The Value of Urinary AD7c-NTP and P300 in the Diagnosis of AD-derived MCI
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摘要:
目的 探讨联合尿AD7c-NTP水平检测与P300检查在AD源性轻度认知功能障碍（MCI）诊断中的价值。 方法 选取健康对照组78例，MCI组72例，AD组108例，通过MMSE及ADL量表评定，采用酶联免疫吸附法（ELLSA）测定各组患者尿液中AD7c-NTP值及对各组患者进行事件相关电位（ERP）P300检查。 结果 尿液AD7c-NTP含量检测及事件相关电位（ERP）P300检查潜伏期时间在健康对照组、MCI组及AD组中均有不同，差异有统计学意义（P < 0.05）；进行两两比较，健康对照组与MCI组、MCI组与AD组、健康对照组与AD组均有不同，差异具有统计学意义（P < 0.05）。 结论 尿AD7c-NTP水平升高直接提示轻度认知功能障碍（MCI）至AD过程中神经元受损情况；而P300检查异常提示脑功能受损，二者具有共同的病理生理学过程。通过联合检验学与功能学检查，可以有效提高早期AD的检出率，从而可以作为临床早期诊断、治疗AD的重要参考指标，同时也可以作为筛查MCI与早期AD的参考依据。 Abstract:Objective To investigate the value of urine AD7c-NTP level test combined with ERP P300 in the diagnosis of AD-derived mild cognitive impairment （MCI）. Methods 78 healthy subjects in control group, 72 in MCI group and 108 in AD group were selected and assessed by MMSE and ADL scale. AD7c-NTP levels in urine of each group were determined by enzyme-linked immunosoradsorption method （ELLSA） and event-related potential （ERP） P300 tests were performed in each group. Results Urine AD7c-NTP and latent time of ERP P300 were siginificantly different among healthy control group, MCI group and AD group （P < 0.05）. Pair-wise comparison showed that urine AD7c-NTP and latent time of ERP P300 were different among healthy control and MCI group, MCI group and AD group, and healthy control and AD group （P < 0.05）. Conclusion The elevated AD7c-NTP in urine in this study indicated the neuronal damage from mild cognitive impairment （MCI） to AD. The abnormal P300 indicates the impaired brain function, and the two have the same pathophysiological process. These results showed that the detection rate of early AD can be effectively improved through the combination of laboratory and functional examination, which can be used as an important reference index for early diagnosis and treatment of AD, as well as a reference basis for screening MCI and early AD. -
随着中国老龄化问题日益严重，痴呆疾病的发病率也逐年增加，目前阿尔茨海默病发病率约占痴呆疾病的40%～55%[1]，已成为影响老年人群身心健康的最常见疾病，给家庭及社会造成沉重负担。阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）以渐进性认知功能减退为主要临床表现，部分患者伴有精神病性症状。尽管AD是目前世界各国研究的热点，但AD的发病机制仍不清楚。已有研究发现，AD的特征性病理学改变为细胞外β淀粉样蛋白（β-amyloid，Aβ） 沉积并形成老年斑（senile plaques，SP）和细胞内tau蛋白过度磷酸化引起神经原纤维缠结（neurofibrillary tangles，NFT）形成，导致了神经元坏死、凋亡。