血清NCAM水平降低与血管性痴呆的认知障碍相关

摘要

客观的．神经细胞粘附分子(NCAM)是一种广泛分布于大脑的糖蛋白，最近被证明具有调节神经可塑性的作用。然而，NCAM在血管性痴呆(VaD)中的作用尚不清楚。本研究的目的是确定NCAM是否参与了VaD的发病过程。方法．持续招募VaD患者和对照组加入本研究。医生或护士负责收集患者的临床特征，包括年龄、性别、学历、心率、仰卧收缩压、仰卧舒张压、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白。受试者入组后接受蒙特利尔认知评估量表(MoCA)。同时采集外周血，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清NCAM水平。结果．98名VaD患者和83名年龄和性别匹配的对照组被纳入研究。VaD组与对照组临床特征比较无统计学差异( )．VaD患者的MoCA评分明显低于对照组( vs。 点, )．此外，VaD患者的循环NCAM水平也明显低于对照组( vs。 ng / mL, )．VaD患者循环NCAM水平与MoCA评分显著正相关( , )．在调整临床特征后，循环NCAM水平仍是VaD的独立致病因素(回归) , )．结论．VaD患者的循环NCAM水平较低，可作为VaD的潜在预测指标。

1.介绍

血管性痴呆(Vascular dementia, VaD)是由脑血流紊乱引起的脑损伤的总称，它会导致推理、判断、学习、计划、记忆和其他思维过程中的问题[1.–3.］．大约15-20%的痴呆症患者会发展为VaD。它是65岁以上人群中第二常见的痴呆症[4.］．随着人们生活方式的改变和生活压力的增加，VaD的患病率仍然很高。最新的流行病学研究表明，到2050年，被诊断为痴呆症的人数将迅速增加到1.31亿人[5.,6.］．高血压、糖尿病、吸烟、高脂血症和心律失常是VaD的常见病因[7.,8.］．然而，目前基于控制危险因素的治疗并不能从根本上缓解VaD。

威尔逊在1907年发现了细胞粘附现象，而神经细胞粘附分子（NCAM）是一种特殊的细胞粘附分子，1974年由约根森和博克发现，最初命名为突触膜蛋白D2[9,10］．NCAM由位于11号染色体上的一个基因编码。由于可变剪接，按其分子量分为3个主要亚型:NCAM-120、NCAM-140和NCAM-180 [11,12］．这三种NCAM亚型的细胞内部分是不同的，因此它们可以表现出不同的表达模式和功能[13］．NCAM又称CD56，属于免疫球蛋白超家族，是一种主要表达于神经元和胶质细胞的糖蛋白[14］．NCAM在神经发育、神经迁移、突触生长和神经可塑性中发挥重要作用，并影响学习和记忆的形成[15］．

在NCAM发现后的几十年中，其在各种神经心理学和神经退行性疾病中的作用已被广泛报道。NCAM也已被分离和鉴定，其模拟肽也被认为是一种神经保护剂。然而，NCAM与第二大痴呆类型VaD之间的关系仍不清楚不清楚。本研究的目的是探讨NCAM与VaD患者认知功能之间的关系。

2.方法

2．1.研究对象

2019年1月至2020年12月，对山东省第三医院门诊和病房收治的VaD患者进行登记。VaD患者的诊断依据《精神障碍诊断与统计手册V》(DSM-5)和国家神经障碍与卒中研究所(NINDS-AIREN)，由经验丰富的神经学家制定。所有受试者均接受计算机断层扫描(CT)或磁共振成像(MRI)检查。入选标准如下:(1)年龄在50岁以上;(2)影像学检查无颅内出血、畸形、肿瘤;(3)符合VaD诊断标准。排除标准如下:(1)其他痴呆原因，如阿尔茨海默病(AD)、路易体痴呆(DLB);(2)新发脑卒中急性期;(3)有头部外伤或手术史;(四)有严重心理或者精神疾病的; (5) dependence on drugs, alcohol, or heroin; (6) taking nootropics such as donepezil, rivastigmine, and sodium oligomannate (GV971); (7) unable to complete neuropsychological tests; and (8) individuals or the family refused to sign the informed consent. In addition, healthy volunteers without cognitive impairment were recruited as controls. All participants or their family members were informed of this study and agreed to participate in the study. The protocol of this study complies with the Declaration of Helsinki and has been approved by the local ethics committee. All research methods are strictly implemented in accordance with the relevant guidelines.

