帕力達(dá)·阿不力孜 卡比努爾·克依木 祖力菲亞·阿吉木 周曉輝
(1新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院老年病科,新疆 烏魯木齊 830011;2新疆維吾爾自治區(qū)人民醫(yī)院)
Reisberg等〔1〕1982年首次提出輕度認(rèn)知功能障礙(MCI)的概念。MCI的特征是記憶損壞,它介于正常老齡化與輕度癡呆之間,無法被其他精神系統(tǒng)類疾病解釋。目前關(guān)于MCI影響因素的研究受到國內(nèi)、外研究者的關(guān)注。其中維生素D的水平及維生素D受體(VDR)基因多態(tài)性在MCI發(fā)生發(fā)展中的作用已成為近期研究的熱點(diǎn)。研究顯示,維生素D缺乏伴隨認(rèn)知功能障礙是在老年人中普遍存在的現(xiàn)象〔2〕。也有研究者表明,VDR相關(guān)蛋白的基因多態(tài)性與MCI的發(fā)病存在關(guān)聯(lián)性,BsmI、ApaI等基因位點(diǎn)出現(xiàn)的頻率在AD組顯著高于對照組。因此本文對VDR相關(guān)蛋白基因ApaI、BsmI兩個位點(diǎn)的基因型及等位基因頻率在漢族老年MCI患者中的分布及其與血清25(OH)D水平的相關(guān)性進(jìn)行研究。
1.1研究對象 在2010年7月至2014年7月對新疆維、漢兩民族老年人進(jìn)行了MCI流行病學(xué)調(diào)查的基礎(chǔ)上,采用美國精神病學(xué)會的精神障礙和統(tǒng)計手冊第四修訂版(DSM-Ⅳ)的MCI診斷標(biāo)準(zhǔn),共入選漢族MCI組100例(女57例,男43例),平均年齡 (77.22±6.59)歲。選取對照組145例(女70例,男75例),平均年齡(76.72±5.71)歲。所有研究對象經(jīng)受試者同意,并簽署知情同意書,本實驗已經(jīng)通過新疆醫(yī)科大學(xué)倫理委員會的審批同意。
1.2內(nèi)容與方法
1.2.1MCI組納入標(biāo)準(zhǔn) (1)年齡:大于60歲;(2)符合美國精神病學(xué)會的精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊的第四次修訂版(DSM-Ⅳ)的MCI診斷標(biāo)準(zhǔn)。①主觀感覺有記憶減退;②客觀檢查有MCI的相關(guān)證據(jù),如簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)評分中學(xué)文化程度評分25~27分,小學(xué)文化程度評分21~24分,文盲評分18~21分,或總體衰退量表(GDS)評分為2~3級;③一般日常生活能力(ADL)及社會功能下降,ADL評分<26分;④Hachinski缺血量表評分≤4分,并且排除抑郁及其他特定原因引起的認(rèn)知功能損害;⑤病程大于3個月;⑥未達(dá)到癡呆的診斷標(biāo)準(zhǔn)〔臨床癡呆量表(CDR)=0.5分〕,嚴(yán)格按照上述診斷標(biāo)準(zhǔn),共入選MCI患者100例。
1.2.2對照組入選標(biāo)準(zhǔn) 經(jīng)嚴(yán)格的量表測評后,不符合美國精神病學(xué)會的精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊的第四次修訂版(DSM-Ⅳ)的MCI診斷標(biāo)準(zhǔn)。選取與上述MCI患者有著相同或相近的生活背景,年齡、性別相匹配的非MCI者145例為對照組。
1.2.3排除標(biāo)準(zhǔn) MCI組及非MCI組均應(yīng)排除以下情況:①患有嚴(yán)重精神疾病者或先天精神發(fā)育遲滯者,如精神分裂癥、抑郁癥等;②患有嚴(yán)重心、肺、肝、腎等器官功能障礙,重度內(nèi)分泌功能損害、重度感染性疾病、中毒性腦病的患者;③患有腦卒中、帕金森病、缺血性腦血管病、腦腫瘤等能夠引起腦功能障礙的神經(jīng)系統(tǒng)疾病的患者;④有重度頭部外傷史者,過去半年內(nèi)確定為酒精依賴或藥物依賴者;⑤因各種原因無法配合認(rèn)知功能檢查者,如低文化、高齡或其他因素。被調(diào)查者存在上述情況之一者,即被排除。
1.2.4相關(guān)定義 ①高血壓:因在流行病學(xué)調(diào)查中只能測一次血壓,所以所有受試者未使用降壓藥物的情況下,收縮壓≥140 mmHg和(或)舒張壓>90 mmHg;或既往確診高血壓病史目前正在服用降壓藥物者。②糖代謝紊亂:在流行病學(xué)調(diào)查中,因只能查空腹血糖(FPG),因此FPG≥7.0 mmol/L;或既往確診糖尿病病史目前正在服用降糖藥物者。
