РАСЧЕТНЫЙ ИНДЕКС НА ОСНОВЕ УРОВНЕЙ АКТИВНОСТИ ИЗОФОРМ БУТИРИЛХОЛИНЭСТЕРАЗЫ ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ДИАГНОЗА МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО СНИЖЕНИЯ
PDF

Ключевые слова

мягкое когнитивное снижение
биомаркер
бутирилхолинэстераза
плазма крови
изоформы
расчетный индекс

Как цитировать

Козлова, Д. И., Хижа , В. В., Аносова , Л. В., Королькова , А. А., Васильев , Д. С., Рыбаков , А. В., Пахомов, К. В., Шишкин, А. Б., Сумина , С. В., & Баллюзек , М. Ф. (2022). РАСЧЕТНЫЙ ИНДЕКС НА ОСНОВЕ УРОВНЕЙ АКТИВНОСТИ ИЗОФОРМ БУТИРИЛХОЛИНЭСТЕРАЗЫ ДЛЯ ПОДТВЕРЖДЕНИЯ ДИАГНОЗА МЯГКОГО КОГНИТИВНОГО СНИЖЕНИЯ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 108(6), 725–735. https://doi.org/10.31857/S086981392206005X

Аннотация

В существующей клинической практике диагноз мягкого когнитивного снижения ставится на основе опроса пациента по мини-тесту оценки психического состояния (Mini-Mental State Examination — MMSE) и шкале оценки болезни Альцгеймера (The Alzheimer’s Disease Assessment Scale – Cognitive Subscale – ADAS-cog), которые обладают высокой степенью субъективизма и не дают полноценного представления о состоянии здоровья пациента. Нами проведена оценка эффективности использования диагностического индекса на основе активности холинэстераз плазмы крови для подтверждения или опровержения диагноза мягкого когнитивного снижения амнестического типа. В исследовании приняли участие 69 человек: 36 пациентов с диагнозом мягкого когнитивного снижения амнестического типа (а-МКС) и 33 здоровых добровольца. Диагноз а-МКС ставили при наборе менее 28 баллов по MMSE и более 2 баллов по ADAS-cog. В стационаре производили забор крови и выделение плазмы у пациентов обеих групп. На полученном биоматериале определяли активность форм бутирилхолинэстеразы с использованием метода Эллмана в сочетании с ингибиторным анализом. Полученные данные активности атипичной и минорных форм использовали для расчета индекса, отражающего факт наличия или отсутствия у пациента диагноза а-МКС. Были определены диагностические интервалы характерные для пациентов с а-МКС и здоровых добровольцев. Сравнение распределения показателей расчетного индекса по категориям диагноза осуществляли с помощью критерия χ-квадрат с поправкой Йейтса в пакете статистических программ SPSS 22. Результаты исследования показали, что диагностика на основе индекса соотношения активностей атипичной и минорной изоформ по чувствительности и специфичности не уступает стандартным диагностическим шкалам, одновременно является перспективным, малоинвазивным, быстрым и бюджетным способом лабораторного подтверждения диагноза а-МКС. Предлагаемый в данной статье расчетный диагностический индекс основан на данных лабораторного исследования активности атипичной и минорных изоформ бутирилхолинэстеразы плазмы крови пациентов с предварительным диагнозом а-МКС, что впервые дает возможность подтвердить диагноз лабораторным методом, избегая субъективности.

https://doi.org/10.31857/S086981392206005X
PDF

Литература

Folstein M, Folstein S, McHugh P (1975) Mini-Mental State. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. J Psychiatr Res 2:189–198. http://doi.org/10.1016/0022-3956(75)90026-6

Reisberg B, Ferris SH, de Leon MJ, Crook T (1982) The Global Deterioration Scale for assessment of primary degenerative dementia. Am J Psychiatry 139(9):1136–1139. http://doi.org/10.1176/ajp.139.9.1136

Cloutier S, Chertkow H, Kergoat MJ, Gauthier S, Belleville S (2015) Patterns of Cognitive Decline Prior to Dementia in Persons with Mild Cognitive Impairment. J Alzheimer’s Dis 47(4):901–913. https://doi.org/10.3233/JAD-142910

Johansson P, Almqvist EG, Johansson JO, Mattsson N, Andreasson U, Hansson O, Wallin A, Blennow K, Zetterberg H, Svensson J (2013) Cerebrospinal Fluid (CSF) 25-Hydroxyvitamin D Concentration and CSF Acetylcholinesterase Activity Are Reduced in Patients with Alzheimer's Disease. PloS one 8(11): e81989. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0081989

Karami A, Darreh-Shori1 T, Schultzberg M, Eriksdotter M (2021) CSF and Plasma Cholinergic Markers in Patients With Cognitive Impairment. Front Aging Neurosci 13. https://doi.org/10.3389/fnagi.2021.704583

