Комплексное исследование биомаркеров болезни Альцгеймера в плазме крови и цереброспинальной жидкости

Болезнь Альцгеймера (БА) является основной причиной деменции и быстро становится одной из самых актуальных, смертоносных и отягощенных болезней нынешнего столетия [1]. В 2023 г. в мире насчитывалось около 57 млн человек с установленным диагнозом деменции [2]. Ожидается, что к 2050 г. их число вырастет до 131 млн. Уже к 2030 г. распространенность деменции во всем мире достигнет 75 млн [2—4]. Определяющее значение для пациентов с БА имеет ранняя диагностика, дающая возможность своевременного назначения медикаментозной терапии, уменьшения выраженности инвалидизации и повышения качества жизни больных и их родственников [5]. Клинические проявления БА гетерогенны с учетом значительного количества атипичных случаев заболевания, а это не позволяет только лишь клинически дифференцировать БА как от других нейродегенеративных заболеваний, сопровождающихся когнитивным снижением, так и от сосудистых когнитивных нарушений (КН) [6, 7]. В связи с этим представляется необходимой работа по поиску и идентификации специфических биомаркеров заболевания как с целью раннего выявления болезни, так и для понимания механизмов, лежащих в основе прогрессирования БА. Согласно определению исследовательской группы FDA-NIH, «биомаркер» — это «определенная характеристика, которая может быть точно измерена и является индикатором нормальных биологических процессов, патологических процессов или индикатором реакции на воздействие либо вмешательство» [8]. В связи с этим поиск новых, потенциально более информативных, клинических, лабораторных, инструментальных биомаркеров БА является важной задачей в сфере нейронаук.

Для верификации и определения степени выраженности КН обязательным является проведение нейропсихологического исследования. Объем тестирования и выбор методик обусловлены тяжестью КН, характером имеющихся нарушений и целями, стоящими перед исследователем. Общепринятыми методиками объективизации КН являются краткая шкала оценки психического статуса (MMSE), батарея тестов для оценки лобной дисфункции (FAB), тест рисования часов. В целях повышения информативности результатов в последние десятилетия чаще используют Монреальский комплексный тест (MoCA-тест), тесты прокладывания маршрута (Trail Making Test (часть A), TMT(A)) и 5 слов. Такие методики характеризуются более высокой чувствительностью при оценке недементных стадий заболевания и более высокой специфичностью для выявления когнитивных нарушений при нейродегенеративной или цереброваскулярной патологии [9]. В исследовании CLIN-AD [10] показана наиболее высокая диагностическая информативность теста на свободное и ассоциированное селективное распознавание слов с процедурой избирательного напоминания (Freeand Cued Selective Reminding Test — Immediate Recall, FCSRT-IR) в диагностике продромальной и преклинической БА, что базируется на селективной оценке мнестического дефицита. Методика имеет и прогностическое значение, позволяя с высокой предиктивностью оценивать риск трансформации амнестического варианта синдрома умеренных КН (аУКН) в деменцию альцгеймеровского типа [11, 12]. В ранее проведенном исследовании показатели в тесте FCSRT-IR, оказавшиеся ниже валидированной нормы, продемонстрировали лучшую прогностическую эффективность конверсии УКН в деменцию у пациентов с БА в сравнении с другими нейропсихологическими методиками [13]. Использование нейропсихологических тестов в качестве биомаркеров, особенно в сочетании с лабораторными, нейровизуализационными маркерами, определяет несомненную перспективность для создания более совершенного диагностического инструмента для БА.

