葉亞麗,鄭瑩瑩,師 強(qiáng),王圣巍

阿爾茨海默病(AD)是常見的神經(jīng)退行性疾病,也是導(dǎo)致癡呆的常見疾病,主要特征為記憶力進(jìn)行性降低,常伴有視覺空間功能障礙、行為改變,嚴(yán)重時可致患者死亡[1]。眾多學(xué)者認(rèn)為AD發(fā)病與基因、環(huán)境、基因-環(huán)境交互有關(guān)[2-3],在研究AD發(fā)病因素時,若單純考慮基因因素或環(huán)境因素與疾病病因的相關(guān)性,而忽略基因-環(huán)境兩因素的交互作用,會影響對AD病因的風(fēng)險評估[4]。缺氧誘導(dǎo)因子-1(HIF-1)是一種低氧誘導(dǎo)結(jié)合蛋白,對缺氧環(huán)境較為敏感,可調(diào)控血管形成、炎癥反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、氧化應(yīng)激等多種生物學(xué)過程,進(jìn)而參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生發(fā)展[5]。血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)屬于血小板衍生生長因子超家族成員,是一種常見的血管生成因子,與AD認(rèn)知功能障礙密切相關(guān),可參與AD的發(fā)生發(fā)展[6]。目前關(guān)于不同地區(qū)HIF-1、VEGF表達(dá)及對AD易感性相關(guān)性和交互作用的影響尚不明確。鑒于此,本研究選擇香格里拉高原低氧環(huán)境地區(qū)、延安市平原地區(qū)的180例常住居民作為研究對象,分析高原低氧環(huán)境與平原地區(qū)常住居民HIF-1、VEGF水平差異及與AD易感性的相關(guān)性和交互作用,以便更好闡述AD發(fā)生發(fā)展過程,為預(yù)防AD提供參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn):抽取香格里拉市區(qū)及周邊農(nóng)村藏族居民、延安市區(qū)及周邊農(nóng)村漢族常住居民;遷入延安市區(qū)及香格里拉市區(qū)居住≥1年的常住人口;遷出香格里拉市區(qū)及延安市區(qū)居住<1個月的常住人口;AD診斷標(biāo)準(zhǔn)符合“神經(jīng)疾病診斷和統(tǒng)計手冊第Ⅳ版”[7],并經(jīng)頭顱MRI等檢查確診。排除標(biāo)準(zhǔn):連續(xù)尋找3次未見或解釋說服后仍拒絕參加本研究者;長期服用鎮(zhèn)痛藥物、成癮性藥物者;伴貧血、甲狀腺功能亢進(jìn)及感染性疾病患者;存在重大顱腦創(chuàng)傷、手術(shù)史者;患精神疾病及嚴(yán)重焦慮、躁狂等心理疾病者;患自身免疫性疾病和惡性腫瘤者。所有研究對象簽署本研究知情同意書,本研究經(jīng)本院醫(yī)學(xué)倫理委員會審核通過。

1.2 研究對象

依據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn),按照1︰1原則選取2020年1月—2023年1月香格里拉高原低氧環(huán)境地區(qū)、延安市平原地區(qū)各180例常住居民作為研究對象,根據(jù)是否患有AD分為AD組、無AD組。高原低氧環(huán)境地區(qū)180例常住居民中男93例,女87例;年齡52～85(70.03±9.75)歲;體質(zhì)量指數(shù)21.8～26.9(24.39±0.86)kg/m2;本地區(qū)居住時間1～30(15.00±5.23)年。平原地區(qū)180例常住居民中男89例,女91例;年齡52～89(70.52±8.86)歲;體質(zhì)量指數(shù)22.4～26.6(24.50±0.72)kg/m2;本地區(qū)居住時間1～31(17.08±5.34)年。

1.3 HIF-1、VEGF檢測方法

采集納入對象肘部靜脈血3 mL,3 000 r/min離心15 min,采用放射免疫法檢測血清HIF-1水平,采用雙抗夾心法檢測血清VEGF水平,試劑盒均購自上?；钌锟萍加邢薰?。

1.4 觀察指標(biāo)

1)收集高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)AD組、無AD組居民的基線資料,基線資料包括性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、本地區(qū)居住時間、AD家族史、吸煙情況、飲酒情況、腦梗死史、受教育層次;2)比較高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)AD組、無AD組居民血清HIF-1、VEGF水平差異;3)AD易感性采用多因素Logistic回歸分析;4)分析高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)不同HIF-1、VEGF水平AD患者危險度;5)分析HIF-1、VEGF水平對AD易感性的交互作用。