Rinne J, Kaasinen V, Järvenpää T, Någren K, Roivainen A, Yu M, Oikonen V, Kurki T (2003) Brain acetylcholinesterase activity in mild cognitive impairment and early Alzheimer’s disease. J Neurol Neurosurg & Psych 74:113–115. https://doi.org/10.1136/jnnp.74.1.113

Schliebs R, Arendt T (2011) The cholinergic system in aging and neuronal degeneration. Behav Brain Res 221: 555–563. http://doi.org/10.1016/j.bbr.2010.11.058

Журавин ИА, Васильев ДС, Дубровская НМ, Козлова ДИ, Кочкина ЕГ, Плеснева СА, Туманова НЛ, Алексеева ОС, Ветош АН, Наливаева НН (2014) Изучение механизмов когнитивных дисфункций с использованием модели пренатальной гипоксии. В кн.: Нейродегенеративные заболевания — от генома до целостного организма. Под ред МВУгрюмова. М. Научный мир. 419-437. [Zhuravin IA, Vasilev DS, Dubrovskaya NM, Kozlova DI, Kochkina EG, Plesneva SA, Tumanova NL, Alekseeva OS, Vetosh AN, Nalivaeva NN (2014) Measurement of cognitive dysfunctions using models of prenatal hypoxia. In: Neurodegenerative diseases - from the genome of a rich organism. Ed. MV Ugryumov. M. Scientific World Publishing House 419–437. (In Russ)].

Josviak ND, Batistela MS, Souza RKM, Wegner NR, Bono GF, Sulzbach CD, Simão-Silva DP, Piovezan MR, Souza RLR, Furtado-Alle L (2017) Plasma butyrylcholinesterase activity: a possible biomarker for differential diagnosis between Alzheimer's disease and dementia with Lewy bodies? Int J Neurosci 127(12): 1082–1086. https://doi.org/10.1080/00207454.2017.1329203

Журавин ИА, Наливаева НН, Козлова ДИ, Кочкина ЕГ, Федорова ЯБ, Гаврилова СИ (2015) Активность холинэстераз и неприлизина плазмы крови как потенциальные биомаркеры синдрома мягкого когнитивного снижения и болезни Альцгеймера. Ж неврол психиатр им СС Корсакова 115(12):110–117. [Zhuravin IА, Nalivaeva NN, Kozlova DI, Kochkina EG, Fedorova YB, Gavrilova SI (2015) The activity of blood serum cholinesterases and neprilysin as potential biomarkers of mild-cognitive impairment and alzheimer’s disease. Neurosci Behav Phys 115(12):110–117. (In Russ)]. http://doi.org/10.17116/jnevro2015115112110-117

Бресткин АП, Кузнецова ЛП, Моралев СН, Розенгарт ЕВ, Эпштейн ЛМ (1997) Холинэстеразы наземных животных и гидробионтов. Владивосток. ТИНРО-Центр. [Brestkin AP, Kuznetsova LP, Moralev SN, Rosengart EV, Epshtein LM (1997) Cholinesterases of terrestrial animals and hydrobionts. Vladivostok. TINRO-Center. (In Russ)].

McGuire M, Nogueira C, Bartels C, Lightstone H, Hajra A, Van der Spek A, Lockridge O, La Du B (1989) Identification of the structural mutation responsible for the dibucaine-resistant (atypical) variant form of human serum cholinesterase. Proc Natl Acad Sci U S A 86(3):953–957. http://doi.org/10.1073/pnas.86.3.953

Nogueira C, Bartels C, McGuire M, Adkins S, Lubrano T, Rubinstein H, Lightstone H, Van der Spek A, Lockridge O, La Du B (1992) Identification of two different point mutations associated with the fluoride-resistant phenotype for human butyrylcholinesterase. Am J Hum Genet 51(4):821–828.

Liddell J, Lehmann H, Silk E (1962) A ‘silent’ pseudo-cholinesterase gene. Nature 193:561–562. http://doi.org/10.1136/jmg.3.3.190

Jensen F, Bartels C, La Du B (1992) Structural basis of the butyrylcholinesterase H-variant segregating in two Danish families. Pharmacogenetics 2(5):234–240. http://doi.org/10.1097/00008571-199210000-00006

Garry P, Dietz A, Lubrano T, Ford P, James K, Rubinstein H (1976) New allele at cholinesterase locus 1. J Med Genet 13(1):38–42. http://doi.org/10.1136/jmg.13.1.38

Rubinstein H, Dietz A, Lubrano T (1978) E1k, another quantitative variant at cholinesterase locus 1. J Med Genet 15(1):27–29. http://doi.org/10.1136/jmg.15.1.27