На сегодняшний день патогенез БА изучен недостаточно, о чем свидетельствует наличие как минимум 15 гипотез ее развития за уже почти 120-летнюю историю изучения заболевания. Разными исследователями усматривается роль нейровоспаления, синаптической дисфункции, повреждения нейроваскулярной единицы, инфекционных агентов в инициации и прогрессировании нейродегенерации. Вместе с тем опровергнуть основную концепцию болезни — гипотезу амилоидного каскада — так и не удалось. В связи с этим к классическим лабораторным биомаркерам относят определение бета-амилоидного белка (Aβ), общего тау-протеина (оТау) и фосфорилированного (фТау) в ЦСЖ [14]. При БА в ЦСЖ определяются наиболее низкие концентрации Aβ и высокие уровни Тау, концентрация которых коррелирует с выраженностью интеллектуально-мнестических нарушений [15]. Клиническую значимость изменение указанных показателей приобретает только в случае их одновременных разнонаправленных изменений. Специфичность и чувствительность оценки сочетания сниженного уровня Aβ-42 и повышенного уровня Тау в ЦСЖ достигают 85—90% на всех стадиях БА [16]. Различные коэффициенты, включая маркеры амилоидогенеза и дегенерации, также исследовались ранее, например соотношения оТау и фТау просто ростом) и Aβ-42, и продемонстрировали превосходство по сравнению с отдельными классическими биомаркерами ЦСЖ при прогнозировании риска клинического ухудшения и конверсии в деменцию у пациентов с аУКН [17]. Отношение фТау/Aβ-42 показало наибольшую значимость для прогнозирования когнитивного снижения у пациентов с УКН в течение 24 мес наблюдения. Эти данные позволяют предположить, что отношение Тау к Aβ-42 является наиболее чувствительным и специфичным из всех биомаркеров БА в ЦСЖ, изучаемых в настоящее время, и этот вывод подтверждается предыдущими исследованиями [18—20]. Был сделан вывод о том, что соотношение Aβ-42/Aβ-40 в ЦСЖ, а не абсолютное значение Aβ-42, следует использовать при анализе биомаркеров БА в ЦСЖ для повышения точности диагностики. Aβ-42 токсичнее, чем Aβ-40, вследствие более высокой способности к агрегации [21]. Исследование Aβ-40 совместно с Aβ-42 обеспечивает более надежную оценку накопления амилоидных фибрилл и повышает специфичность этой комбинации, так как Aβ-40 является референтным пептидом, который может учитывать индивидуальные различия в концентрации белка в ЦСЖ и различия в преаналитической подготовке образцов, которые могут привести к ложноположительным либо ложноотрицательным результатам при изучении только Aβ-42 [22]. Соотношения в ЦСЖ Aβ-42/Aβ-40 и фТау/Aβ-42 или оТау/Aβ-42 представляются сопоставимыми по своей информативности [23, 24]. Несмотря на относительно успешную валидацию ликворологических маркеров амилоидогенеза и нейродегенерации, наибольшим ограничением для широкого внедрения в клиническую практику оценки ЦСЖ является инвазивность самой процедуры люмбальной пункции.

К широко применяемым в настоящее время в диагностике БА визуализационным методам диагностики относятся МРТ и позитронно-эмиссионная томография с ¹⁸F-дезоксиглюкозой (ФДГ-ПЭТ), которая уже на ранней стадии БА позволяет визуализировать снижение метаболизма глюкозы в задней части поясной извилины, областях предклинья и теменно-височно-затылочного стыка, вероятно, первоначально вследствие феномена разобщения в системе гиппокамп (ГК)—неокортекс, а затем и в связи с прогрессирующей атрофией. Эти изменения могут появиться на продромальной стадии болезни — у пациентов с УКР иногда значительно раньше, чем станет очевидной атрофия ГК. Чувствительность данного метода составляет 92%, а специфичность — 80% [25]. Для оценки атрофии вещества мозга чаще всего используются 3 визуальные шкалы, которые могут применяться в рутинной практике: шкала глобальной кортикальной атрофии (англ.: Global Cortical Atrophy scale, GCA), шкала медиальной темпоральной атрофии (англ.: Medial Temporal Atrophy scale, MTA) и шкала атрофии теменной области (Koedam) [26].

Цель исследования — определение, оценка и анализ диагностической значимости различных лабораторных биомаркеров болезни БА в крови и ЦСЖ.