组织病理学表现为突触减少、缩短、继发胶质细胞增生，最终由于胆碱能神经元和突触大量丢失，引起脑实质大体上的萎缩[2]。在《2018年中国痴呆与认知障碍指南》中指出[3]，AD的发生、发展是1个连续性的病理生理学过程，早在AD发生前15～20 a就已经出现了不同程度的病理生理改变，按其发展时序将AD分为3个阶段：AD临床前阶段、AD源性轻度认知功能障碍阶段及AD痴呆阶段。其中AD源性轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment，MCI）也被称为遗忘型MCI，表现为记忆力及其他认知能力进行性减退，但严重程度又达不到痴呆诊断标准，这是介于正常衰老和老年痴呆症之间的过渡病理状态，强调患者神经系统受损但又不影响其日常生活能力[4]。目前，全球60岁以上人群MCI患病率为5.0%～36.7%，我国目前MCI整体患病率约为14.7%[5]。研究发现在漫长的MCI临床前阶段过程中，Aβ已经开始在大脑楔前叶和皮质区域逐渐沉积，随后出现特定区域低代谢神经元丢失及突触的退变，伴随tau病理和海马体积缩小等改变，之后逐步出现认知障碍的临床表现，最终发展为经典型阿尔茨海默病性痴呆[6]。因此MCI是早期诊断AD，并介入治疗的关键时期[7]。但是目前尚无早期确诊MCI的直接检查手段，虽有许多检测早期AD方法的报道，包括生物学标志物、功能磁共振、基因检测等，但是大部分还处于研究阶段，局限于实验手段，距离临床应用还非常遥远。其中某些生物学标记物比如：阿尔茨海默病痴呆相关神经丝蛋白AD7c-NTP水平检测已经较为成熟并已开始投入临床诊疗实践中，目前研究证实AD7c-NTP与神经元变性、损伤水平有关，在确诊的AD患者脑脊液、血液、尿液中表达均有升高[8]。由于尿液检查的非侵入性、便捷性及可重复性特点，所以尿液AD7c-NTP检查在认知障碍诊断中的运用受到人们广泛关注。现有研究证实AD7c-NTP用于辅助AD诊断具有较高的特异性及敏感性，但对于应用在MCI诊断的价值依然存在争议，主要集中在AD7c-NTP检测的敏感性与特异性是否满足早期AD（MCI阶段）筛查要求；同时由于AD7c-NTP在MCI阶段中的机制尚不明确，特别是当患者出现AD7c-NTP表达异常时患者是否伴有大脑功能的异常尚无定论，这也成为了AD7c-NTP用于早期AD诊断及MCI筛查的主要阻力。
事件相关电位（event-related potentials，ERPs）是1种特殊的脑电检查方法，其原理通过对大脑施加或撤销特定物理刺激，激发产生特定的、对大脑功能诊断有价值的脑电诱发电位[9]。其中P300就属于ERPs的1种，通过对人体感觉器官施加刺激进行诱发，过程为当受试者无法预测刺激的情况下，刺激会诱发较大而正的波峰，刺激后峰值约为300 ms；而这一成分会在受试者能预判下一次刺激时大大减小[10]。所以P300检查可以记录大脑皮质同步活动瞬时的锥体神经元突触后电位总和，是人对外界或环境刺激的心理反应，体现了大脑皮层的功能状况，因此用于间接评价认知功能[11-12]。由于P300检查可以实时、客观的评估大脑功能，在AD的发生发展各阶段脑电生理及脑功能评价方面具有重要参考价值。所以这个课题针对以上2个检查进行了研究，尝试通过联合检测尿液AD7c-NTP水平及P300检查，从AD病理生理学与脑电功能学2个层面共同探索其用于MCI阶段筛查的可行性，并初步探讨其潜在机制。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
选取在2019年10月至2022年1月部分云南省精神病医院住院部、门诊患者、部分社区普查以及通过向社会公开招选自愿者作为项目研究对象，总共纳入检查258例，男性106例，女152例，年龄在50～85岁。排除标准：（1）有严重精神疾病病史；（2）由于脑外伤、维生素缺乏、内分泌异常等原因引起的痴呆；（3）合并有严重躯体疾病患者如心力衰竭、呼吸衰竭等疾病，不能完成相关检查；（4）有明显抑郁、焦虑症状；（5）现在正在服用可能对神经系统造成影响的药物；（6）有对酒精依赖或慢性酒精中毒情况；（7）认知功能检查不能配合完成；（8）颅脑肿瘤疾病及感染性疾病病史；（9）有癫痫疾病病史；（10）听力及视力均不能满足检查需求。
1.1.1 阿尔茨海默病性痴呆组（AD组）
男性48例，女性60例。纳入标准：（1）按照《ICD-10精神与行为障碍分类》及《CCMD-Ⅲ》诊断标准进行精神疾病诊断[13];（2）发病年龄在55岁及以上；（3）简易智能精神状态检查量表MMSE评分在临界值以下，文盲17分、小学20分、初中及以上24分；（4）日常生活能力评定量表（ADL）评分大于22分，或者有2项及以上项目评分≥3分均判为生活功能有明显障碍[14]。
1.1.2 轻度认知障碍组（MCI）
男性22例，女性50例。纳入标准：（1）发病年龄在50岁及以上；（2）病史中存在认知功能障碍，可以由自己发现或者同住者发现，也可由有经验的临床医师发现；（3）依据认知功能检查作为客观依据证实，认知功能损害范围为一个或多个领域；（4）仅有运用日常复杂工具的能力受到轻微破坏，但是维持正常生活的独立能力保持完好；（5）痴呆疾病的诊断标准证据不能满足；（6）简易智能精神状态检查量表（MMSE）评分17～24分之间；（8）日常生活能力评定量表（ADL）评分16～22分之间。
1.1.3 健康对照组