2．2.临床特征集合

研究对象入组后，由专业医务人员收集其临床特征。收集的临床特征包括年龄、性别、学历、心率、仰卧收缩压、仰卧舒张压、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白。年龄、性别和正规教育信息由参与者或熟悉的看护者提供。其余生化指标在医院实验室按照标准化生化方法进行检测。在入组后48小时内收集所有临床特征并仔细记录以便分析。

2．3.认知功能评估

蒙特利尔认知评估(MoCA)被广泛用于筛查高学历轻度认知障碍老年人，一般认为适合教育年限超过13年的受试者。由于我国老年人平均受教育程度较低，本研究采用MoCA基础测试(MoCA- b)。修改MoCA测试的目的是使其适合教育程度较低的个人。“MoCA- b”是经过MoCA创作者审核批准的语言和文化的轻微修改版本，包括计算、专注、执行功能、概念思维、视觉感知[16]与MoCA一样，MoCA-B量表的总分为30分，低于26分的被视为认知障碍[17]MoCA-B在线供临床医生Ziad Nasreddine博士免费使用。它包括九个认知维度：语言、方向、注意力和记忆(http://www.mocatest.org/)．

２.４.生物标志物评估

采用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血液中NCAM水平。商品化ELISA检测试剂购自MyBioSource ELISA kit (MyBioSource, Inc.， San Diego, CA, USA)。该试剂的检测采用夹层法，检测灵敏度为1.0 ng/mL，检测范围为3.12 ng/mL-100 ng/mL。采集受试者外周血，室温静置20分钟，1000g离心约20分钟。仔细收集上清，获得血清，立即检测或-80℃保存，避免反复冻融[18］．实验设置标准孔、样品孔、空白/对照孔，每个样品重复测量3次。检测方法以产品规格书为准。

2．5．统计方法

测量数据的统计量表示为 ,计数数据的统计量表示为(%)。两个独立样本 -测试或检验两组基线数据的一致性。采用双变量Pearson和Spearman相关系数评估MoCA评分与临床特征的相关性。在调整临床特征后，采用多因素回归分析评价血清循环NCAM水平与VaD之间的因果关系。所有的分析都是用SPSS软件包(IBM SPSS Statistics for Windows, Version 20.0)完成的。所有的假设检验都具有双尾显著性值<0.05。

3.结果

３．１．所有参与者的临床特征

2019年1月至2020年12月，在山东省第三医院门诊和病房筛查了135名VaD患者。筛查后，排除了37人，其中21人不符合纳入标准，其余16人拒绝参与。剩下98名VaD参与者符合所有纳入标准，他们被排除在外e分配给VaD组( )．我们招募了83名没有认知障碍的人作为对照组( )．最后，组内所有参与者完成了研究，并提供了数据进行分析。研究流程图如图所示1.．

两组临床特征相似，无显著性差异( )．这些相似的临床特征包括年龄、性别、学历、心率、仰卧收缩压、仰卧舒张压、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白，见表1.．

然而，VaD患者的MoCA评分明显低于对照组( vs。 点, )．此外，VaD患者的循环NCAM水平也明显低于对照组( vs。 ng / mL, )．两组间MoCA评分及循环血清NCAM水平的显著差异如图所示2.．

３.２．双变量相关分析

为了评估临床特征与认知功能之间的相关性，我们进行了双变量相关分析。如表所示2.年龄、性别、学历、心率、仰卧收缩压、仰卧舒张压、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白与MoCA评分的双变量分析显示，两者无显著相关性。但循环NCAM浓度与MoCA评分呈显著正相关( , )．

3.3。多元回归分析

为了进一步验证临床特征与认知功能的相关性，我们进行了多元回归分析，尽可能消除混杂因素对结论的影响。校正年龄、性别、学历、心率、仰卧收缩压、仰卧舒张压、空腹血糖、高密度脂蛋白、低密度脂蛋白后，循环NCAM水平仍可显著影响VaD患者的认知功能(回归) , )．多元分析结果汇总于表中3.．

4.讨论

在我们的研究中，我们测试了VaD患者和对照组之间循环NCAM水平和认知功能的差异。结果显示，VaD患者的MoCA评分和循环NCAM水平明显降低。这些结果提示低循环NCAM水平可能与VaD的发病机制有关。为了评估VaD与循环NCAM水平之间可能的联系，我们对循环NCAM水平与MoCA评分进行了相关性和回归分析。结果显示，即使在调整混杂因素后，MoCA评分与循环NCAM水平之间仍存在显著正相关。据我们所知，目前关于循环NCAM水平与VaD之间关系的论文还很有限。

