阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)是最常见的痴呆类型，该病是与多基因有关的中枢神经系统退行性疾病。以65岁为界，AD可分为早发型AD(early-onset familial Alzheimer's disease, EOAD)与晚发型AD(late-onset familial Alzheimer's disease, LOAD)，其中EOAD主要由β-淀粉样蛋白前体(β-amyloid precursor protein, APP)、早老素-1 (presenilin, PSEN1)和早老素-2 (PSEN2)基因错义突变引起，而载脂蛋白(Apolipoprotein, APOE)基因则是导致晚发型AD发病的重要危险基因。然而，APOE基因突变不能解释LOAD发病的所有机制，因此推测，LOAD可能是由多基因和环境因素共同作用所致^[1]。近年来，随着全基因组关联研究和二代基因测序技术的进展，越来越多的风险基因被发现。其中2012年发现的髓系细胞触发受体2(triggering receptor expressed on myeloid cells 2, TREM2)基因备受关注，因为TREM2基因位点上的罕见突变增加AD发病风险的概率与APOE基因相似，但具体机制还不太明确，有待进一步研究^[2]。

1 髓系细胞触发受体2

TREMs是髓系细胞表面表达的一类蛋白家族，其编码基因位于人类染色体6p21和鼠类染色体17C3。人类的TREMs基因包括TREM1、TREM2、TREM4、TREM5以及TREM样基因。TREM2是一种跨膜蛋白，由胞外区一个V型免疫球蛋白超家族结构域、3个含有正电荷的赖氨酸残基跨膜序列的N-糖基化位点以及胞内的短尾结构构成。细胞膜外结构域可能与细胞识别有关，研究发现，TREM2受体在外周不仅表达于骨髓来源的巨噬细胞及单核细胞来源的树突细胞，也广泛存在于各种组织的巨噬细胞，包括破骨细胞、肺泡及肠道的巨噬细胞等表面，而在中枢神经系统仅表达于小胶质细胞，这些细胞参与抗原、细胞碎片以及异物识别和吞噬过程，同时还参与炎症反应的过程。细胞内结构域则常与由TYROBP基因编码的DNAX激活蛋白12(DNAX-activating protein 12, DAP12)通过静电作用相互结合，当配体与TREM2结合后，DAP12酪氨酸残基在免疫受体酪氨酸激活基序(ITAM)区域发生磷酸化，从而招募脾酪氨酸激酶(spleen tyrosine kinase, Syk)，Syk进一步激活磷脂酰肌醇激酶-3 (phosphatidylinositol 3-kinase, PI3K)和丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPKs)，并通过IP3门控Ca²⁺通道的释放增加钙内流，参与各种细胞活动。TREM2/TYROBP基因纯合突变会发生Nasu-Hakola病(一种以骨囊肿、骨折和痴呆为特征的常染色体隐性遗传病)。各个研究报道中TREM2基因突变携带者AD的发病风险平均增加2~4倍。其中，TREM2 R47H是AD的主要风险基因，TREM2 R62H突变也与AD的发生风险有关^[3]。

2 TREM2调控小胶质细胞功能并参与AD发病机制 2.1 TREM2介导小胶质细胞Aβ吞噬作用

AD患者脑组织和Aβ沉积小鼠模型中均发现小胶质细胞在Aβ斑块周围聚集，但是这些斑块相关性小胶质细胞的功能未知。有研究表明，用基因或者药物的方法激活小胶质细胞可以改变小鼠模型中斑块沉积，表明小胶质细胞的某些生理功能可以调节斑块沉积。例如，在白细胞介素10(IL-10)缺陷的APP/PS1小鼠中，斑块沉积减少且小胶质细胞对Aβ的吞噬作用增强^[4]。而过表达白介素10则斑块沉积增加且小胶质细胞对Aβ的吞噬作用受抑制^[5]。

AD患者的脑中和Aβ沉积小鼠模型中的TREM2表达增多，特别是在斑块相关性小胶质细胞中。多项关于Aβ沉积小鼠模型和AD患者脑组织切片的研究均发现，TREM2促进小胶质细胞在纤维性Aβ斑块周围聚集。TREM2缺陷的Aβ沉积小鼠模型中斑块相关性小胶质细胞的数量显著减少^[6]。随后的研究也发现TREM2 R47H突变的AD患者与TREM2普通突变的患者相比斑块相关性小胶质细胞减少，特别是在纤维状或致密的斑块周围。高分辨率共焦图像表明斑块相关小胶质细胞与纤维性斑块接触的部位TREM2、DAP12和p-Tyr富集，提示可能有很多DAP12信号被激活，推测在小胶质细胞-斑块交界处TREM2活化对于维持或引发小胶质细胞增生是必需的^[7]。