男性36例，女性42例。纳入标准：（1）年龄在50岁以上；（2）均无精神疾病病史；（3）血压、心电图正常，血常规、血糖、肝肾功能及血脂均在正常范围；（4）全部行头颅CT检查或MRI检查；（5）MMSE≥26分；ADL < 16分。
本次研究通过云南省精神病医院医学伦理委员会审核同意（编号：YJLL-21-05），研究者或监护人均签署了本研究相关的知情同意书。
1.2 研究方法
1.2.1 认知功能评估
研究者的诊断依据使用《ICD-10精神与行为障碍分类》及《CCMD-Ⅲ精神疾病诊断标准》，其认知评估依据《简易智能精神状态检查量表（MMSE）》及《日常生活能力评定量表（ADL）》[13-14]。量表评定时，如果研究者受教育年限≤12 a，则在测试成绩上加1分，从而校正受教育程度的偏倚。2量表测试时间大约为10～15 min。
1.2.2 尿AD7c-NTP检测
各组研究人员均在早晨留取中段尿10 mL，选取尿常规检查的清亮标本，剔除不合格标本。（合格标本判定标准：尿色清亮，无浑浊；尿比重在1.010～1.030，PH值在4.5～8.0之间；尿液中白细胞、红细胞、尿糖、尿酮体、胆红素、硝酸盐等均为阴性；无细菌滋生；尿液中无结晶。）留取合格标本置于存放试管中，于2 ℃～8 ℃的冰箱中保存。留存标本1周内完成检测，尿AD7c-NTP水平检测采用ELISA法。试剂盒购于（安群生物公司），严格按照说明书操作，1个标本复测3次，取其均值。
1.2.3 P300检测
每组研究人员取坐立位、闭目，保持头脑清醒、注意力集中、全身肌肉松弛状态下，在光线柔和、安静的检查室内进行检查。
P300检测采用（MEB-9200K，日本光电），电极按照国际标准导联10-20系统放置，刺激采用纯音“Oddball”诱发模式。于中央中线位置（CZ）安放记录电极，耳垂位置（A1或A2）安放参考电极，前额中央位置接地线，电极与皮肤之间的电阻 < 5Ω。通过耳机对双耳进行声音刺激，分别给予比例为20%的2000 Hz靶刺激和80%的1000 Hz非靶刺激，2种刺激声音随机发出，时间间隔为1.5 s。嘱研究人员专心辨别靶刺激的声音，在听到声音后按下记录按钮，以此进行计数。由头皮电极引出脑电，检查结束后通过脑电图波形分析P300潜伏期时间。内容解析：脑电图主要有Nl、P2、N2、P3a、P3b 5种波形，时间以毫秒（ms）计；潜伏期在50～500 ms。该研究主要参考内源性成分P3b。健康对照P300图形示例，见图1；AD患者P300图形示例，见图2。以上全部由3位经过统一培训的医师进行测试和评定。
图 1 健康对照P300检测，潜伏期为337msFigure 1. P300 test in Healthy control ，the incubation period is 337 ms
图 2 AD患者P300检测，潜伏期为367 msFigure 2. P300 test in AD patient，the incubation period is 367 ms1.3 统计学处理
应用SPSS26.0统计软件，计量资料均使用均数±标准差（
$\bar x \pm s $ ）表示，多组间总体比较使用单因素方差分析；联合检测尿液AD7c-NTP及P300检查对MCI的诊断采用多因素非条件Logistic回归分析，应用ROC曲线分析两检查联合使用对早期AD诊断的价值。P < 0.05为差异有统计学意义。2. 结果
2.1 3组资料一般情况进行比较
健康正常组年龄（60.48±6.93）岁，MCI组（60.80±7.14）岁，AD组（68.80±7.20）岁，进行统计分析，差异有统计学意义（P < 0.05）。3组性别进行比较，差异无统计学意义（P > 0.05）；受教育年限进行比较：健康正常组（9.35±2.98）a，MCI组（8.90±2.50）a，AD组（8.51±2.27）a，差异无统计学意义（P > 0.05），见表1。
表 1 实验研究对象一般资料比较 [（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 1. Comparison of general data of experimental subjects [（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD χ2/F P 性别（男/女） 36/42 22/50 48/60 4.629 0.99 年龄（岁） 60.48 ± 6.93 60.8 ± 7.14 68.8 ± 7.20 41.89 0.000* 受教育年限（a） 9.35 ± 2.98 8.90 ± 2.50 8.51 ± 2.27 2.55 0.08 *P < 0.05。 2.2 3组试验研究对象MMSE、ADL评分比较
3组研究人员MMSE、ADL评分进行比较，健康对照组与MIC组分值不相同，差异有统计学意义（P < 0.05）；健康对照组与AD组分值不同，差异有统计学意义（P < 0.05）；MCI组与AD组分值不相同，差异有统计学意义（P < 0.05）；见表2。
