血清Aβ1-42及P-tau-181与老年2型糖尿病轻度认知功能障碍的关系*

许 雪，孔璐璐，李 伟△

(1.徐州医科大学附属医院内分泌科，江苏徐州 221002;2.江苏省宿迁市钟吾医院内分泌科 223800)

2型糖尿病(type 2 diabetes，T2DM)是一种慢性代谢性疾病，可导致全身血管及多个器官病变，其中糖尿病认知功能障碍被认为是糖尿病并发的中枢神经系统损害，近年开始受到越来越多的关注。在所有年龄段的糖尿病患者中，都可能存在细微的认知变化，但是60岁以上的患者患认知障碍和痴呆的风险更高[1]。痴呆是21世纪最为重要的健康危机之一，中国也是痴呆症患者最多的国家，研究显示糖尿病与罹患认知功能障碍及包括阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease，AD)在内的各种痴呆症的风险增加密切相关[2]。而轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)被认为是介于认知功能正常和痴呆之间的一种状态，往往因病情隐匿而易被忽略；目前T2DM合并MCI的病理机制尚不明确，诊断依赖于主观临床症状的判断及神经认知测验的结果。故本研究通过观察血清β淀粉样蛋白1-42(Aβ1-42)、磷酸化tau-181(P-tau-181)蛋白水平与T2DM合并MCI的相关性，希望能在此基础上结合有效的生物标志物检查以便对MCI进行早期诊断和干预治疗。

1 资料与方法

1.1 一般资料

研究对象为2019年7月至2020年7月徐州医科大学附属医院内分泌科收治的T2DM患者共180例。纳入标准：年龄≥60岁；符合美国糖尿病学会(ADA)T2DM诊断标准[3]。排除标准：1型或其他特殊类型糖尿病患者；合并严重感染或糖尿病急性并发症患者；酒精依赖及药物滥用者；合并精神障碍性疾病如抑郁症等，或长期服用精神类药物的患者；合并痴呆症的患者；合并甲状腺功能异常的患者；3个月内急性脑血管疾病发作；合并脑部创伤、肿瘤、癫痫、帕金森病、中枢神经系统炎性病变的患者；先天性智力障碍的患者；合并严重的视力、听觉、言语或书写障碍不能配合完成认知功能检查的患者。

根据PETERSEN[4]提出的MCI诊断标准：(1)存在主观认知障碍，最好由举报人确认；(2)在评估组中进行的认知测试中有客观上的表现损害；(3)保留一般的认知功能；(4)基本正常的功能活动；(5)无痴呆，首先在入组前排除痴呆患者[简易智力状态检查量表评分小于24分[5]或简易蒙特利尔评估(MoCA)量表评分小于19分[6]]，并结合MoCA量表得分将180例T2DM患者分为认知功能正常组(NCI组)83例(MoCA≥26分)及轻度认知功能障碍组(MCI组)97例(MoCA 19～<26分)。研究经过徐州医科大学附属医院伦理委员会审核批准，所有纳入研究的患者均签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1临床指标检测

记录患者的性别、年龄、受教育程度及糖尿病病程，测定患者身高和体重，并计算体质量指数(body mass index，BMI)。禁食8 h后采集空腹肘静脉血检测空腹血糖(fasting plasma glucose，FPG)、糖化血红蛋白(glycosylated hemoglobin A1c，HbA1c)、胰岛素(insulin,Ins)、C肽(C-peptide)、三酰甘油(triglycerides，TG)、总胆固醇(total cholesterol，TC)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C)、血肌酐(creatinine，Cr)、尿酸(uric acid，UA)。

1.2.2血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白检测

清晨采集受试者空腹肘静脉血5 mL，置于有惰性分离胶或促凝剂的黄盖采血管中，采血后放置15 min使之凝固，再离心分离血清，4 ℃下保存待测。严格按照试剂盒使用说明书检测，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清Aβ1-42及P-tau-181蛋白水平，批间差及批内差小于或等于15%。

1.2.3认知功能测评

MoCA量表是一种较简洁且有效的筛查认知障碍的工具，可用于检测在简易智力状态检查量表中表现正常的人的MCI，具有高灵敏度和特异度；此量表主要评估注意力、执行能力、语言、记忆、抽象思维、计算力和定向力，受教育程度≤12年总分加1分，测验由一名经过专业培训的专职医师进行操作，总分30分，总分≥26分为认知功能正常，19～<26分为轻度认知功能障碍。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 两组患者临床资料比较

两组患者性别、吸烟史、卒中史、BMI、FPG、HbA1c、Ins、C肽、HDL-C、Cr、UA水平比较，差异均无统计学意义(P>0.05)；MCI组MoCA评分显著低于NCI组(P<0.01)，确认合并MCI的T2DM患者认知功能明显下降，并且与NCI组相比，MCI组的年龄更大，糖尿病病程更长，TG、TC、LDL-C水平及受教育程度更低，差异均有统计学意义(P<0.05)；与NCI组相比，MCI组患者的血清Aβ1-42和P-tau-181水平更高(P<0.01)，见表1。

