阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种进展性的以认知损害为核心临床表现的神经系统变性病,占所有痴呆的 50~70%。A病程一般为 8~10 年,死亡通常由全身乏力、营养不良和肺炎引起。

目前,AD 的发病原因尚未完全阐明。其中,遗传基因变异是 AD 最主要的危险因素,在疾病的发生和发展中发挥了作用,同时,环境和生活方式也是罹患该病的重要风险因素。



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阿尔茨海默病与基因

遗传学一般将 AD 分为早发型(EOAD)与晚发型(LOAD)。EOAD 一般在 60~65 岁之前就已经出现症状,在所有病例中占比约为 1~5%;LOAD 在 60~65 岁后发病,是 AD 的主要形式,约占 95%。

遗传因素在 AD 中扮演重要角色。目前,AD 的发病机制包括其致病、易感基因的作用机制仍在不断研究中。近年来,大人群的全基因组分析已经揭示了数十个 AD 相关基因,但这其中的部分基因与 AD 发病的作用机制还有待进一步明确。

研究结果表明,约有不到 5% 的 AD 人群有阳性家族,淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)、早老素 1(presenilin 1,PS1)和早老素 2(presenilin 2,PS2)基因突变是导致早发型家族性 AD 的主要致病基因,这些基因突变能增加 Aβ 的生成。

此外,晚发型散发性 AD 被认为是复杂多基因相互作用导致的退行性疾病。载脂蛋白 E(apolipoprotein E,ApoE)ε4 等位基因是其主要遗传危险因素,可使 AD 的发病风险增加 4~10 倍并使发病年龄提前,约 50% 的 AD 患者携带有 ApoEε4 基因。



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AD 致病基因与易感基因

1. 致病基因

目前已确认位于 14、1、21 号染色体上的 PS1 基因、PS2 基因、APP 基因为 AD 明确致病基因;其中 PS1 基因突变占 75%~80%,APP 基因突变占 15%~20%,PS2 基因突变不足 5%。

AD 患者中约 1% 携带一种致病基因突变(APP、PS1 或 PS2)。通常在 65 岁之前(最早可在 30 岁之前)发病,其家庭成员有 50% 的概率携带一种突变基因,其中携带 APP 或 PS1 基因突变的人患 AD 的概率为 100%,携带 PS2 基因突变的为 95%。

2023 年 6 月 27 日,由中国学者首次发现的除三大已知致病基因之外的 AD 新致病基因——ZDHHC21 p.T209S,揭示了 ZDHHC21 基因突变介导的蛋白异常棕榈酰化引起 AD 病理改变的分子机制。

如果携带的是另一种致病基因突变(C9orf72、MAPT 和 GRN),可解释 80% 的常染色体显性遗传性额颞叶痴呆(FTD),可用于与早发型 AD 的鉴别诊断。


2. 易感基因

与 APP、PS1、PS2 确定性致病基因不同,APOE 基因并非 AD 的致病基因,而是易感基因,与晚发散发 AD 和源性轻度认知功能障碍(MCI相关。ApoEε4 通过减少 Aβ 的清除,从而增加 Aβ 的总负荷,并参与 tau 蛋白过度磷酸化等 AD 多个关键病理过程。

APOE 有三个亚型,ε2、ε3 和 ε4。其中,ε4 亚型与 AD 风险增加相关,影响最显著的是 LOAD 人群,但对 EOAD 人群也存在风险。目前大部分研究表明,一个 ε4 拷贝 AD 风险增加 2~3 倍,而两个拷贝 AD 风险增加约 10 倍甚至更高。不过,ε4 对 AD 诊断不具有足够特异性,携带 ε4 不一定会患病。

AD 患者中约 58% 携带至少 1 个 ApoEε4 等位基因。通常在 65 岁之后发病,其患病率因地区和国家而异,北欧最高,其中 61.3% 为杂合子(1 个 ε4),14.1% 为纯合子(2 个 ε4),亚洲和南欧最低。年龄在 55~70 岁的女性 ε3/ε4 基因表型携带者,患 AD 的风险高于男性。



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AD 的基因检测与咨询

针对 AD 的基因检测与咨询,美国医学遗传学与基因组学学会(ACMG)联合国家遗传咨询师学会(NSGC)于 2011 年发表了 AD 基因检测与咨询实践指南,对各种情况下的 AD 基因检测与咨询给出了建议,值得参考。

对于有症状的患者以及可能携带常染色体显性 AD 基因突变的家庭成员,基因检测可以帮助确定特定遗传病因,有助于病情判断和疾病管理。应尽早进行常染色体显性 AD 基因检测的情况包括:

(1)在有痴呆家族史或家族史未知情况下,有 EOAD 症状的个体;

(2)具有一个或多个 EOAD 病例的常染色体显性家族史的个体;

(3)家族中有亲属携带 EOAD 基因变异的亲属(目前为 PS1/2 或 APP)。

理想情况下,应首先对受影响的家庭成员进行检测。无症状成员如果希望进行检测,则应根据推荐的方案对其进行咨询。如果受影响的亲属或患者近亲暂时不想接受检测,应该考虑留存 DNA 样本。

而对于无症状个体,人们通常会担心基因检测可能会引发不良的心理反应,如严重抑郁、焦虑等。然而,相关研究和临床经验表明,大多数使用标准化咨询方案进行测试的人,在检测后的几个月后将展现出有效的应对能力、也没有出现负面心理反应,认为基因检测对他们总体上有益。

考虑到症状与发病年龄的巨大差异,ACMG 认为当前不应开展儿童 AD 基因检测。


AD 基因检测方案(Genet Med. 2011 Jun; 13(6): 597-605)

早期诊断和早期干预是对脑疾病最有效的医疗方式。近些年来,针对 AD,相关组织与机构发布了权威的专家共识与指南,其中基因生物标志物检测被推荐为 AD 重要的检测方法。


推荐意见:

(1)致病基因突变(APP、PSEN1 或 PSEN2)有助于识别早发型、家族性 AD(1A);

(2)易感基因突变(APOE ε4 等位基因)有助于预测家族 AD 的风险和脑淀粉样血管病的严重程度(2B)。

推荐意见 :

(1)有明确痴呆家族史的 MCI 患者应进行基因检测以帮助诊断(Ⅰ级推荐,A 级证据);

(2)基因检测适用于有明确家族史,且有明显的常染色体显性遗传危险的个体(Ⅱb 级推荐,B 级证据);

(3)ApoE 基因型检测可用于 MCI 患者危险分层,预测其向 AD 转化的风险,并可应用于临床研究中的疗效分析(Ⅱa 级推荐,B 级证据);

(4)基因诊断应该在专业的、有资质的检测机构进行,以确保检测的准确性(专家共识)。







新品预告

此次,美格医学即将上线的阿尔茨海默病(AD)基因检测项目,通过采用目标区域捕获+高通量测序(NGS)技术,可一次性检测 AD 多种基因生物标志物及 AD 耐药情况,基因生物标志物包括 APP、PS-1、PS-2、APOE 分型等帮助患者确定遗传性病因,有助于疾病的早期诊断、病情判断和疾病管理,同时为患者提供更加安全、有效的用药指导。