В основную группу вошли 53 пациента (40 женщин (64—80 лет) и 13 мужчин (58—79 лет)) с БА, диагностированной по критериям, разработанным Национальным институтом старения США (NIA). Экспертами NIA определены три стадии заболевания (бессимптомная доклиническая, преддементная и деменция) и предложены новые критерии их установления как для клинической практики, так и для научных исследований с использованием биомаркеров [27]. На бессимптомной доклинической стадии использование биомаркеров является основополагающим для понимания патофизиологических изменений у лиц либо с полным отсутствием симптоматики, либо с ее крайне незначительной выраженностью [27, 28]. Преддементная стадия БА по своей сути аналогична аУКН. Критерии диагностики УКН как преддементной стадии БА разработаны в двух вариантах — с использованием только клинических признаков и с дополнительным определением биомаркеров (маркеры бета-амилоидоза и нейродегенерации) [29]. Стадии деменции при БА было предложено классифицировать на: 1) вероятную деменцию при БА; 2) возможную деменцию при БА; 3) вероятную или возможную деменцию при БА с биомаркерами патологического процесса. Первые две предложены к использованию в клинической практике, последнюю же предполагалось использовать в исследовательских целях [30]. Верификация нозологического диагноза для пациентов в исследуемой группе проведена при помощи ФДГ-ПЭТ, которая была выполнена с использованием сканера BIOGRAPH mCT («Siemens», Германия) на базе Санкт-Петербургского ГБУЗ «Городская больница №40». Обследование состояло из двух этапов: сначала выполнялось КТ-исследование в спиральном режиме с толщиной слоя 3 мм, затем проводилось ПЭТ-сканирование в режиме 3D с интерактивной реконструкцией полученных изображений. Для обработки данных использовали программу Siemens syngo via «MI Neurology». Расчет среднего церебрального метаболизма глюкозы осуществлялся при помощи программы 3D-SSP. Полученные при исследовании всей группы результаты включали в себя характерные признаки БА (снижение метаболизма ФДГ в височно-теменных областях) и интерпретировались как нейровизуализационный признак БА согласно критериям NIA. Пациенты исследуемой группы удовлетворяли клиническим критериям NIA для преддементной стадии БА либо вероятной деменции при БА (общие клинические критерии деменции и наличие дополнительных признаков). Для проведения анализа были выбраны следующие структуры головного мозга с оценкой их церебрального метаболизма ФДГ: лобная, височная, теменная, затылочная доли (ЛД, ВД, ТД и ЗД соответственно), передняя и задняя поясная извилина (ППИ и ЗПИ соответственно) и ГК.

Методом мультиплексного иммунофлюоресцентного анализа на базе платформы FlexMap в биологическом материале пациентов (плазма крови и ЦСЖ) была изучена концентрация 103 потенциальных биомаркеров. Критерием исключения являлось малое количество элементов в выборке (большое количество пропущенных значений). В итоге было выбрано 93 аналита, которые представлены в табл. 1.

Таблица 1. Список потенциальных биомаркеров, вошедших в исследование

Пациентам исследуемой группы (n=53; 36 женщин (68±7 лет) и 17 мужчин (70,5±7 лет)) выполнена люмбальная пункция с последующей заморозкой ЦСЖ в биобанке СПб ГБУЗ «Городская больница №40». Определение концентрации Aβ-40 и Aβ-42, оТау и фТау-181, а также других биомаркеров (см. табл. 1), проводилось при помощи метода мультиплексного иммунофлюоресцентного анализа на базе платформы FlexMap. Всем пациентам была выполнена МРТ головного мозга на установке Magnetom («Siemens», Германия) с напряженностью магнитного поля 1,5 Тл. Для оценки структур головного мозга нами использовались оригинальные и модифицированные ВАШ: GCA, MTA и Koedam. Всем пациентам проведено нейропсихологическое исследование, включавшее шкалу MMSE [31], батарею тестов для оценки лобной дисфункции (Frontal Assessment Battery, FAB) [32], шкалу MoCA [33], тест TMT(A), адаптированный для пожилых пациентов [34], тест CSRT-IR [35], тест 5 слов [36], шкалу оценки БА — когнитивную субшкалу (ADAS-Cog) [37], тест рисования часов (ТРЧ) [38]. Выбор тестов был обусловлен широким охватом различных модальностей и тяжести КН. К примеру, тесты MMSE и MoCA оценивают широкий спектр КН и более чувствительны к дементным стадиям. ТРЧ позволяет оценить преимущественно зрительно-пространственные и регуляторные функции. TMT(A) оценивает нейродинамические характеристики когнитивной деятельности, внимание, скорость мыслительных процессов, зрительно-моторную координацию, а также регуляторные функции. Тест FCSRT-IR является одним из самых современных методов диагностики первичных нарушений памяти и обладает высокой чувствительностью для диагностики додементной стадии БА. Методика предложена для определения нарушений памяти, в том числе амнестического синдрома гиппокампального типа. Тест 5 слов является высокоинформативным инструментом диагностики амнестических КН и позволяет дифференцировать первичные нарушения памяти гиппокампального типа и вторичные нарушения памяти. Шкала ADAS-Cog позволяет всесторонне оценить интеллектуально-мнестические показатели пациента, хоть и является достаточно трудоемкой, но в то же время чрезвычайно чувствительной и специфичной к БА на различных стадиях. Степень выраженности КН определялась по результатам клинической рейтинговой шкалы деменции (англ.: Clinical Dementia Rating, CDR) [39].