表1 两组患者一般资料及生化指标比较

2.2 两组患者血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平与MoCA得分及各临床参数的相关性

经Spearman相关分析表明，血清Aβ1-42水平与年龄呈显著正相关(r=0.151，P<0.05)，与受教育程度、血清C肽、MoCA得分呈显著负相关(r=-0.307，-0.215，-0.511，均P<0.01)。血清P-tau-181水平与年龄、糖尿病病程、肌酐呈显著正相关(r=0.299，0.153，0.190，均P<0.05)，与受教育程度、血清C肽、TC、LDL-C、MoCA得分呈显著负相关(r=-0.258，-0.202，-0.156，-0.184，-0.484，均P<0.05)，其中血清Aβ1-42和P-tau-181蛋白水平与认知功能均呈显著负相关(均P<0.01)，见表2。

表2 两组患者Aβ1-42、P-tau-181水平与MoCA得分和各临床参数的相关性分析

2.3 矫正后两组患者血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平与MoCA得分及各临床参数的相关性

进行年龄和性别矫正后，经偏相关分析表明，血清Aβ1-42水平与HDL-C呈显著正相关(ρ=0.181，P<0.05)，与受教育程度、血清C肽、MoCA得分仍呈显著负相关(ρ=-0.310，-0.167，-0.504，P<0.05)。血清P-tau-181水平与空腹血糖呈显著正相关(ρ=0.166，P<0.05)，而与糖尿病病程、肌酐无明显相关性；与MoCA得分仍呈显著负相关(ρ=-0.376，均P<0.01)。其中血清Aβ1-42、P-tau-181蛋白水平与认知功能仍均呈显著负相关，但相关性较矫正前有所削弱(ρ=-0.504，-0.376，均P<0.01),见表3。

表3 矫正后两组患者Aβ1-42、P-tau-181水平与MoCA得分和各临床参数的相关性分析

2.4 单因素logistic回归分析各因素与MCI的关系

回归分析结果显示，年龄、受教育程度、糖尿病病程、TG、TC、LDL-C、Cr及血清Aβ1-42、P-tau-181均与发生MCI有关(其OR值分别为1.205，0.787，1.054，0.672，0.659，0.598，1.015，1.094，1.022，均P<0.05)，见表4。

表4 各临床参数与MCI的相关性分析

续表4 各临床参数与MCI的相关性分析

2.5 多因素logistic回归分析不同水平的Aβ1-42、P-tau-181与MCI的关系

分别根据血清Aβ1-42和P-tau-181三分位数水平进行等分位分组(Aβ1-42分为Q1～Q3组，P-tau-181分为q1～q3组)；以Q1和q1组作为参照，模型1校正了年龄和性别，结果表明Q2和Q3组MCI发生的相对风险OR值分别为2.24和10.37，q2和q3组MCI发生的相对风险OR值分别为1.22和7.14，随着Aβ1-42和P-tau-181的水平升高，患者发生MCI的风险呈上升趋势(P<0.01)，Aβ1-42水平升高一个标准差，患者发生MCI的风险增加5.06倍，P-tau-181水平升高一个标准差，患者发生MCI的风险增加1.65倍；模型2在模型1的基础上进一步校正了BMI、受教育程度和糖尿病病程，模型3在模型2的基础上又进一步校正了FBG、HbA1c、胰岛素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C等生化指标，结果显示校正后的Q2、Q3和q2、q3组MCI发生的相对风险均被不同程度削弱，但随着Aβ1-42，P-tau-181水平的升高，发生MCI的风险仍呈上升趋势且具有统计学意义(P<0.05),见表5和表6。

表5 不同Aβ1-42水平分组与MCI的相对风险

表6 不同P-tau-181水平分组与MCI的相对风险

Model 1：校正年龄和性别；Model 2：在模型1的基础上校正了BMI,受教育程度,糖尿病病程,吸烟史,卒中史,收缩压及舒张压；Model 3：在模型2的基础上校正了生化指标，包括(FPG、HbA1c、胰岛素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C、Cr、UA)。

Model 1：校正年龄和性别；Model 2：在模型1的基础上校正了BMI,受教育程度,糖尿病病程,吸烟史,卒中史,收缩压及舒张压；Model 3：在模型2的基础上校正了生化指标，包括FPG、HbA1c、胰岛素、C肽、TG、TC、LDL-C、HDL-C、Cr、UA。

3 讨 论

β淀粉样蛋白(Aβ)在细胞外沉积形成的老年斑和tau蛋白过度磷酸化在神经细胞内形成的神经元纤维缠结是AD的病理学特征。现研究多通过正电子发射断层扫描(PET)来反映脑内Aβ斑块和神经纤维缠结的沉积情况[7]，也可检测脑脊液(CSF)或者外周血浆中Aβ、磷酸化tau蛋白的水平来研究与AD的关系。研究已经证实AD和糖尿病之间存在许多共同的发病机制，如胰岛素传导信号受损、神经炎症、氧化应激增加导致的线粒体功能障碍等[8]。这些机制的存在可能同样促使Aβ和磷酸化tau蛋白在糖尿病认知功能障碍的发病中发挥着重要作用。