1.2.5實驗方法
1.2.5.1一般資料采集 采用現(xiàn)場問卷調(diào)查與入戶調(diào)查相結(jié)合的方式,首先初步完成調(diào)查問卷,MMSE測定,對于主訴及家屬訴其近期有明顯記憶障礙及MMSE量表低于界值者,進(jìn)一步進(jìn)行臨床體格檢查,總體衰退量表(GDS)、漢密爾頓抑郁量表(HAMD)、Hachinski缺血指數(shù)量表(HIS)、CDR等檢測,同時釆集患者基本資料,包括:身高、體重、血壓、年齡、性別、文化程度、既往病史等一般資料。
1.2.5.2血標(biāo)本采集 所有受試者晨間空腹、早上10∶00~12∶00采集靜脈血5 ml,1 h內(nèi)完成分離血清并轉(zhuǎn)盛在EP管中-80℃科研冰箱中保存待檢。
1.2.5.3DNA提取 所有受試對象采用外周血EDTA抗凝血5 ml,按外周血基因組DNA提取試劑盒(北京天根)說明書提取基因組DNA。應(yīng)用SNaPshot法分別檢測rs7975232和rs1544410的基因型。PCR反應(yīng)體系20 μl 1×GC緩沖液Ⅰ,3.0 mmol Mg2+,0.3 mmol dNTP 1U Hotstar Taq多聚酶(德國Qiagen公司),1 μl樣本DNA和2 μl多重PCR引物(1~2 μmol)。引物的選擇:rs 7975232正義鏈:5′-GAGAAGAAGGCACAGGAGCTCTCA-3′,rs7985232反義鏈:5′-TGGTATCACCGGT CAGCAGTCA-3′,rs1544410正義鏈:5′-TCACTGCACATTGCCTCCAAAA-3′,rs1544410反義鏈:5′-TTCGTAGGGGGG ATTCTGAGGA-3′。
1.2.5.425(OH)D 測定 應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清25(OH)D水平,儀器來自新疆醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院檢驗科,具體操作按上海朗頓生物技術(shù)有限公司所提供的25(OH)D試劑盒說明。
1.3統(tǒng)計分析 使用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進(jìn)行t及χ2檢驗。用Hardy-Weinberg對MCI組和對照組中兩個位點(diǎn)的3個基因型數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測。
2.1MCI組和對照組一般資料比較 MCI組和對照組在性別,是否患有糖尿病、高血壓、年齡、體重、收縮壓(SBP)、舒張壓(DBP)、三酰甘油(TG)、FPG、總膽固醇(TC)、高密度脂蛋白(HDL)、低密度脂蛋白(LDL)比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),見表1。
表1 MCI組和對照組一般資料比較
2.2VDR基因型分析結(jié)果 運(yùn)用GeneMapper 4.1(Applied Biosystems Co.Ltd.USA)進(jìn)行VDR基因SNP分型。圖1為多重PCR焦電泳峰圖,圖中標(biāo)注VDR基因BsmI(rs1544410),ApaI(rs7975232)兩個位點(diǎn)的三種基因型圖,峰上標(biāo)定的等位基因(如采用的延伸引物是正方向,則它跟延伸加入的堿基相同,如采用的延伸引物是反方向,則跟延伸加入的堿基是互補(bǔ)的)。SE,SR依次代表正方向或反方向的延伸引物,BsmI位點(diǎn),延伸引物為rs1544410SE,為正向延伸引物,電泳峰圖上用CT表示,Pos.C:43.31;T:45.11。ApaI位點(diǎn),延伸引物為rs7975232SR,延伸引物是反向的,用GT表示,Pos.G:63.33;T:64.66。圖1為ApaI,BsmI位點(diǎn)雜合突變的,基因型標(biāo)在相應(yīng)的峰頂。
圖1 VDR基因型分析結(jié)果ApaI(rs7975232)與BsmI(rs1544410)雜合突變型
2.3Hardy-Weinberg 平衡檢驗 MCI組和對照組兩個位點(diǎn)三種基因型分布均符合Hardy-Weinberg平衡,符合遺傳平衡定律。