Статистический анализ данных проведен с использованием программы STATISTICA for Windows (версия 12). Для выявления связей между биомаркерами БА в крови и ЦСЖ использовался коэффициент ранговой корреляции Спирмена.

После оценки абсолютных и относительных значений проводилось сопоставление полученных лабораторных показателей с клинико-нейропсихологическими данными и нейровизуализационными изменениями. Установлены статистически значимые (p<0,05) корреляционные связи между исследованными лабораторными маркерами в крови и ЦСЖ, результатами нейропсихологических тестов, показателями церебрального метаболизма ФДГ-ПЭТ в различных областях головного мозга и показателями ВАШ по данным МРТ головного мозга. Результаты корреляционных связей во всей исследуемой группе (n=5) с БА на всех стадиях заболевания и в группе пациентов с аУКН (CDR=0,5; n=15) — в табл. 2. Выделение группы с аУКН преследовало цель определить различные биомаркеры, представляющие интерес для ранней диагностики додементной стадии заболевания в группе с аУКН, а также получить общую картину статистически значимых результатов на всех стадиях болезни.

Таблица 2. Наиболее значимые корреляционные связи биомаркеров в группе с БА на всех стадиях заболевания (шкала CDR=1—3) и на стадии аУКН (CDR=0,5)

Примечание. ПЭТ — позитронно-эмиссионная томография, ЦСЖ — цереброспинальная жидкость, ППИ — передняя поясная извилина, ЗПИ — задняя поясная извилина, ВД — височная доля, ЗД — затылочная доля, ГК — гиппокамп, БА — болезнь Альцгеймера, MMSE — краткий тест оценки когнитивных функций, MoCA — Монреальская шкала оценки когнитивных функций.

Одной из ключевых задач работы были оценка и дальнейший анализ возможных взаимосвязей различных коэффициентов в ЦСЖ, включающих отношение Aβ-42 и Aβ-40 друг к другу (Aβ-42/40), а также фТау-181 к Aβ-42, Aβ-42/40 и оТау. Эти отношения статистически значимо коррелировали между собой, а также с отдельными маркерами амилоидогенеза и нейродегенерации в ЦСЖ в общей группе пациентов на всех стадиях заболевания по CDR. Коэффициенты нейродегенерации фТау181/Aβ-42, оТау/Aβ-42 имели отрицательные корреляционные связи с результатами ТРЧ и теста 5 слов в группе пациентов с аУКН (CDR=0,5), а Aβ-42/40 положительно коррелировало с показателями MMSE и теста 5 слов. Эти результаты подтверждают чувствительность этих коэффициентов к различным модальностям КН даже на ранних этапах заболевания. Также они были отрицательно связаны (Aβ-42/40 — положительно) с гипометаболизмом глюкозы в стратегически значимых при БА зонах (ГК, ППИ и ЗПИ, ВД, ТД и ЗД), однако важно, что большее количество результатов этих связей со структурами головного мозга при ПЭТ получено в общей группе пациентов с БА, в сравнении с группой аУКН (левый и правый ГК, левые ВД и ППИ, правая ТД), что может быть представлено как расширением визуализационных изменений на ПЭТ при прогрессировании заболевания, так и меньшим числом пациентов в группе додементной стадии.