表 2 MMSE及ADL评分在不同分组中的比较[（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 2. Comparison of MMSE and ADL scores in different groups [（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD χ2/F P MMSE评分（分） 26.61 ± 1.76 20.33 ± 2.39 11.05 ± 2.59 1063.7 0.001* ADL评分（分） 7.07 ± 3.31 19.06 ± 1.72 34.40 ± 5.78 954.54 0.001* *P < 0.05。 2.3 3组研究者尿AD7c-NTP含量及P300检查比较
尿液AD7c-NTP含量在健康对照组、MCI组及AD组中均不同，两两比较也存在不同，差异有统计学意义（P < 0.05），见表3。
表 3 尿AD7c-NTP水平与P300在不同分组中的比较[（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 3. Urinary AD7c-NTP levels compared with P300 in different groups[（$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD F P 尿AD7c-NTP（ng/mL） 0.82±0.14 1.50±0.48 2.55±0.75 228.15 0.001* P300潜伏期（ms） 330.7±16.41 363.7±15.29 389.3±26.64 174.6 0.001* *P < 0.05。 3组研究人员均能在受到刺激后引出波幅，其P300潜伏期时间为300～500 ms。3组研究人员潜伏期时间均不同，差异有统计学意义（P < 0.05）；进行两两比较后MCI组与AD组潜伏期时间不同，差异有统计学意义（P < 0.05）；MCI组与健康对照组比较，潜伏期时间也不同，差异有统计学意义（P < 0.05）。
2.4 联合检测尿液AD7c-NTP及P300检查对MCI的诊断
单独尿液AD7c-NTP水平检测、P300检查及两者联合检查ROC曲线面积比较，单独检测AD7c-NTP曲线下面积为0.843，单独P300检查曲线下面积为0.830，而两者联合检查曲线下面积为0.929，明显大于2指标单独检测，说明联合尿液AD7c-NTP水平检测及P300检查对MCI的检出率明显高于2指标单独检测，见图3及表4。
图 3 单独尿液AD7c-NTP水平检测、P300检查及两者联合检查ROC曲线图Figure 3. ROC curves of urine AD7c-NTP level alone，P300 and combined tests表 4 单独尿液AD7c-NTP水平检测、P300检查及两者联合检查对MCI的诊断效能Table 4. Diagnostic efficacy of urine AD7c-NTP level alone，P300 and combined tests for MCI项目 AUC（95%CI） 标准
错误a渐近
显著bP 尿AD7c-NTP 0.843（0.777～0.909） 0.034 0.000 0.001* P300潜伏期 0.830（0.764～0.897） 0.034 0.000 0.001* 2指标联合检测 0.929（0.892～0.967） 0.019 0.000 0.001* a.按非参数假定； b.原假设：真区域 = 0.5。*P < 0.05。 3. 讨论
AD是1个年龄愈大患病率越高，呈缓慢进展的疾病[15]，MCI是AD发生的早期阶段也是AD防治的最佳时期，如果在此阶段能够对患者进行有效干预、治疗，发展为AD的时间将大大延长，从而总体上降低AD发病率，但MCI阶段通常表现为隐匿起病，不易在早期发现，导致患者错失最佳治疗时机。
通过本研究主要发现：（1）尿AD7c-NTP在早期AD即MCI阶段可出现异常，表达水平升高；（2）P300检查发现MCI阶段患者具有与AD患者类似的脑电功能异常表现；（3）通过联合使用尿AD7c-NTP检测与P300检查，可以提高MCI的检出率。通过分析实验结果，参考新近文献发现AD7c-NTP与P300脑电功能异常存在病理生理学联系，其潜在机制可能有以下几方面：（1）AD7c-NTP属于神经发育调控分子家族的成员，特异性分布于正常成人额叶和颞叶皮质神经元中，有研究发现其调控了DNA的合成，参与神经炎的发生和神经细胞的分化[16-17]，AD7c-NTP在脑组织中过表达与神经元变性疾病的发生和突触丢失相关[18]。当神经元细胞变性受损后，脑脊液、血液、尿液中的AD7c-NTP表达水平明显升高[19]。本研究也发现尿AD7c-NTP在MCI及AD患者中表达水平明显高于健康人群，且认知受损严重程度与尿AD7c-NTP水平程度正相关。因此，AD7c-NTP升高与P300检查异常共同提示脑组织器质性损伤与功能损伤；（2）P300检查是直接反映脑功能学的检测手段，P300起源于突触后电位，经头皮电极记录到的脑电波幅反映了椎体细胞的神经传导过程，也是神经细胞电生理活动的表现，主要受大脑器质性病变影响，因此P300异常本质上反映了脑实质器质性病变[20-21]。目前在AD研究领域普遍认为神经元凋亡、轴突变性、tau蛋白累积以及营养不良相关神经疾病是P300异常的主要因素[22]；（3）近年来部分研究体外细胞试验发现通过AD7c-NTP重组质粒转染PC12细胞，细胞内NOS活性明显增高[23]，SOD活性明显降低，可见AD7c-NTP神经细胞发生了氧化损伤，最终抑制细胞增殖、导致细胞凋亡[24]，这些结果共同提示AD7c-NTP参予MCI的发生发展并造成AD的早期病理改变，从而导致脑功能异常，体现为包括P300在内的脑功能异常改变。
