摘要
背景
心力衰竭(HF)和阿尔茨海默病(AD)是严重威胁人类健康的两种疾病，其潜在的共存机制令人担忧。除了流行病学、遗传特征、生化特征，以及共同的触发因素，本文从其共同的分子基础和病理特征展开研究。认知障碍已通过灌注缺陷、血管病变和炎症与心衰产生一定的关联，而AD患者是否存在心肌功能障碍，以及这两种情况是否有共同之处，其中的发病机制尚不清楚。
目的
探讨β淀粉样蛋白(Aβ)聚集物在AD初诊患者心脏中是否存在对心肌功能的影响。
方法
采用回顾性横断面研究的方法，对AD患者和年龄相匹配的对照组进行心肌功能检查。通过影像学和蛋白质组学的方法对AD患者及对照组心脑组织中的Aβ沉积进行鉴定和量化，并分离成人心肌细胞测定其细胞缩短率和钙瞬变率。
结果
超声心动图心肌功能测定提示AD患者存在预期的舒张功能障碍。正如在大脑中一样，Aβ40和Aβ42也存在于心脏，并且它们在AD患者组织中的表达增加。
结论
本文首次报告AD患者心肌功能受损及心肌内存在Aβ沉积的情况。这一发现提示AD可以被看作是一种系统性疾病，或者是一种导致心脏受损转移性疾病，也可能引发多器官功能衰竭。在生活质量日益提高的今天，AD和HF都是危及生命的疾病。我们的发现强调了一个先前被忽视的严重问题，这个问题需要我们寻找新的诊断方法和治疗方法来解决大脑和心脏疾病，甚至是它们的组合所带来的挑战。
具体方法
①以人为实验对象：从以色列贝思医学中心临床数据库中选取AD病例组和年龄匹配的对照组，测定AD患者的体内心肌功能。将临床诊断为AD的另一组患者和对照组的心脏和脑标本用于体外的病理和功能研究。
②组织样本：实验过程中采用呼吸支持，避免死后的蛋白沉积造成假阳性。心肌组织标本用4%多聚甲醛或2%戊二醛固定。冷冻心肌和脑标本用于影像学和分子学检测。并从新鲜组织分离成人左室心肌细胞。
③影像学检测：脑切片用硫蛋白S染色或银染色检测其淀粉样纤维；结合免疫组化法，用结构抗体(A11)检测脑组织Aβ前淀粉样寡聚体（Aβ-PAO）；用透射电镜（TEM）检测心肌纤维；采用免疫金刚电镜，通过抗Aβ42-PAO的结构抗体鉴别心肌沉积物中的Aβ。
④分子学测试：用免疫印迹法和酶联免疫吸附法(ELISA)对心脏和脑组织中的Aβ肽进行鉴定和定量分析。
⑤心肌细胞功能：采用酶消化法分离成人左室心肌细胞。用视频边缘检测和双兴奋法测量细胞收缩性和钙离子瞬变率。
结果
①AD患者舒张功能降低：猜测其中的关联可能为低心排血流量导致认知功能障碍，临床心动超声表现为二尖瓣E/A比值下降、左室间隔壁和左室下侧壁增厚。
②对患者的临床评估中强调了β-阻断剂在预防认知功能障碍中的作用：推测β-阻断剂可能通过改善心脏舒张功能实现改善认知功能障碍的作用。
③AD患者组织样本：脑组织切片显示存在Aβ沉积。病理学和组织学结果图见后文。
④心肌组织结构染色鉴定：显示AD患者心肌内存在Aβ病理包涵体。详图见后文。
⑤分子学检测鉴定了Aβ40和Aβ42在心肌中的作用：正如在脑组织中，Aβ40和Aβ42也存在于心肌中，且在AD患者中表达量增加。
⑥心肌细胞存在松弛缺陷：表现为胞间质沉积和胞外基质僵硬，AD患者心肌细胞舒张缓慢、钙瞬时延长，存在钙稳态缺陷。
图1.与年龄匹配的对照组相比，AD患者各年龄组的心脏超声参数显示心肌功能较差
图A：MitralValueE/ARatio二尖瓣E/A比值评价心脏舒张功能。图表显示年轻AD患者的MVE/A比值呈降低的趋势，并且随着年龄的增长，MVE/A比值逐渐与对照组重叠。且AD患者第一年龄阶段中，MVE/A比值的平均值处于对照组第一、二年龄阶段之间。AD患者第二年龄阶段也呈现出同样的趋势。