2.4VDR基因ApaI位點(diǎn)多態(tài)性在MCI組和對照組間分布比較 ApaI位點(diǎn)基因型頻率分布,MCI組與對照組CC基因型、CA基因型、AA基因型比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。攜帶AA基因型較CC基因型發(fā)生MCI的風(fēng)險升高9.121倍(OR=9.121,95%CI:3.712~22.412,P=0.001)。A等位基因分布MCI組明顯高于對照組(等位基因分布MCI組明顯低于對照組),等位基因頻率在MCI組與對照組之間分布差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),攜帶A等位基因較C等位基因發(fā)生MCI的風(fēng)險升高1.872倍(OR=1.872,95%CI:1.272~2.755,P=0.001)。見表2。
表2 MCI組與對照組VDR ApaI位點(diǎn)基因型及等位基因頻率分布的比較〔n(%)〕
2.5VDR基因BsmI位點(diǎn)多態(tài)性在MCI組和對照組間分布比較 BsmI位點(diǎn)多態(tài)性在兩組間的分布,三種基因型、CT、TT,在MCI組與對照組中的頻率分布比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),MCI組和對照組間均以CC基因型最高,TT基因型最少,且CT基因型在MCI組中較對照組高,攜帶CT基因型較CC基因型發(fā)生MCI的風(fēng)險升高2.857倍(OR=2.857,95%CI:1.208~6.758,P=0.014)。等位基因頻率在兩組間的分布,可見等位基因T在MCI組較對照組明顯增高(P<0.05),攜帶T等位基因較C等位基因發(fā)生MCI的風(fēng)險升高2.206倍(OR=2.206,95%CI:1.001~4.859,P=0.045)。見表3。
表3 MCI組與對照組VDR BsmI位點(diǎn)基因型及等位基因頻率分布的比較〔n(%)〕
2.6MCI組及對照組血清25(OH)D水平比較 MCI組血清25(OH)D水平為(60.19±31.73)ng/ml,明顯低于對照組〔(70.50±37.50)ng/ml〕,兩組間比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=-2.24,P=0.015)。
2.7MCI組VDR基因ApaI、BsmI位點(diǎn)多態(tài)性不同基因型與維生素D水平的比較 MCI患者VDR基因ApaI位點(diǎn)CC基因型血清25(OD)D水平為(80.82±34.37)ng/ml,CA+AA基因型血清25(OH)D水平為(73.58±31.95)ng/ml;BsmI位點(diǎn)CC基因型血清25(OD)D水平為(59.36±33.06)ng/ml,CT+TT基因型血清25(OH)D水平為(64.58±23.96)ng/ml。MCI組中,VDR基因ApaI(t=-1.039,P=0.301)、BsmI(t=-0.60,P=0.54)位點(diǎn)不同基因型比較血清25(OH)D水平差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。
最新研究提示〔3〕,國內(nèi)MCI患病率達(dá)20.8%,主要以遺忘型MCI最多見,與健康老年人相比,MCI患者罹患癡呆的風(fēng)險高2.8~4倍。周曉輝等〔4〕對新疆南疆、東疆及烏魯木齊等地區(qū)60歲以上維吾爾族、漢族兩民族行MCI患病率調(diào)查結(jié)果顯示:新疆漢族老年人MCI標(biāo)化患病率為10.86%。流行病學(xué)調(diào)查顯示〔3〕:有10%~15%的MCI患者會進(jìn)展為癡呆。癡呆為患者、家庭及社會帶來沉重的健康問題和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),隨著我國老齡化加劇,癡呆的早期診斷及干預(yù)已成為癡呆防治的主要問題和難點(diǎn),而對MCI的識別和干預(yù)就是其中的研究重點(diǎn)之一。
目前國內(nèi)關(guān)于維生素D與認(rèn)知功能障礙關(guān)系的報道較少,有研究顯示,維生素D缺乏的老年人整體認(rèn)知功能衰退的風(fēng)險更高,維生素D缺乏可能是阿爾茨海默病(AD)的重要發(fā)病機(jī)制之一〔5〕。Annweiler等〔6〕系統(tǒng)綜述和Meta分析結(jié)果:與認(rèn)知健康對照組相比,AD組血清25(OH)D濃度降低1.4倍標(biāo)準(zhǔn)差單位(P=0.016)。Annweiler等〔7〕對婦女膳食維生素D攝入量7年內(nèi)AD發(fā)生研究發(fā)現(xiàn)攝入較高劑量維生素D的老年婦女,發(fā)生的AD的風(fēng)險較低。本研究對100名新疆老年漢族MCI患者以及145名對照組進(jìn)行調(diào)查,結(jié)果顯示老年MCI組維生素D水平低于對照組,與上述研究結(jié)果結(jié)論一致。維生素D水平的下降可能在MCI患者中扮演著重要的角色,初步揭示維生素D缺乏老年人更易患MCI。
