JAD: 阿尔茨海默病和遗忘型轻度认知障碍患者红细胞中磷脂酰肌醇表达谱的改变

阿尔茨海默病(AD)的临床特征是进行性记忆丧失，同时伴有社会和职业功能障碍。在过去的几十年里，人们付出了大量的努力来识别有助于诊断和监测疾病严重程度的生物标志物。AD诊断工具已经取得了相当大的进展。AD脑脊液(CSF)剖面，测定体积的核磁共振成像(MRI)和正电子发射断层扫描(PET)构成了目前主要的生物标志物。然而，脑成像（特别是PET）是非常昂贵的，只有在非常有限的医院可用。另一方面，腰椎穿刺是有创的，在中国患者中接受率相对较低。因此，容易获得的血液生物标志物可能是更有吸引力的选择。

磷脂酰肌醇（PIs）是细胞膜的重要组成部分。最近的一项研究表明，PI是10种血脂中的1种，可以预测认知正常的老年人转化为健忘症轻度认知障碍（aMCI）或AD患者的准确率超过90%。然而，由于PI是位于细胞膜上的一个次要成分，因此还不清楚血细胞中的PIs是否发生了变化。

2019年12月，浙江大学医学院、潍坊医科大学、中科院上海高等研究院、中科院遗传与发育生物学研究所的相关研究人员在《Journal of Alzheimer's Disease》上发表了题为“阿尔茨海默病和遗忘型轻度认知障碍患者红细胞磷脂酰肌醇表达谱的改变”的研究论文，该研究可能为AD和aMCI提供潜在的血液生物标志物。

本研究所有参与者的临床特征见表1。三组在年龄、性别、受教育年限和血脂水平上均无显著性差异。与正常人相比，AD和aMCI患者MMSE评分较低（p<0.001）。APOE ε4基因型在AD和aMCI患者中的患病率较高（p=0.02），三个临床组的平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC）有显著差异（p=0.004）。

表1. 受试者的特征和血液测试。

研究人员分别用了液相质谱和离子色谱检测，在红细胞中鉴定出22个PIs、PIPs和LPI（溶血磷脂酰肌醇）。为了更全面地了解表达谱，研究人员进行了主成分分析。三组之间没有明显的分离。主成分分析得分图显示Dim 1=23.4%，Dim 2=16.6%（图1）。

图1.主成分分析评分图显示AD、aMCI和对照组之间存在轻度分离。

而对AD、aMCI患者和正常对照组（NC）红细胞中PIs代谢产物的研究发现，aMCI和AD患者的PIs和PIPs水平与NC患者的PIs和PIPs水平存在显著差异（图2）。aMCI患者PI40:4、PI3/5P、PI(3,4)P2水平明显低于NC, AD患者PI4P、PI(3,4)P2、PI3/5P水平明显低于NC。

图2. aMCI和AD患者红细胞PIs和PIPs均降低。

最后，研究人员进行了观测者操作特性曲线（ROC）分析以评估算法的预测能力（图3）。表明PIs表达谱的改变可以有效区分AD和aMCI患者与NC的区别(AUC分别为0.964和0.938)。

图3.  AD和aMCI复合生物标志物面板的ROC曲线。

该研究采用高效液相色谱法测定红细胞中的PIs水平，鉴定了AD和aMCI患者红细胞中PIs表达谱的改变，这可能是AD和aMCI潜在的血液生物标志物。然而，这一发现需要在更大的患者队列中进行验证，PIs在AD发生和发展中的作用需要进一步研究。