《Free Radical Biology and Medicine》：Systemic oxidative stress in patients with Alzheimer's disease
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在阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）患者的血浆中观察到系统性氧化应激（oxidative stress, OS）水平升高。氧化应激可能在AD病理生理学中发挥关键作用。游离巯基（free thiols）可能作为AD临床诊断的补充性生物
在阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）患者的血浆中观察到系统性氧化应激（oxidative stress, OS）水平升高。氧化应激可能在AD病理生理学中发挥关键作用。游离巯基（free thiols）可能作为AD临床诊断的补充性生物标志物。
阿尔茨海默病患者系统性氧化应激的研究解读
一、研究背景与目的
阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种进行性神经退行性疾病，以渐进性认知功能下降并最终发展为痴呆为主要特征。其典型的神经病理学改变包括含有β-淀粉样蛋白（amyloid beta, Aβ）的神经炎斑块和基于tau蛋白的神经原纤维缠结。目前，Aβ和tau蛋白已被用作生物标志物，通过正电子发射断层扫描（Positron Emission Tomography, PET）和生物体液（脑脊液和血清）来测量这些脑内病理变化。
脑内氧化应激（oxidative stress, OS）被认为是AD的早期过程，可能驱动AD发病机制。OS通常被定义为活性氧（reactive oxygen species, ROS）的产生与生物系统通过抗氧化物质清除这些反应中间体能力之间的失衡。已有研究表明，细胞内Aβ的积累导致线粒体相关OS升高，且线粒体Aβ水平与线粒体结构和功能异常相关。此外，在与淀粉样斑块相关的脑区观察到线粒体相关能量代谢降低。因此，确定合适的体内OS测量标志物是当前研究的迫切需求。
系统性血浆游离巯基（经白蛋白校正）是细胞外氧化还原状态的关键组成部分，因其具有强效自由基清除活性而成为活性物种的主要底物。游离巯基减少反映系统性OS，而较高水平则指示更有利的氧化还原状态。
本研究旨在探索AD中的系统性氧化还原状态，并检验游离巯基作为AD患者OS生物标志物的效用。此外，研究人员还研究了游离巯基与其他血浆生物标志物[苏氨酸217位点磷酸化tau蛋白（phosphorylated tau at threonine 217, pTau217）、β-淀粉样蛋白42/40比值（Amyloid beta 42/40 ratio, Aβ42/40）、胶质纤维酸性蛋白（Glial Fibrillary Acidic Protein, GFAP）和神经丝轻链（Neurofilament light chain, NfL）]的相关性，并假设AD中游离巯基减少与疾病严重程度相关。
二、研究方法
本研究采用的主要关键技术方法包括：
- 1.
研究设计与样本队列：从2023年4月至2024年7月，在荷兰吕伐登弗里斯尤斯医学中心记忆门诊前瞻性招募患者，共纳入310例参与者，分为主观认知下降（Subjective cognitive decline, SCD，109例）、轻度认知障碍（Mild cognitive impairment, MCI，51例）、AD（125例）和非AD痴呆（Non-AD，25例）四个诊断组。所有参与者均接受了全面的诊断评估，包括认知筛查[简易精神状态检查（Mini-Mental State Examination, MMSE）、蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment, MOCA）和临床痴呆评定量表（Clinical Dementia Rating, CDR）]。
- 2.
血浆游离巯基测定：采用经典的Ellman试剂法（5,5′-二硫代双(2-硝基苯甲酸)，DTNB）检测系统性游离巯基浓度。DTNB与游离巯基（–SH）基团反应形成黄色产物5-硫代-2-硝基苯甲酸（TNB），在412 nm波长下分光光度法定量。结果反映循环中低分子量和蛋白质结合游离巯基的总浓度，并经白蛋白校正。
- 3.