首先,維生素D可能通過自身免疫系統(tǒng)來激活患者體內(nèi)吞噬細(xì)胞的清除及吞噬作用,達(dá)到對淀粉樣蛋白的清除和吞噬效果,從而延緩神經(jīng)細(xì)胞凋亡的過程〔8〕,并改善認(rèn)知功能。其次,維生素D在神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞等中的存在很廣泛,它通過增加谷胱甘肽的含量來影響抗氧化機(jī)制、神經(jīng)元內(nèi)鈣的平衡等作用于這些細(xì)胞來調(diào)節(jié)神經(jīng)營養(yǎng)因子的產(chǎn)生,當(dāng)神經(jīng)營養(yǎng)因子合成減少時,人的學(xué)習(xí)記憶能力受累。維生素D能夠提高神經(jīng)營養(yǎng)因子的含量,降低神經(jīng)細(xì)胞的毒性,對神經(jīng)起保護(hù)作用。再次,維生素D既可以通過刺激神經(jīng)形成和再生來調(diào)節(jié)神經(jīng)營養(yǎng)因子的合成,也可以提高神經(jīng)遞質(zhì)合成酶的活性。同時,維生素D是一種免疫抑制劑,可以通過抑制自身免疫反應(yīng)來減少對神經(jīng)系統(tǒng)的損傷。
Gezen-Ak等〔9〕對AD患者進(jìn)行VDR基因多態(tài)性研究,結(jié)果提示Aa雜合子在病例組中較高,但病例組不符合Hardy-Weinberg遺傳平衡法則。Donald等〔10〕也對AD患者進(jìn)行VDR基因多態(tài)性研究,發(fā)現(xiàn)ApaⅠ位點(diǎn)T等位基因增加AD的患病風(fēng)險??梢缘贸鯲DR基因Apal位點(diǎn)中等位基因A可以早期階段影響認(rèn)知功能,即與MCI的患病有關(guān)。此次調(diào)查研究發(fā)現(xiàn):VDR基因ApaI位點(diǎn)AA基因型為MCI的風(fēng)險因素,A等位基因亦與MCI患病有關(guān)。這也初步證實了本實驗結(jié)果與上述研究結(jié)論保持一致。
前期本研究課題組〔11〕對新疆南疆維吾爾族老年人進(jìn)行的流行病學(xué)調(diào)查研究得到,VDR基因BsmI位點(diǎn)T基因型可能與MCI的患病有關(guān),病例組及對照組間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。本次實驗結(jié)果看出VDR基因BsmI位點(diǎn)CT基因型患病風(fēng)險較CC基因型及TT基因型高,CC基因型認(rèn)知功能較好,T等位基因是MCI的風(fēng)險因素,與上述研究結(jié)果一致。
Uitterlinden等〔12〕在一項研究中提到VDR會在維生素D與VDR的結(jié)合過程中引起中間通路的改變,從而影響維生素D的作用。在此基因2號外顯子上的FokI位點(diǎn)通過形成額外的三個氨基酸的細(xì)長結(jié)構(gòu),從而改變VDR的蛋白結(jié)果。VDR基因8號內(nèi)含子的ApaI、BsmI位點(diǎn)內(nèi)含子不同基因型在轉(zhuǎn)錄時有一系列連鎖不平衡,與之基因表達(dá)的調(diào)控有關(guān)。如果交界處有突變發(fā)生,則正常的剪切方式也會隨之發(fā)生變化,從而引起蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)的變化。故考慮通過影響基因表達(dá)的調(diào)控,調(diào)節(jié)基因轉(zhuǎn)錄的效率,影響認(rèn)知功能。
本研究顯示VDR基因ApaI、BsmI兩個位點(diǎn)多態(tài)性與漢族老年MCI發(fā)病相關(guān);血清25(OH)D水平的下降可能影響MCI的發(fā)生發(fā)展。血清25(OH)D水平與維生素D受體在MCI的發(fā)病過程中起著重要作用。但本研究主要針對漢族人群,且樣本量較少,如能進(jìn)一步擴(kuò)大MCI人群,用更加科學(xué)的實驗技術(shù)和方法以及更新穎的實驗設(shè)計方案證明VDR基因多態(tài)性與血清25(OH)D水平在MCI中的作用可能更科學(xué)。