Установлены также связи с результатами оценки МРТ, характеризующими атрофию теменных долей (Koedam) в додементной группе (положительная — с фТау181/Aβ-42 и отрицательная — с Aβ-42/40), шкалы атрофии ГК (MTA) в общей группе пациентов (отрицательная — с Aβ-42/Aβ-40, положительная — с оТау/Aβ-42), что также подтверждает, во-первых, уже имеющуюся атрофию ТД на домементной стадии, а вовторых, ее статистически значимую связь с основными патогенетическими биомаркерами в ЦСЖ, а следовательно, и логично наблюдаемым увеличением атрофических изменений по мере уменьшения концентрации Aβ в ЦСЖ и, наоборот, увеличение определяемого в ней коэффициента нейродегенерации.

Исследование большого массива различных лабораторных, нейровизуализационных, нейропсихологических биомаркеров в первую очередь предполагалось нами как возможность продвинуться в поиске наиболее эффективных диагностических инструментов как при деменции, так и на стадии аУКН. Этому стремлению способствует тот факт, что диагностика БА ограничена в возможностях не только на додементной стадии, но и на более поздних стадиях заболеваниях, когда достаточно часто бывает не так просто установить диагноз, особенно при смешанных сосудисто-нейродегенеративных процессах, а также в тех случаях, когда сам выбор диагностических инструментов существенно ограничен. Учитывая роль не только двух классических амилоидных и тау-гипотез патогенеза заболевания, но также и нейровоспалительную, доказанную связь сосудистого и нейродегенеративного процессов [40], участие различных факторов роста и системы комплемента, мы надеялись получить обладающие новизной данные, которые способны не только применяться для расширения используемой диагностики, но и расширить понимание самих патогенетических процессов БА. Пример клинико-лабораторно-нейровизуализационного сопоставления приведен на рисунке на цв. вклейке.

Пациент М., 66 лет.

а — ФДГ-ПЭТ: симметричные области выраженного гипометаболизма в ассоциативной коре с преимущественной локализацией на стыке височной и теменной долей (–8.3…–6.7 SD в теменных долях, –3.6 SD справа, –3.4 SD слева в височных долях). Соотношения уровней белков ЦСЖ: Aβ-42/40=0,092; оТау/Aβ-42=1,8; фТау181/Aβ-42=0,3; фТау-181/оТау=0,21. б — МРТ шкалы: MTA — 1 балл, GCA — 1 балл, Koedam — 1 балл. Нейропсихологическое исследование: MMSE — 26 баллов, FAB — 16 баллов, MoCA — 26 баллов, FCSRT-IR — 12/39, Тест 5 слов — 4+1/2+0, CDR=0,5.

Несмотря на то что БА имеет многофакторную этиологию, в настоящее время приводится большое количество доказательств того, что нейровоспаление играет одну из ключевых ролей в этиопатогенезе заболевания [41]. Анализируя результаты, полученные в группе пациентов без деменции (CDR=0,5), получена отрицательная корреляционная связь плазменного уровня GFAP с коэффициентом фТау181/оТау в ЦСЖ. В паренхиме головного мозга при БА отмечается увеличение активированной микроглии и реактивных астроцитов вблизи локализации бета-амилоидных бляшек [42, 43]. Разрушение астроцитов приводит к высвобождению GFAP в кровоток [44]. В недавнем метаанализе было подтверждено, что уровень GFAP в крови в группе пациентов с БА был значительно выше, чем в контрольной группе без КН. Его связь с коэффициентом в ЦСЖ, характеризующим активный процесс нейродегенерации на стадии аУКН, потенциально подтверждает его ранее предполагаемый большой потенциал в качестве диагностического биомаркера самой БА и конверсии УКН в деменцию [45].