其他血浆生物标志物分析：采用超灵敏单分子阵列（single molecule array, SIMOA）HD-X平台（Quanterix）进行分析，使用Simoa? ACC ptau217试剂盒检测pTau217，Neurology 4-plex E（N4PE）试剂盒检测Aβ42、Aβ40、NfL和GFAP。
- 4.
统计分析：组间差异采用Pearson卡方检验（Bonferroni事后校正）、单因素方差分析（ANOVA，Bonferroni事后校正）或Kruskal-Wallis检验（Dunn多重比较检验，Bonferroni校正）。相关性分析采用Pearson相关系数和Spearman秩相关系数。多变量线性回归用于分析临床协变量与游离巯基的关联，协方差分析（ANCOVA）用于校正混杂因素后评估组间差异。
三、研究结果
患者特征
310例患者中，SCD组的MOCA/MMSE评分显著高于其他各组。AD组的体重指数（BMI）低于SCD和MCI组。肾脏疾病在AD组最为常见（30.6%），与SCD组差异显著。精神疾病在SCD组最常见（46.8%），与AD组差异显著。
游离巯基水平比较
AD组游离巯基水平显著低于SCD组和MCI组。Non-AD组游离巯基水平低于SCD组。AD组游离巯基最低，与SCD和MCI组差异显著。pTau217在AD组高于SCD、MCI和Non-AD组。Aβ40和Aβ42/40比值在AD组低于SCD组。NfL在SCD组最低，在Non-AD组最高。GFAP在AD组高于SCD和MCI组。
游离巯基与血液生物标志物、MMSE/MOCA和CDR的相关性
游离巯基与pTau217、NfL和GFAP呈负相关。在AD患者中，游离巯基同样与pTau217、NfL和GFAP呈负相关。然而，Aβ42/40与游离巯基无显著相关性。在AD组内，CDR为1的患者平均游离巯基水平为11.0±1.41 μmol/L，CDR为2的患者平均游离巯基水平更低，为10.2±1.07 μmol/L，差异具有统计学意义。游离巯基与MOCA评分呈显著负相关，但与MMSE评分无显著相关。
临床变量与循环游离巯基的关联
多元线性回归分析显示，2型糖尿病和年龄是游离巯基的显著协变量。校正年龄和2型糖尿病后的协方差分析表明，AD组游离巯基仍显著低于SCD组。其他配对比较未达到统计学显著性。
四、讨论与结论
讨论总结
本研究证实AD患者游离巯基降低，反映系统性OS总体增加。这些发现在一个特征明确的队列中得到验证，血浆生物标志物提供了AD病理学的确认证据。游离巯基作为AD氧化失衡的外周生物标志物具有潜力，表明OS是AD病理生理学的关键贡献者。
游离巯基与临床严重程度指标（MOCA评分和CDR）显著相关，表明认知功能越差与游离巯基浓度越低相关联。游离巯基水平与血浆AD和神经退行性标志物（pTau217、NfL和GFAP）显著相关，提示系统性氧化还原状态与中枢神经系统特异性病理过程（如tau磷酸化、星形胶质细胞活化和神经轴突损伤）之间存在密切联系。相反，游离巯基与血浆Aβ42/40无显著关联，支持血浆淀粉样蛋白测量的有限效用。
与其他OS标志物相比，游离巯基处于活性物种相互作用组（reactive species interactome, RSI）的核心位置，作为主要清除剂，反映整体抗氧化能力。本研究通过严格的统计校正考虑了广泛的合并症，增强了研究结果的可靠性。
研究局限性包括：改良DTNB-Ellman法不能分离Cys34的氧化还原状态、无法校正低分子量巯基变异、不能排除肾功能受损和尿毒症溶质对循环氧化还原环境的影响。未来可采用靶向氧化还原蛋白质组学或质谱方法识别个体巯基载体和氧化状态。
结论翻译
本研究表明，AD患者血浆中游离巯基降低所反映的系统性OS增加得到证实，支持OS在AD病理生理学中的关键作用，并强调游离巯基作为潜在治疗靶点和可能的临床诊断补充性生物标志物。