Aβ1-42是由淀粉样前体蛋白(APP)通过β-和γ-分泌酶切割形成，循环于血液及脑脊液中，Aβ1-42易聚集形成纤维状聚合体，并可导致广泛的神经炎症[9]。tau蛋白参与构成微管结构，是组成神经细胞骨架的成分，在维持微管的稳定性及在细胞器轴突稳态和生物分子运输中起着重要作用[10]。tau蛋白的过度磷酸化形成神经元纤维缠结，导致正常轴突转运受损，引起突触丢失及神经元功能损伤，和Aβ一起驱动神经变性，Aβ及P-tau-181与T2DM和AD都有关。本研究结果也证明了高水平的Aβ1-42和P-tau-181为认知障碍的危险因素。与NCI组相比MCI组患者血清Aβ1-42、P-tau-181水平更高，其机制可能为:(1)高葡萄糖增加APP加工酶β-内分泌酶1(BACE1)的表达导致Aβ生成增多[11]，并可能在关键的异常磷酸化位点促进tau磷酸化，但本研究结果显示两组的FPG、HbA1c均无明显差异，推测可能受一些混杂因素影响，如没有考虑可能影响这些生化指标水平的药物治疗；(2)胰岛素的代谢通路受影响导致糖原合成激酶3β(GSK-3β)高表达，促进了tau蛋白的异常磷酸化和Aβ的生成，之前也有研究表明，与无认知障碍的糖尿病患者相比，合并认知障碍糖尿病患者体内的GSK-3β水平上调[12]；(3)合并MCI的老年糖尿病患者相比无认知障碍的糖尿病患者和健康人群具有更高水平的全身炎症性标志物[13]，炎性因子的升高可能导致中枢神经系统星形胶质细胞活化，活化的神经胶质细胞通过BACE1的表达增加和Aβ的吞噬作用降低而促进Aβ的积累[14]；(4)晚期糖基化终产物(AGEs)的累积，最早提出将年龄相关的细胞功能和组织衰退与非酶糖基化产物联系起来的理论的是MONNIER和CERAMI[15]。实验数据表明糖尿病和衰老均促进了AGEs的积累，后者会进一步促进Aβ的生成并参与Aβ相关的炎症过程[16]，与本研究结果显示的Aβ1-42水平与年龄呈正相关，MCI组患者年龄更大的结果相符合；尽管AD的病理学改变即老年斑及神经纤维缠结的形成是明确的，但关于脑脊液或血浆中的Aβ1-42、P-tau-181水平与AD的关系结论却不一致。一项纵向研究[17]发现，在MCI阶段，Aβ1-42最初稳定上升，随后在临床AD发作之前下降，而高磷酸化tau蛋白的变化与MCI的临床进展平行，可能的解释为淀粉样物质在大脑中沉积形成老年斑块而致外周血中相应的指标下降。而在本研究中，MCI组的Aβ1-42和P-tau-181水平明显升高，推测糖尿病认知功能障碍患者可能不存在AD的病理学特征，大多数糖尿病认知功能障碍可能是由多种病理机制引起的，与AD病理学无关的其他因素会调节Aβ1-42、P-tau-181在外周血中的水平。1项评估2 365名死者中糖尿病与AD神经病理改变关系的研究[18]及1项来自巴西老年人的大型尸检研究[19]中也均未发现DM存在与AD神经病理学一致的证据。

本研究结果还显示了MCI组较NCI组具有更低的TG、TC和LDL-C水平(P<0.01)，虽高胆固醇及三酰甘油血症在促进血管炎症及动脉粥样硬化等血管疾病中的作用已经被证实，但有关血脂在认知功能障碍中的研究结果却不一致[20]。既往研究表明中年期TC升高是AD发生的危险因素，但是中年后的血清TC下降可能是晚期认知功能障碍的风险标志[21]。本研究结果可能的解释是胆固醇是细胞膜的主要成分，在许多神经元细胞中它构成髓鞘，故胆固醇水平的降低及髓鞘的丢失会导致神经问题，此外胆固醇还影响大脑突触的功能，在神经递质的产生和分泌中起着至关重要的作用[22]，现在已经认识到胆固醇代谢缺陷和神经退行性疾病之间的联系[23]。

本研究存在的局限和不足之处为研究对象大部分为低教育水平的个体，MoCA量表作为区分正常认知和MCI的工具，有研究者提出建议的正常认知临界值为26分太高，会增加假阳性测试结果，在这些人群中可能需要一个综合性的评估来筛选认知障碍；其次本次研究的样本量相对较小，且为横断面研究缺乏长期的纵向研究来评估Aβ1-42、P-tau-181与糖尿病认知变化的联系,另外今后可以进一步从分子机制上进行研究，如信号通路GSK-3β等。

综上所述，老年T2DM合并MCI患者Aβ1-42、P-tau-181与认知功能损害关系密切，通过检测其血浆水平并结合认知量表可早期评估老年T2DM患者的认知功能，今后仍需要更多的研究以阐明其作为糖尿病轻度认知障碍潜在生物标志物的作用。