Все коэффициенты показали значимые корреляционные связи с Apo-A1 (положительные — с Aβ-42/Aβ-40, отрицательные — с оТау/Aβ-42 и фТау-181/Aβ-42), который необходим для осуществления биологической активности липопротеидов высокой плотности и не синтезируется в головном мозге, как это происходит с Apo-E, а образуется на периферии и благодаря способности преодолевать гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) посредством процессов эндоцитоза выполняет важнейшую роль в сохранении цереброваскулярной целостности [46]. Ранее демонстрировались результаты, показывающие снижение концентрации Apo-A1 в плазме крови у пациентов на додементных стадиях БА, которое коррелировало с увеличенным риском клинического прогрессирования заболевания [47]. Выявленные связи исследованных коэффициентов согласуются с этими результатами, что особенно значимо, так как это выявлено в группе пациентов с аУКН, что делает Apo-A1 перспективным диагностическим маркером ранних стадий болезни.

Плазменная концентрация провоспалительных цитокинов в группе пациентов с аУКН, таких как IFN-γ, IL-5, IL-7, IL-8, IL-12p70, IL-13, IL-17, положительно коррелирует с коэффициентами нейродегенерации, что, вероятно, отражает известную патогенетическую связь нейровоспаления с БА [48]. Отдельно важно отметить, что IL-8, по нашим данным, наоборот, отрицательно коррелировал с Aβ-42/40. Во врожденной иммунной системе IL-12 и IFN-γ функционируют совместно, формируя систему, которая влияет на состояние активации макрофагов (поляризация M1- и M2-фенотипа микроглии) [49]. Эти биомаркеры не имели статистически значимых связей в общей группе пациентов, что, вероятно, предполагает их возможную ценность в диагностике ранних стадий болезни.

Система комплемента является важным компонентом врожденной иммунной системы и действует в качестве моста, связывающего механизмы врожденного и приобретенного иммунитета [50]. Известно, что нарушения работы в системе комплемента в ЦНС, такие как обеспечение синаптической пластичности, клеточной миграции и элиминации дефектных белков, могут приводить к развитию нейродегенеративных заболеваний [51]. Патологические процессы, особенно агрегация бета-амилоида, приводят к активации белка Complement C3 и других компонентов, а активированная система комплемента рекрутирует и активирует микроглию в местах отложения бета-амилоидных бляшек [52]. Наша работа продемонстрировала отрицательную связь его концентрации с Aβ-42/Aβ-40 и положительную — со всеми исследуемыми коэффициентами нейродегенеративного процесса, подтверждая участие системы комплемента в развитии заболевания. Эти результаты также были получены в группе пациентов на стадии аУКН, что делает изучение уровня белка C3 перспективным биомаркером ранней диагностики.

Коммуникация между микроглией, астроцитами и нейронами необходима для обеспечения гомеостаза и выживания нейронов в головном мозге. Нарушение ее регуляции лежит в основе процесса нейровоспаления при БА. При этом цитокины, хемокины, белки комплемента и факторы роста являются участниками иммунных процессов подобной коммуникативной системы [41]. Группа биомаркеров, включающая факторы роста и противовоспалительные цитокины (IL-10, GDF-15, VEGF), также продемонстрировала значимые связи в группе пациентов с аУКН. Ранее сообщалось, что GDF-15 участвует в процессах клиренса бета-амилоида клетками микроглии, также показаны его возможная связь с нейродегенерацией и влияние на риск возникновения нейродегенеративных заболеваний [53]. Наши результаты продемонстрировали его положительную связь с Aβ-42/40 и отрицательную — с фТау181/оТау. IL-10 является противоспалительным цитокином, его повышенная активность способна ингибировать выработку цитокинов, ассоциированных с воспалением [54]. Его плазменный уровень имеет положительные корреляционные связи с коэффициентами нейродегенерации, но особый интерес представляет выявленная нами связь обратной, отрицательной силы IL-10 в ЦСЖ с фТау-181/оТау в общей группе пациентов, демонстрируя снижение уровня в ЦСЖ по мере развития процесса нейродегенерации. Его разнонаправленные изменения и их определение в ЦСЖ и плазме крови представляют интерес для изучения нейровоспалительной гипотезы БА. VEGF имеет сильные положительные корреляционные связи с коэффициентами нейродегенерации. Выявленные нами положительные корреляционные связи VEGF с оТау/Aβ-42 и фТау-181/Aβ-42 можно объяснить нарушением каскада процессов ангиогенеза, которые возникают вследствие нейродегенерации. VEGF может накапливаться в амилоидных бляшках, что, вероятно, объясняет изменения его плазменной концентрации по мере развития заболевания [55].

