障碍有关[2]。Vagelatos 等[3]研究认为，2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)病人认知功能障碍是非糖尿病病人的1.5倍，60%～70%的糖尿病病人具有不同程度的认知功能障碍。胰岛素样生长因子-1(insulin like growth factor-1，IGF-1)属于一种重要的神经营养因子，其主要功能是通过与IGF-1受体结合完成，对β淀粉样蛋白的合成与降解有调节作用，并且在蛋白高度磷酸化过程中也有一定的抑制能力[4]，IGF-1在影响认知功能中具有重要作用。胰岛素降解酶(insulin-degrading enzyme，IDE)能促进胰岛素迅速降解，以二聚体或三聚体活化形式存在。胰岛素降解酶是IDE基因表达产物，其基因发生突变会导致T2DM、AD等疾病发生[5]。本研究分析IGF-1、IDE在老年AD合并糖尿病病人中的表达及其相关性。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选取2017年8月—2019年8月在广东医科大学附属医院就诊的老年AD合并糖尿病病人为AD合并糖尿病组，其中男20例，女20例；AD不合并糖尿病病人40例为AD不合并糖尿病组，其中男22例，女18例；糖尿病不合并AD病人40例为糖尿病不合并AD组，其中男19例，女21例。另选取同期在我院健康体检老年人40名为正常组，其中男20名，女20名。4组研究对象性别、年龄一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。简易智力状态检查量表(Mini-mental State Examination，MMSE)评分、空腹血糖指标比较差异有统计学意义(P<0.05)。详见表1。根据MMSE评分将AD合并糖尿病病人40例分为轻度组(20例)、中度组(11例)、重度组(9例)。

表1 4组临床资料比较

1.2 纳入标准 年龄≥60岁；糖尿病病人符合WHO制定的关于T2DM诊断标准；AD病人均符合2011年芝加哥AD诊断标准；临床资料完整；病人及其家属均知情，并签署知情同意书。

1.3 排除标准 合并严重糖尿病并发症糖尿病肾病、眼底视网膜出血病人；肝、肾功能出现障碍；合并肿瘤；精神异常；合并自身免疫性疾病以及抑郁症；已经服用药物治疗病人。

1.4 AD合并糖尿病病人不同严重程度评估 采用MMSE评分[6]进行评估，主要包括定向力、记忆力、注意力和计算力、语言能力方面。总分为30分，重度：0～9分；中度：10～20分；轻度：21～26分。

1.5 检测指标及方法 通过酶联免疫吸附试验(ELISA)检测各组IGF-1、IDE水平，并进行Pearson相关性分析。抽取所有研究对象入院当天的空腹静脉血5 mL，以3 000 r/min离心10 min后，分离上层血清，于-80 ℃环境中保存，待检。采用血糖分析仪(合世生医科技股份有限公司)检测所有研究对象的空腹血糖。采用ELISA检测IGF-1、IDE水平，具体操作：将采集到的标本，取50 mmol碳酸盐(pH9.5 0.05 mol/L CB)适当稀释的抗IGF-1、IDE 0.1 mL，添加至聚苯乙烯反应板孔中，加盖后放置在温度4 ℃的环境中24 h，次日使用洗涤剂洗涤3次后，甩干。在各孔中加入稀释液(pH7.4 0.02 mol/L Tris-HCl缓冲液)稀释的待测标本0.1 mL，同时加入阳性和阴性的对照标本，在43 ℃静置60 min，将液体移除洗涤3次后，甩干。在各孔中加入IGF-1、IDE的酶标抗体0.1 mL，43 ℃环境中静置60 min。液体移去后洗涤3次，甩干。在各个孔中加入底物液(0.1 mol/L Na2HPO4Na2HPO4·12H2O 35.8 g/L)5.14 mL，0.05 mol/L枸橼酸(10.5 g/L)4.86 mL混匀，加入邻苯二胺(OPD)4 mg，置棕色小瓶中，临用时加30% H2O24.0 μL，混匀0.1 mL，蔽光min，在各孔中加入2 mol/L H2SO40.05 mL，终止反应。分析IGF-1、IDE水平。

2 结 果

2.1 4组IGF-1、IDE水平比较 AD不合并糖尿病组、糖尿病不合并AD组、AD合并糖尿病组病人IGF-1水平高于正常组；AD合并糖尿病组IGF-1水平高于AD不合并糖尿病组；AD合并糖尿病组IGF-1水平高于糖尿病不合并AD组，差异有统计学意义(P<0.05)，即AD合并糖尿病组IGF-1水平高于糖尿病不合并AD组、AD不合并糖尿病组(P<0.05)。AD不合并糖尿病组和AD合并糖尿病组病人IDE水平比较，正常组和糖尿病不合并AD组IDE水平比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。AD不合并糖尿病组和AD合并糖尿病组IDE水平低于正常组和糖尿病不合并AD组，差异有统计学意义(P<0.05)。详见表2。