Lehmann H, Liddell J (1969) Human cholinesterase (pseudocholinesterase): genetic variants and their recognition. Br J Anaesth 41(3):235–244. http://doi.org/10.1093/bja/41.3.235

Podoly E, Shalev D, Shenhar-Tsarfaty S, Bennett E, Ben Assayag E, Wilgus H, Livnah O, Soreq H (2009) The Butyrylcholinesterase K Variant Confers Structurally Derived Risks for Alzheimer Pathology. J Biol Chem 284(25):17170–17179. http://doi.org/10.1074/jbc.M109.004952

Wang Z, Jiang Y, Wang X, Du Y, Xiao D, Deng Y, Wang J (2015) Butyrylcholinesterase K variant and Alzheimer's disease risk: a meta-analysis. Med Sci Monit 16;21:1408–1413. http://doi.org/10.12659/MSM.892982

Mohs RC (1996) The Alzheimers Disease Assessment Scale (ADAS). Int Psychogeriatrics 8(2):195–203. http://doi.org/10.1017/s1041610296002578

Ellman GL, Courtney KD, Andres VJ, Feather-Stone RM (1961) A new and rapid colorimetric determination of acetylcholinesterase activity. Biochem Pharmacol 7(2):88–90.

Васильев ДС, Козлова ДИ, Попов АВ (2019) Способ дифференциальной диагностики ранней или выраженной стадии ревматоидного артрита с остеоартритом. Патент №1071064, РФ, МПК G01N 33/96 (2006.01) G01N 33/564 (2006.01). Заявл. 2018.04.03; Опубл. 2019.10.31; Бюл. №10. [Vasilev DS, Kozlova DI, Popov AV (2019) Method for differential diagnosis of early or severe stages of rheumatoid arthritis with osteoarthritis. Patent No. 1071064, Russian Federation, IPC G01N 33/96 (2006.01) G01N 33/564 (2006.01). Appl. 2018.04.03; Published 2019.10.31; Bull. No. 10. (In Russ)].

Bradford MM (1976) A Rapid and Sensitive Method for the Quantitation of Microgram Quantities of Protein Utilizing the Principle of Protein-Dye Binding. Anal Biochem 72(1-2): 248–254. https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3

Darvesh S, Hopkins DA (2003) Differential distribution of butyrylcholinesterase and acetylcholinesterase in the human thalamus. J Comp Neurol 463 (1):25–43. http://doi.org/10.1002/cne.10751

Greenfield SA (1991) A noncholinergic action of acetylcholinesterase (AChE) in the brain: from neuronal secretion to the generation of movement. Cell Mol Neurobiol 11(1):55–77. http://doi.org/10.1007/BF00712800

Appleyard M, Jahnsen H (1992) Actions of acetylcholinesterase in the guinea-pig cerebellar cortex in vitro. Neuroscience 47(2): 291–301. http://doi.org/10.1016/0306-4522(92)90245-w

Arendt T, Bruckner MK, Lange M, Bigl V (1992) Changes in acetylcholinesterase and butyrylcholinesterase in Alzheimer’s disease resemble embryonic development – a study of molecular forms. Neurochem Int 21 (3): 381–396. http://doi.org/10.1016/0197-0186(92)90189-x

Mesulam M, Geula C (1994) Butyrylcholinesterase reactivity differentiates the amyloid plaques of aging from those of dementia. Ann Neurol 36: 722–727. http://doi.org/10.1002/ana.410360506

Mueller B, Adler G (2015) Prevalence of wild – type butyrylcholinesterase genotype in patients with Alzheimer’s dementia. World J Neurosci 5: 175–179. http://doi.org/10.4236/wjns.2015.53019

Mizukami K, Akatsu H, Abrahamson EE, Mi Z, Ikonomovic MD (2016) Immunohistochemical analysis of hippocampal butyrylcholinesterase: implications for regional vulnerability in Alzheimer’s disease. Neuropathology 36: 135–145. http://doi.org/10.1111/neup.12241

Macdonald R, Maxwell SP, Reid GA, Cash MK, DeBay DR, Darvesh S (2017) Quantification of butyrylcholinesterase activity as a sensitive and specific biomarker of Alzheimer’s disease. J Alzh Dis 58: 491–505. http://doi.org/10.3233/JAD-170164

Gabriel AJ, Almeida MR, Ribeiro MH, Carneiro D, Valério D, Pinheiro AC, Pascoal R, Santana I, Baldeiras I (2018) Influence of butyrylcholinesterase in progression of mild cognitive impairment to Alzheimer’s disease. J Alzh Dis 61 (3): 1097–1105. http://doi.org/10.3233/JAD-170695