图B：MitralValueAwave心房二尖瓣波值。心房成分（A）并没有显示出与图A相同的趋势，这就更好地解释了心肌顺应性的缺陷，提示左室顺应性是AD患者舒张功能障碍的主要原因。
图C：leftventricleseptalwallthickness左室间隔壁厚度
图D：leftventricleinferolateralwallthickness左室下侧壁厚度
图C、D显示AD患者高年龄阶段出现左室间隔壁和下侧壁厚度增加，与年龄匹配的对照组存在显著性差异。
图2.AD患者脑组织切片显示存在Aβ
图A、B分别为91岁男性AD患者和84岁女性AD患者的脑切片。对比年龄匹配的对照组（图C、D），可以看出AD患者A11抗寡核苷酸抗体与纤维斑块产生重叠，提示脑内存在前淀粉样和淀粉样沉积。
图E、F分别为70岁女性AD患者脑组织银染色和HE染色切片。结果显示存在淀粉样斑块和淀粉样血管病变。
图G为大脑整体外观图，出现典型的全脑性萎缩。中图可以看出大脑右半球出现额叶出血的现象，左右图为脑后半部和前半部的脑切片，显示左半球出现营养不良，这些均为AD共同的病理特征。
图3.TEM鉴定心肌聚集物
在心脏内，由于双折射肉瘤产生的高背景，传统染色无法清楚地显示细胞内或细胞外淀粉样沉积。因此，我们用透射电镜对心脏进行了成像，并鉴定了AD心肌标本中的纤维沉积物。
结果显示黑色箭头所指为AD患者存在间质聚集，白色箭头所指对照组供体心脏的间质组织，与病变心脏存在明显差别。
图4.心肌细胞和间质组织中可以检测到Aβ-PAO
通过金免疫标记电子显微镜比较最老和最年轻的AD供体心肌组织。Aβ42抗体与10nm金珠结合，结构抗体Aβ42-PAO与15nm金珠结合。箭头表示有代表性的金标记珠。图像显示Aβ42-PAO抗体呈阳性染色，但非寡聚Aβ42在心肌细胞内外的染色很少。提示AD患者心肌中存在病理抗体包涵体。
图5.在AD患者心脏中Aβ表达量增加
图A：蛋白印迹结果。选取不同年龄的AD患者及年龄匹配的对照组，对其心、脑进行免疫印迹检测。结果显示AD患者心、脑内同时存在Aβ40和Aβ42。
图B：用ELISA法测定样本中Aβ40和Aβ42的含量，结果显示Aβ40和Aβ42在心脏中存在，尽管表达水平低于大脑。且在AD患者中的表达量均高于对照组。
讨论
心衰被列入到与年龄相关的蛋白质疾病中，其与精神错乱存在共有的风险因素，包括AD。临床证据通过流行病学，生化特征和遗传因素等将DCM和AD联系在一起。本文为心脏和大脑的相关性提供了新的证据。我们发现在AD患者中，舒张功能障碍是一种早期的缺陷，心肌内也存在Aβ的沉积。我们所观察到的心肌功能障碍可能是由于Aβ-PAO影响心脏和大脑的细胞功能所导致的。
①AD患者中的脑-心连接可能是一种多方面的机制。
②临床诊断为AD的患者出现预期的舒张功能障碍。
③AD患者心肌组织中存在Aβ包裹体。
④AD的心肌功能障碍可能是一个转移的过程或是涉及系统的结果。
结论
总的来说，本文的数据强调了认识心脏在AD中的病理参及其重要性。在过去的十年里，由于人口老龄化和更有效的治疗方法的发展，AD的临床负担明显增加。AD患病率的增加使得已经很高的心血管疾病发病率继续上升，其中就包括了冠心病和心衰。由于心脏暴露在容易聚集多肽的自由循环中，并且没有屏障隔离器官，患有AD时，Aβ聚集体从中枢神经系统外延伸到心肌，使心脏功能受损，出现心肌舒张功能缺陷的临床表征。如果AD和HF本身是严重的健康威胁，它们的结合将是一项新的临床挑战，需要寻找新的跨学科的诊断和治疗方法。
IF16.王斯维赞赏