1.5 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 基線資料

高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)AD組、無AD組在性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、本地區(qū)居住時間、AD家族史、吸煙、飲酒、腦梗死史、合并疾病、受教育層次方面比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)有無AD常住居民基線資料

2.2 不同地區(qū)有無AD常住居民HIF-1、VEGF水平差異

高原低氧環(huán)境地區(qū)、平原地區(qū)AD組HIF-1水平高于無AD組,VEGF水平低于無AD組(P<0.01)。高原低氧環(huán)境地區(qū)AD組、無AD組HIF-1水平高于平原地區(qū)對應(yīng)的AD組、無AD組,VEGF水平低于平原地區(qū)對應(yīng)的AD組、無AD組(P<0.05)。見表2。

表2 高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)有無AD常住居民HIF-1、VEGF水平差異

2.3 AD易感性的多因素Logistic回歸分析

因變量:AD情況(有=1,無=0);自變量:性別(男=1,女=2)、年齡(按實(shí)際值賦值)、體質(zhì)量指數(shù)(按實(shí)際值賦值)、本地區(qū)居住時間(按實(shí)際值賦值)、AD家族史(無=0,有=1)、吸煙(否=0,是=1)、飲酒(否=0,是=1)、腦梗死史(無=0,有=1)、合并疾病(無=0,有=1)、受教育層次(小學(xué)=1,初中=2,高中或中專=3,大專及以上=4)。多因素Logistic回歸分析顯示,HIF-1、VEGF水平與高原低氧環(huán)境地區(qū)、平原地區(qū)及總體AD易感性均顯著相關(guān)(P<0.05,P<0.01)。見表3。

表3 高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)常住居民AD易感性的多因素Logistic回歸分析

2.4 不同HIF-1、VEGF水平患者AD危險度分析

以高原低氧環(huán)境地區(qū)、平原地區(qū)HIF-1、VEGF水平均值為分界,將患者分為HIF-1、VEGF高水平與低水平亞組。HIF-1高水平亞組罹患AD危險度是低水平亞組的6.174倍(P<0.01);VEGF高水平亞組罹患AD危險度是低水平亞組的0.327倍(P<0.01)。見表4。

表4 高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)不同HIF-1、VEGF水平患者AD危險度分析

2.5 HIF-1、VEGF水平對AD易感性的交互作用

單獨(dú)HIF-1水平升高所致的OR為6.200,單獨(dú)VEGF水平降低所致的OR為10.075,HIF-1和VEGF共存時所致的OR為21.097,交互作用OR<兩單獨(dú)因素OR值的乘積,符合次相乘交互作用模型,交互作用系數(shù)γ為1.320>1,提示HIF-1水平升高對VEGF表達(dá)降低的效應(yīng)具有正向交互作用。見表5。

表5 高原低氧環(huán)境地區(qū)和平原地區(qū)常住居民HIF-1、VEGF水平對AD易感性的交互作用分析

3 討論

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展和人口老齡化進(jìn)程的加快,AD患病人數(shù)逐年增多,據(jù)統(tǒng)計我國60歲以上老年群體中有1 507萬例癡呆患者,其中AD患者983萬例,約占癡呆患者的65.23%[9]。目前研究發(fā)現(xiàn),遺傳易感性、環(huán)境因素對AD的發(fā)生發(fā)展具有重要作用[10-11]。確定與AD發(fā)病相關(guān)的基因、環(huán)境條件將有助于了解該病分子病理基礎(chǔ),可為臨床干預(yù)AD提供新的方向。