表2 4组IGF-1、IDE水平比较(±s) 单位：ng/mL

2.2 不同严重程度AD合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平比较 AD合并糖尿病病人中度组、重度组IGF-1水平高于轻度组，IDE水平低于轻度组，差异均有统计学意义(P<0.05)。重度组IGF-1水平高于中度组，IDE水平低于中度组，差异均有统计学意义(P<0.05)。详见表3。

表3 不同严重程度AD合并糖尿病病人IGF-1、IDE水平比较(±s) 单位：ng/mL

2.3 IGF-1、IDE之间的相关性分析 经Pearson相关性分析发现，IGF-1与IDE之间呈负相关(r=-0.370，P=0.019)，差异有统计学意义(P<0.05)。详见图1。

图1 IGF-1与IDE之间的相关性分析

3 讨 论

近年来，根据流行病学调查研究显示，T2DM和AD之间联系紧密[6]，相关研究报道也越来越多[7]。血糖控制不良可增加病人发生痴呆的风险，对病人其他发病因素进行控制，糖尿病病人发生痴呆的概率仍然较高[8]，因此，血糖代谢与痴呆发病有着紧密的联系。王前友等[9]研究指出，血糖代谢紊乱也会导致血管功能紊乱，引起血管损伤，动脉硬化随之发生，最终导致血管性痴呆发病。

IGF-1是胰岛素家族重要成员之一，也被称为生长调节素C，其结构与胰岛素相似，在多种细胞的增殖、迁移、分化、代谢过程中发挥着重要作用[10]。IGF-1在全身均有分布，主要是通过IGF-1受体起到作用。李芳芳等[11]研究认为，IGF-1与中枢神经系统疾病AD发病有紧密的联系，IGF-1能对α分泌酶产生刺激，从而降低Aβ产生，通过IGF-1治疗能减少β分泌酶的蛋白水平，减少Aβ，在这一过程中PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信号通路参与其中，通路信号发生紊乱导致AD病理产生[12-13]。本研究结果显示，IGF-1在AD合并糖尿病病人中表达水平最高，提示IGF-1高水平可能会激活PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信号通路，参与AD发生，马衣日木·赛买提等[14]研究结果也证实这一观点。IGF-1在老年AD合并糖尿病病人中表达明显，在老年AD不合并糖尿病病人中表达不明显。关于PI3K/Akt和MAPK/ERK1/2信号通路对AD的影响本文研究未涉及，仍需要今后做后续试验加以证实。

IDE属于一种金属蛋白酶，在细胞质、过氧化物酶体、内涵体中均有表达，主要对胰岛素产生作用，在Aβ降解过程中起到重要的参与作用[15]。IDE水平降低，Aβ发生大量沉积，老年斑大量形成，血管也发生淀粉样变，最终导致AD发生[16]。下调IDE表达，会促进Aβ聚集，对胰岛素信号传导系统产生一定的消极影响，一旦机体中发生高胰岛素血症或者是出现胰岛素抵抗，胰岛素与Aβ通过竞争结合作用产生IDE，大脑中IDE活性降低，Aβ降解和清除能力也随之降低，导致AD病程加快[17-18]。本研究结果显示，AD合并糖尿病病人IDE水平较低，会导致Aβ大量沉积，血管发生淀粉样变，加快AD发病病程。结合王世涛[19]研究结果，说明IDE可能参与AD发病过程。

本研究发现，重度AD合并糖尿病病人IGF-1水平高于中度、轻度病人，IDE水平低于中度、轻度病人，说明AD病情越严重，IGF-1、IDE水平表现越异常，IGF-1、IDE水平与AD严重程度有关。提示病情越严重的AD病人，Aβ产生明显减少，其Aβ降解和清除能力越弱，加快AD发病。陈敏等[20]研究也指出，IGF-1水平与AD的病情严重程度呈正相关。本研究经过Pearson相关性分析发现，IGF-1与IDE之间呈负相关，说明随着老年糖尿病合并AD病情的不断发展，IGF-1水平逐渐升高，IDE水平降低，在AD疾病发病中具有重要作用，本研究从T2DM合并AD的发病机制入手，检测IGF-1、IDE水平，进行Pearson相关性分析，为探索AD的发病机制提供思路，在糖尿病预测AD发病风险方面有重要现实意义，对AD高危随访、AD早期诊断干预等临床工作具有指导意义。

综上所述，IGF-1、IDE在老年AD合并糖尿病病人中表达异常，两者之间呈负相关，参与老年AD合并糖尿病疾病的发展，对研究老年糖尿病合并AD的发病机制具有重要意义。