AD的发生发展是复杂的病理生理学过程，受多因素共同影响，但最终的病理学表现都是以中枢神经系统神经元的受损、凋亡以致脑萎缩。本研究发现尿AD7c-NTP水平升高与轻度认知功能障碍（mild cognitive impairment ，MCI）至AD过程中神经元受损相关；而P300检查异常提示脑功能受损，二者具有共同的病理生理学基础。本研究发现，通过联合检验学与功能学检查，可以有效提高MCI的检出率，从而可以作为临床早期诊断、治疗AD的重要参考指标，同时也可以作为筛查MCI与早期AD的参考依据，而其病理生理学机制也将成为未来重要的研究方向。
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图 1 健康对照P300检测，潜伏期为337ms
Figure 1. P300 test in Healthy control ，the incubation period is 337 ms
图 2 AD患者P300检测，潜伏期为367 ms
Figure 2. P300 test in AD patient，the incubation period is 367 ms
图 3 单独尿液AD7c-NTP水平检测、P300检查及两者联合检查ROC曲线图
Figure 3. ROC curves of urine AD7c-NTP level alone，P300 and combined tests
表 1 实验研究对象一般资料比较 [（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 1. Comparison of general data of experimental subjects [（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD χ2/F P 性别（男/女） 36/42 22/50 48/60 4.629 0.99 年龄（岁） 60.48 ± 6.93 60.8 ± 7.14 68.8 ± 7.20 41.89 0.000* 受教育年限（a） 9.35 ± 2.98 8.90 ± 2.50 8.51 ± 2.27 2.55 0.08 *P < 0.05。 
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表 2 MMSE及ADL评分在不同分组中的比较[（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 2. Comparison of MMSE and ADL scores in different groups [（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD χ2/F P MMSE评分（分） 26.61 ± 1.76 20.33 ± 2.39 11.05 ± 2.59 1063.7 0.001* ADL评分（分） 7.07 ± 3.31 19.06 ± 1.72 34.40 ± 5.78 954.54 0.001* *P < 0.05。
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表 3 尿AD7c-NTP水平与P300在不同分组中的比较[（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]Table 3. Urinary AD7c-NTP levels compared with P300 in different groups[（
$ \bar x \pm s $ ）/n（%）]项目 健康对照组 MCI AD F P 尿AD7c-NTP（ng/mL） 0.82±0.14 1.50±0.48 2.55±0.75 228.15 0.001* P300潜伏期（ms） 330.7±16.41 363.7±15.29 389.3±26.64 174.6 0.001* *P < 0.05。
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表 4 单独尿液AD7c-NTP水平检测、P300检查及两者联合检查对MCI的诊断效能
Table 4. Diagnostic efficacy of urine AD7c-NTP level alone，P300 and combined tests for MCI
项目 AUC（95%CI） 标准
错误a渐近
显著bP 尿AD7c-NTP 0.843（0.777～0.909） 0.034 0.000 0.001* P300潜伏期 0.830（0.764～0.897） 0.034 0.000 0.001* 2指标联合检测 0.929（0.892～0.967） 0.019 0.000 0.001* a.按非参数假定； b.原假设：真区域 = 0.5。*P < 0.05。
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