FLT3L, участвующий в пролиферации дендритных клеток [56], имел отрицательные корреляционные связи с тау-коэффициентом в общей группе пациентов. В этой же группе уровень sCD40L также был положительно связан с Aβ-42/Aβ-40 и отрицательно — с фТау-181/оТау. Длительное повышение sCD40L приводит к хронической воспалительной реакции — перманентной активации микроглии в головном мозге, имеющей тесную связь с развитием БА. Ранее проводилось исследование, в котором уровни sCD40 и sCD40L были выше при БА и положительно коррелировали с Aβ1-40 и Aβ1-42 соответственно [57]. Концентрация PEDF положительно коррелировала с фТау-181/оТау. PEDF — это нейротрофический и нейропротективный белок, экспрессируемый в нервной системе и играющий роль в нейрорегуляторных процессах. У пациентов с БА ранее также наблюдались значительно повышенные концентрации PEDF в плазме крови [58]. Концентрация sIL_1R2 отрицательно коррелирует с Aβ-42/Aβ-40 и положительно — с коэффициентами нейродегенерации. sIL_1R2 — мощный ингибитор провоспалительного IL-1, продемонстрировано его значительное повышение у пациентов с УКН при БА [59].

HGF играет роль в выживании и развитии нейронов и участвует в развитии нейродегенеративных заболеваний. Ранее было продемонстрировано повышение уровня HGF в ЦСЖ и плазме крови пациентов с БА [60]. Также была выявлена связь между патогенетическими процессами при БА и макро- и микроструктурными повреждениями белого вещества головного мозга, что предполагает наличие связи между HGF и заболеванием [61, 62]. В нашем исследовании в общей группе пациентов HGF имел отрицательные корреляционные связи с оТау/Aβ-42, что подтверждает его связь с патогенезом БА и делает одним из потенциальных диагностических биомаркеров БА в плазме крови.

Уровень D-димера в общей группе имел положительную корреляционную связь с Aβ-42/40 и отрицательные — с коэффициентами нейродегенерации. У пациентов с сахарным диабетом 2-го типа и УКН установлено значительное повышение уровня D-димера в плазме, по сравнению с контрольной группой [63]. Связь с патогенетическими процессами при БА объясняется как наличием у пациентов заболеваний сердечно-сосудистой системы, так и потенцированием нейродегенерации сосудистой патологией, что также было показано ранее [40].

Исследования маркеров, связанных с воспалением в ЦСЖ при БА, ранее продемонстрировали достаточно различные результаты, ни один из них до сих пор не был внедрен в клиническую практику [64]. Помимо уже описанной корреляции IL-10 с коэффициентами нейродегенерации в ЦСЖ, ряд аналитов продемонстрировал значимые связи с ними в нашем исследовании, включая sIL-1R1, sIL-2Rα, MCP-1 и sRAGE. IL-1R1 является одним из важнейших модуляторов воспаления и рассматривается в качестве потенциальной терапевтической мишени. Концентрации растворимой циркулирующей формы IL-1R1, sIL-1R1 вместе с IL-1α и IL-1β, антагонистом IL-1Ra и дополнительным рецептором sIL-1RAcP были повышены в образцах сыворотки крови больных с БА, в отличие от пациентов с субъективными КН и УКН. Исследователи предполагали, что основная воспалительная реакция, связанная с БА, избирательно активирует протеазу, расщепляющую IL-1R1, что приводит к повышению уровня sIL-1R1. Однако, поскольку sIL-1R1 связывает IL-1Ra с высоким сродством, снижая его способность захватывать цитокины IL-1, он может противодействовать регуляторным механизмам контроля воспаления, вызванного IL-1/IL-1R1, и, следовательно, усиливать нейровоспалительные процессы в головном мозге [65]. В нашем исследовании уровень sIL-1R1 имел отрицательные корреляции с Aβ-42/40 в ЦСЖ, которые укладываются в уже имеющееся представление о его роли в развитии БА. Образующийся из мембраносвязанного IL-2Rα, растворимый sIL-2Rα может ингибировать сигнальную передачу IL-2 и способствовать пролиферации T-клеток и поэтому рассматривается как достоверный биомаркер активации T-клеток [66]. Ранее выявлена обратная корреляция плазменного уровня sIL-2Rα с развитием КН у пациентов с БА, в том числе имеющих только УКН [67]. Мы обнаружили отрицательную корреляционную связь между его концентрацией в ЦСЖ и фТау-181/Aβ-42, что, вероятно, подтверждает его вовлеченность в патогенез заболевания.