AD的病理基礎(chǔ)與β-淀粉樣蛋白(Aβ)聚集、神經(jīng)纖維纏結(jié)及神經(jīng)元丟失等有關(guān)。有研究顯示,缺血缺氧可誘導(dǎo)神經(jīng)元Aβ形成、促進(jìn)tau蛋白磷酸化,進(jìn)一步加重AD認(rèn)知功能障礙[12-13]。動物實(shí)驗(yàn)顯示,長期處在高原低氧環(huán)境下可加重海馬神經(jīng)細(xì)胞損傷、腦組織水腫,導(dǎo)致機(jī)體認(rèn)知功能障礙[14]。在分子水平上,缺氧應(yīng)答主要通過HIF-1調(diào)節(jié)和介導(dǎo),而HIF-1是一種異源二聚體,主要包括HIF-1α和HIF-1β兩種亞基,可直接感應(yīng)生物體氧濃度變化,也是低氧信號通路的關(guān)鍵蛋白[15]。正常氧濃度環(huán)境下,HIF-1α半衰期較短,可在細(xì)胞中不停地合成、降解,不能與HIF-1β結(jié)合,無法啟動細(xì)胞核內(nèi)缺氧應(yīng)答原件[16];而氧濃度降低使得HIF-1α降解過程被抑制,可與HIF-1β結(jié)合啟動細(xì)胞核內(nèi)缺氧應(yīng)答原件,誘導(dǎo)下游靶基因轉(zhuǎn)錄,從而參與血管生成、糖酵解、氧化應(yīng)激等過程[17-18]。研究發(fā)現(xiàn),HIF-1α與AD發(fā)病密切相關(guān),隨著時間延長HIF-1α表達(dá)逐漸升高,沉默HIF-1α可降低小鼠神經(jīng)元HIF-1α表達(dá),可減輕神經(jīng)元、膠質(zhì)細(xì)胞損傷[19]。本研究顯示,不同地區(qū)AD組HIF-1水平高于無AD組,表明HIF-1水平升高可參與AD的發(fā)展。本研究還發(fā)現(xiàn),高原低氧環(huán)境地區(qū)AD組、無AD組HIF-1水平高于平原地區(qū)對應(yīng)的AD組、無AD組,其水平與高原低氧環(huán)境地區(qū)、平原地區(qū)及總體AD易感性均顯著相關(guān),可見HIF-1水平變化與AD易感性密切相關(guān)。分析認(rèn)為,高原低氧環(huán)境下可促進(jìn)體內(nèi)神經(jīng)元Aβ形成及tau蛋白磷酸化等,引起AD患者神經(jīng)功能損傷,導(dǎo)致血清HIF-1水平升高。

VEGF可促進(jìn)血管內(nèi)皮細(xì)胞增殖分化、血管形成及維持血管內(nèi)皮功能完整性[20],是公認(rèn)的血管生成因子,可直接作用于神經(jīng)細(xì)胞,促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞增殖、遷移和軸突再生[21-22]。PETRELIS等[23]、ASBY等[24]研究發(fā)現(xiàn),VEGF對膽堿神經(jīng)元有保護(hù)作用,可減少Aβ蛋白斑塊沉積,若局部血管細(xì)胞缺乏VEGF,可失去神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)、血管修復(fù)功能,進(jìn)而加重AD認(rèn)知功能損傷。FAN等[25]報道顯示,在低氧環(huán)境下HIF-1可產(chǎn)生一系列低氧適應(yīng)性反應(yīng),通過調(diào)控下游VEGF、VEGF相關(guān)受體表達(dá),進(jìn)而參與疾病的發(fā)生發(fā)展。本研究發(fā)現(xiàn),不同地區(qū)AD組VEGF水平低于無AD組,提示VEGF水平降低與AD發(fā)展密切相關(guān)。高原低氧環(huán)境地區(qū)AD組、無AD組血清VEGF水平較平原地區(qū)對應(yīng)的AD組、無AD組低;多因素Logistic回歸分析顯示,VEGF水平與高原低氧環(huán)境地區(qū)、平原地區(qū)及總體AD易感性均顯著相關(guān)。筆者推測,由于高原低氧環(huán)境地區(qū)AD患者血清HIF-1水平升高,進(jìn)而調(diào)控下游VEGF表達(dá),導(dǎo)致血清VEGF水平降低,加重患者神經(jīng)細(xì)胞損傷。

本研究發(fā)現(xiàn)HIF-1高水平患者罹患AD的危險度是低水平患者的6.174倍;VEGF高水平患者罹患AD的危險度是低水平患者的0.327倍,表明HIF-1水平升高、VEGF水平降低可增加罹患AD的危險度。交互作用分析顯示,單獨(dú)HIF-1升高所致的OR為6.200,單獨(dú)VEGF降低所致的OR為10.075,二者共存時所致OR為21.097,屬于次相乘交互作用模型,而交互作用系數(shù)為1.320>1,表明HIF-1水平升高、VEGF水平降低具有正向交互作用。究其原因可能為高原低氧環(huán)境地區(qū)常住居民神經(jīng)細(xì)胞Aβ沉積嚴(yán)重、過度tau蛋白磷酸化,加重了體內(nèi)神經(jīng)細(xì)胞損傷,增加了AD的發(fā)生風(fēng)險。

綜上,HIF-1水平升高、VEGF水平降低與AD易感性密切相關(guān),且高原低氧環(huán)境可進(jìn)一步增加HIF-1水平、降低VEGF水平,增加罹患AD的危險度;HIF-1水平升高、VEGF水平降低對AD易感性產(chǎn)生了正向交互作用,并符合次相乘交互作用模型。