在TREM2敲除小鼠中发现淀粉样斑块整体结构发生明显的改变。TREM2单倍不足或完全敲除的5×FAD小鼠中淀粉样斑块表现出更加疏松的形态^[7]，与DAP12缺陷APPPS1-21小鼠的斑块相似。R47H突变携带者斑块也呈相对纤维状，更加不紧凑，与TREM2敲除的斑块沉积小鼠模型中的斑块形状类似。使用随机光学重建显微镜对淀粉样斑块进行的超微结构分析发现，在TREM2表达减少或者不表达的小鼠中，淀粉样蛋白丝更长，表明TREM2在小胶质细胞限制淀粉样蛋白丝向周围延伸并使其变紧密过程中发挥重要作用。TREM2或DAP12敲除的斑块沉积小鼠表现出更高水平的斑块相关性轴突营养不良。R47H突变携带者的脑切片也观察到斑块相关性神经炎性营养不良且小胶质细胞在斑块周围聚集减少^[8]。因此，TREM2缺陷可能会使小胶质细胞在斑块周围聚集减少从而使更多的神经元暴露于具有神经毒性的Aβ进而增加神经元损伤^[9]。

到目前为止，TREM2对Aβ的影响仅在APPPS1-21和5×FAD两种小鼠模型中，两者都在小鼠2~4月龄时即表现出进展性的斑块沉积。TREM2单倍不足3月龄或7月龄APPPS1-21的小鼠中，TREM2对于皮质Aβ斑块没有影响。然而，TREM2完全敲除的APPPS1-21小鼠对Aβ的影响则呈年龄依赖性。总的来说，TREM2敲除的APPPS1-21小鼠在病变早期减少Aβ量而在晚期则增加Aβ斑块量^[10]。5×AD小鼠模型中TREM2敲除对斑块沉积的影响可能也与病变进展相关。4月龄5×FAD小鼠模型中，TREM2缺陷对于不可溶性Aβ40或Aβ42的影响似乎不明显。8月龄5×FAD小鼠模型中，TREM2缺陷导致海马区斑块沉积增多但皮质无明显改变^[8]。总之，这些研究表明TREM2对斑块沉积的影响随着病变进展或模型而变化。考虑到APPPS1-21和5×FAD这两种小鼠模型的病变进展迅速，因此需在病变缓慢进展模型中进一步检测TREM2缺陷对斑块的影响。

2.2 TREM2介导小胶质细胞tau吞噬作用

额颞叶痴呆(frontotemporal dementia, FTD)小鼠模型中小胶质细胞激活先于tau病变之前。而且小胶质细胞激活与tau磷酸化及tau病变播散相关^[11]。AD患者颞叶皮质中TREM2蛋白水平与纤维缠结评分和成对的螺旋丝水平相关^[12]且脑脊液(cerebrospinal fluid, CSF)可溶性TREM2片段(soluble TREM2, sTREM2)水平也与临床AD进展早期CSF tau蛋白水平相关^[13]。R47H患者CSF p-tau水平更高且TREM2上游的一个突变也与脑中tau病变相关。这些发现均提示TREM2可能在AD tau病变发生发展中起关键作用。TREM2对于AD中磷酸化tau蛋白(phosphorylated tau, p-tau)在营养不良性神经突聚集的作用并不清楚。TREM2缺陷的斑块沉积AD小鼠模型中，斑块周围过度磷酸化tau标记物在有的研究中表现为增加^[8]而有的则表现为减少^[10]。这些结果的差异性可能是由于疾病进展程度不同，淀粉样斑块促进p-tau蛋白聚集的作用不同造成的。由TREM2信号传导受损引起的斑块相关性轴突营养不良的增加可促进tau病变的发展或扩散。过度磷酸化Tau蛋白的异常聚集与神经元及突触的损伤密切相关。5月龄TREM2过表达P301S tau小鼠脑中神经元损伤显著减少且突触素水平升高。由于神经元及突触的损伤与空间认知功能下降相关，P301S tau小鼠TREM2过表达空间认知功能显著改善。TREM2过表达改善包括Ser202/Thr205(AT8抗原表位)和Thr231(AT180抗原表位)在内的多个病理部位的tau蛋白过度磷酸化水平，但AT100抗原表位的免疫反应性和不溶于酰肌氨酸的tau的水平保持不变，表明TREM2过表达可能改变tau过度磷酸化状态而不能改变tau聚集。