Белок RAGE также участвует в патогенезе БА, поскольку играет решающую роль в транспорте церебрального бета-амилоида через ГЭБ, дегенерации нейронов, снижении синаптической передачи и формировании фибриллярных клубков [68]. Некоторые исследования предполагали оценку его растворимой формы в качестве биомаркера нарушений толерантности к глюкозе [69] и КН [70]. Мы установили отрицательную корреляционную связь его содержания в ЦСЖ с Aβ-42/40. Уровень MCP-1 положительно коррелирует с коэффициентом тау-белка и нейродегенерации в ЦСЖ. Он является наиболее мощным хемокином в регуляции миграции и инфильтрации моноцитов/макрофагов, в первую очередь экспрессируется микроглией и макрофагами, которые участвуют в клиренсе Aβ и нейрональной гибели [71]. Имеются данные о повышении его концентрации при БА в ЦСЖ и плазме крови [72].

Таким образом, применение в представленной работе коэффициентов, отражающих два основных патогенетических процесса при БА в ЦСЖ (Aβ-42/Aβ-40, фТау181/Aβ-42, фТау181/оТау, оТау/Aβ-42), является более предпочтительным, чем оценка вышеуказанных биомаркеров амилоидогенеза и нейродегенерации по отдельности. Подтверждена информативность оценки коэффициентов в ЦСЖ к различным модальностям КН, в том числе на стадии аУКН. Нами выявлены статистически значимые корреляционные связи этих коэффициентов различной направленности как с различными биомаркерами нейровоспаления, факторами роста и ангиогенеза, нейропсихологическими тестами, так и с нейровизуализационными маркерами (ФДГ-ПЭТ и МРТ), что не только свидетельствует об их вовлеченности в различные звенья патогенеза заболевания, но и демонстрирует разнообразие самих патогенетических процессов БА, построенных на различных гипотезах, и подчеркивает их связь с двумя классическими теориями.

Результаты, полученные в группе пациентов с аУКН, а именно статистически значимые взаимосвязи ассоциированных с нейровоспалением цитокинов, факторов роста, белка системы комплемента с коэффициентами в ЦСЖ, ФДГ-ПЭТ, МРТ и нейропсихологическими показателями, не только подтверждают роль нейровоспаления в развитии БА, но и представляют несомненный интерес в разработке потенциальных диагностических биомаркеров додементных стадий БА, а также возможные предикторы конверсии УКН в деменцию. Такие маркеры, как GFAP, аполипопротеин A1, GDF-15, IFN-γ, IL-5, IL-7, IL-8, IL-10, IL-12p70, IL-13, IL-17, VEGF, Complement C3, на наш взгляд, должны быть рассмотрены в будущих исследованиях в качестве перспективных для ранней диагностики. Многолетние безуспешные попытки и неудачи в поиске эффективных терапевтических молекул вполне могут быть объяснены сложностью и недостаточной изученностью патогенеза болезни, а усилия, направленные на подтверждение существующих гипотез, ни в коем случае не должны оказаться напрасными.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.