细胞粘附分子（CAM）是一种参与脊椎动物细胞间识别的配体，可参与轴突选择性结合、突触靶点选择或细胞分离等病理生理过程[19］．在神经系统中，许多膜糖蛋白或跨膜蛋白被鉴定为CAM蛋白。NCAM是第一个被鉴定为主要在神经系统表达的CAM蛋白，可以影响神经系统发育或成熟后的各种细胞事件[20.］．NCAM主要有三种形式。其中，分子量较大的是跨膜蛋白，而分子量较小的NCAM-120则是通过糖基磷脂酰肌醇锚连接到膜上的[21］．NCAM经限制性内切酶消化后可成为可溶性NCAM，广泛存在于大脑、脑脊液(CSF)和血浆中[22］．NCAM在体内的生物学作用机制复杂。一方面，NCAM通过同型和异型相互作用介导细胞粘附，从而激活跨膜信号，触发钙内流[23］．另一方面，NCAM介导细胞与其他细胞或细胞外基质的粘附，并通过激活细胞内信号通路影响细胞迁移、神经突延伸和突触形成[24］．此外，聚唾液酸被认为通过调节NCAM的细胞粘附活性来影响其在体内和体外的生物学功能[25］．

NCAM可能在一系列神经系统疾病中发挥重要作用。Gnanapavan的研究小组比较了患有良性颅内高压、多发性硬化症、AD病例、运动神经元疾病和脑膜炎的对照组人群脑脊液NCAM水平的差异，发现多发性硬化症、AD和脑膜炎的脑脊液NCAM水平降低[26]难治性颞叶癫痫患者的尸检结果显示，高度流涎的NCAM在海马和内嗅皮质的表达增加，表明NCAM参与癫痫患者神经回路的重塑[27］．在精神分裂症患者的海马中，PSA-NCAM的免疫反应性降低，NCAM有更多的胚胎结构，说明NCAM在大脑中的可塑性发生了改变，这进一步影响了神经发育[28］．有趣的是，NCAM在正常肌纤维中检测不到，但在失神经和再生肌纤维中大量表达，提示NCAM可通过促进神经再生参与神经肌病的病理过程[29,30.］．此外，CAM与脑卒中的关系早已被发现，但CAM靶向治疗的临床试验尚未成功，说明CAM的致病机制尚未完全阐明[31］．

积累的证据表明，NCAM是突触可塑性的关键调节因子，它可以影响学习、记忆和认知功能[32］．印度学者发现神经可塑性标记NCAM在双相情感障碍患者中的表达增加，并与疾病的严重程度相关[33］．德国研究人员证实NCAM通过抑制含有GluN2B的NMDA受体的信号转导来调节突触可塑性和学习能力[34］．最近的一项跨国联合研究表明，NCAM在线虫和人类的联想记忆中起着重要的神经保护作用，这为记忆相关疾病的治疗提供了新的靶点[35］．NCAM对神经可塑性的影响已在认知障碍相关疾病或模型中得到证实。丹麦科学家发现，一种ncam衍生的肽可以减少Aβ25 - 35 (36]阿根廷的临床研究也表明NCAM可能参与AD疾病的发病机制，并可作为该疾病的鉴别诊断标志物[37］．然而，NCAM在VaD中的作用尚未见报道。

我们的研究的优势在于，我们首次报道了NCAM参与VaD的发病机制。然而，我们的研究也有一些局限性。首先，我们的研究是一个小的横断面研究，缺乏对诊断靶点的干预研究。其次，VaD患者的病程不同，我们无法跟踪NCAM在VaD病程中的动态变化。最后，VaD的病因不同，也可能导致NCAM无法准确解释结论。

5.结论

综上所述，我们研究的重点是发现低水平的循环NCAM与VaD的认知功能密切相关。循环NCAM水平可作为评价VaD患者认知功能的指标。因此，今后开展NCAM干预的临床疗效试验是值得的。循环NCAM水平与VaD认知功能的关系可能为VaD的治疗提供新的途径。

数据可用性

用于支持本研究结果的数据可根据要求从相应作者处获得。

的利益冲突

所有作者都声明没有利益冲突。

作者的贡献

赵军和陆伟是共同第一作者，对这项工作贡献相同。

致谢

本研究由山东省自然科学基金资助项目(no . ZR2020MH135)资助。

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