2.3 TREM2调节神经炎症反应

近几十年来对AD发病机制的研究主要集中于淀粉样蛋白和tau蛋白假说，而近来，临床前、遗传学和生物信息学数据显示，免疫系统介导的作用在AD的发生发展过程中发挥重要作用^[14]。TREM2突变与AD之间的关系更是将免疫反应与AD发病机制紧密关联。神经炎症是中枢神经系统发生的一种特殊的免疫应答，被认为是AD等许多病理状态的特征表现。小胶质细胞是神经炎症过程的主要细胞，可产生多种促炎和抗炎因子，具有神经毒性和神经保护功能。研究发现，TREM2可通过调节炎性细胞因子的释放来调节外周组织的炎症过程。TREM2缺陷导致实验性自身免疫性脑脊髓炎模型中炎症反应失控^[15]。

TREM2在AD病理状态下对炎症反应的影响存在争议。体外培养TREM2缺陷的原代小胶质细胞或TREM2缺陷的骨髓源性巨噬细胞均表现为促炎因子水平升高^[9]。然而，体内实验则表明，TREM2敲除可减少炎症水平。APPPS1-21和5×FAD小鼠模型中TREM2敲除炎症相关性转录物水平降低，AD小鼠模型与野生型对照组相比这些转录物上调，提示在体内TREM2是这些促炎因子转录物形成所需要的^{[16, 17]}。体内外实验出现矛盾性结果的原因可能是由于刺激物及实验条件差异造成的。体外研究用的是细菌细胞壁的一个组成部分——脂多糖(lipopolysaccharide, LPS)刺激细胞模拟脑内系统性炎症反应从而确定TREM2对炎症反应的影响。而体内实验则用斑块沉积的小鼠模型观察TREM2对炎症反应的影响。LPS等急性刺激及神经退行性病变和Aβ沉积等体内慢性刺激对小胶质细胞表型的影响显然是不同的。在TREM2敲除的脱髓鞘和中风模型中也发现炎症表型减少。这些结果表明，TREM2在炎症反应中的作用可能取决于刺激物是急性的或者慢性的。研究发现，野生型和TREM2^-/-离体的小胶质细胞在Aβ1-42作用下释放相同的肿瘤坏死因子(tumor necrosis factor α, TNFα)，提示TREM2并没有直接参与Aβ刺激作用下炎症因子的释放^[17]。

2.4 sTREM2——潜在的AD生物标志物

CSF中的Aβ42和tau等AD相关蛋白含量改变反映AD病变的发生或发展。最早可检测的AD病理学标记物是CSF中的Aβ42下降，可能是由于Aβ42螯合到脑实质内的Aβ斑块。虽然CSF中低Aβ42水平提示将来发生认知功能障碍的风险高，但是低CSF Aβ42水平也可能保持多年无症状^[18]。AD患者CSF中tau和p-tau水平的升高可能是由于tau病理表现在颞叶内侧和新皮质的扩散而使神经毒性和神经损伤增加。CSF中tau和p-tau的升高与临床可检测的认知障碍的发生呈正相关^[19]。TREM2经蛋白水解作用释放可在CSF和血清中检测到sTREM2。发现TREM2突变与AD密切相关后，许多研究表明CSF中sTREM2水平可能反映临床前AD到临床AD转变中的炎症反应过程。一个关于晚发型AD和常染色体显性遗传AD患者的研究发现，AD患者CSF中sTREM2水平升高，且sTREM2水平与tau和p-tau水平呈正相关。然而，sTREM2和Aβ42之间没有显著关联，提示sTREM2水平升高与神经性损伤而非Aβ出现相关^[20]。另一个关于晚发型AD人群的横断面研究发现，低CSF Aβ42且认知功能正常的临床前AD人群，CSF sTREM2并未出现统计学显著差异，但在AD轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment, MCI)患者中则显著增高^[21]。总而言之，这些结果与Aβ斑块沉积和神经性损伤后出现的显著小胶质细胞激活和炎症反应一致，也与明显的神经退行性病变及认知功能下降的发生一致。

CSF sTREM2水平可能既可以作为监测疾病进展的标志物，也提示小胶质细胞在临床前AD向认知损伤转变过程中的潜在作用。虽然几个研究均表明sTREM2水平升高是临床前AD向临床AD转变的标志，也有研究表明AD患者CSF sTREM2水平降低或没有改变^[22]。研究结果的不同可能是由于sTREM2定量技术不同或是研究队列中人群组成差异造成的。因此，需进一步阐明AD发生发展过程中sTREM2水平的动态变化。

3 展望

随着越来越多的深入研究，更多的证据表明AD是一种多基因病。TREM2作为AD相关的遗传风险基因之一，不仅在小胶质细胞介导的吞噬及中枢炎症中发挥重要作用，而且sTREM2还有望作为预测临床前AD向临床AD转变的生物标志物，故而进一步阐明并利用其功能或许能成为AD预防和治疗新的分子靶点。