帕金森病患者血液及腦脊液相關(guān)炎性因子的臨床意義

張思韻綜述， 易 黎審校

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一種常見的多發(fā)于中老年人的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病?；颊叽竽X黑質(zhì)內(nèi)多巴胺(dopamine，DA)能神經(jīng)元大量減少，紋狀體內(nèi)的神經(jīng)遞質(zhì)多巴胺和乙酰膽堿之間相互作用失衡。臨床表現(xiàn)包括以靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動遲緩和姿態(tài)步態(tài)異常為主的運(yùn)動障礙，以及精神癥狀、感覺障礙、自主神經(jīng)功能障礙等非運(yùn)動癥狀。PD發(fā)病機(jī)制仍不完全清楚，臨床上對于神經(jīng)變性疾病的診斷缺乏具有特殊意義的“金標(biāo)準(zhǔn)”。目前認(rèn)為免疫炎性反應(yīng)，特別是慢性神經(jīng)炎性反應(yīng)對PD發(fā)病及進(jìn)展過程中產(chǎn)生重要作用。本文將PD患者血液及腦脊液中炎性因子的研究加以綜述，以利將來的臨床研究及藥物研發(fā)。

1 小膠質(zhì)細(xì)胞及炎性因子參與PD發(fā)病

PD發(fā)病受遺傳易感性、衰老和環(huán)境毒素等多方面影響，發(fā)病過程中存在氧化應(yīng)激、線粒體功能缺陷、泛素-蛋白酶體功能異常等多種機(jī)制。目前認(rèn)為免疫炎性反應(yīng)參與PD的病理生理變化，特別是慢性的神經(jīng)炎性反應(yīng)對PD發(fā)病及進(jìn)展過程中具有重要作用。McGeer等提出慢性炎性反應(yīng)參與了PD的病理生理過程［1］。隨后多項關(guān)于腦內(nèi)炎性因子、膠質(zhì)細(xì)胞的研究證實炎性反應(yīng)在PD的發(fā)病及進(jìn)展中起著關(guān)鍵作用。

PD患者尸檢結(jié)果發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)致密部存在激活的小膠質(zhì)細(xì)胞，說明小膠質(zhì)細(xì)胞激活和炎性反應(yīng)可能與DA能神經(jīng)元的變性有關(guān)。在體研究亦證實小膠質(zhì)細(xì)胞的激活先于DA能神經(jīng)元變性，其激活后所介導(dǎo)的炎性反應(yīng)能破壞DA能神經(jīng)元［2～4］。大腦炎性反應(yīng)的主要標(biāo)志是神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞特別是小膠質(zhì)細(xì)胞的活化。異常激活不僅可吞噬清除變性死亡的神經(jīng)元，而且分泌 TNF-α、IL-1α、IL-1β、干擾素-γ(interferonγ，IFN-γ)、IL-6等細(xì)胞因子和表皮生長因子、類花生酸物質(zhì)興奮性氨基酸、一氧化氮(nitric oxide，NO)和超氧陰離子等物質(zhì)，參與PD、阿爾茨海默病(Alzheimer disease，AD)等神經(jīng)變性疾病的病程［5］。PD患者及動物模型的腦脊液及腦組織中存在小膠質(zhì)細(xì)胞活化、細(xì)胞因子積聚、核因子kappa B(NF-κB)通路激活和蛋白質(zhì)氧化損傷等過程，說明持續(xù)的炎性反應(yīng)是PD的進(jìn)展機(jī)制之一［6］。LPS誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞釋放TNF-α、IL-1β等細(xì)胞因子及NO，導(dǎo)致DA能神經(jīng)元變性，可用于PD動物模型的構(gòu)建。其他物質(zhì)如魚藤酮、6-羥基多巴胺和四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP)等也被應(yīng)用于PD動物模型的構(gòu)建，這均支持炎性反應(yīng)在PD發(fā)病及進(jìn)展中的作用。

目前主要通過酶聯(lián)免疫吸附反應(yīng)(ELISA)等手段測定血液、腦脊液中炎性因子的含量以進(jìn)行研究。PD患者外周血炎性因子水平提示了全身性免疫炎性反應(yīng)的情況，而對腦脊液的研究則更能了解中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng)過程。

2 目前研究較多的PD相關(guān)炎性因子

2.1 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)TNF-α 主要由星形細(xì)胞及小膠質(zhì)細(xì)胞生成，具有誘導(dǎo)膠質(zhì)細(xì)胞釋放NO、花生四烯酸、谷氨酸等神經(jīng)毒性物質(zhì)的作用，促進(jìn)炎性因子合成，加重炎性反應(yīng)，損傷神經(jīng)細(xì)胞(包括多巴胺能神經(jīng)元)及少突膠質(zhì)細(xì)胞［7，8］。TNF-α對多巴胺神經(jīng)元具有潛在毒性作用。TNF受體1(TNF-R1)結(jié)合TNF-α并形成三聚體，激活一系列級聯(lián)反應(yīng)，最終導(dǎo)致神經(jīng)元凋亡［9］?；顧z結(jié)果顯示PD患者尾狀核、殼核處TNF-α濃度高于患者大腦皮質(zhì)區(qū)，亦高于無神經(jīng)系統(tǒng)疾病的對照組的相應(yīng)部位。Mogi、Bessler等報道TNF-α在PD患者腦脊液及外周血中較對照組比較均明顯升高［10，11］。余能偉、劉潔等證實 TNF-α 在 PD 患者血清及腦脊液中較健康對照組均有所升高，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義，且不能歸因于外源性多巴胺的攝入［12］。這提示血清、腦脊液TNF-α水平與黑質(zhì)DA能神經(jīng)元變性和減少有關(guān)，細(xì)胞免疫紊亂及炎性反應(yīng)與PD有關(guān)。Mogi等還發(fā)現(xiàn)，青年型PD患者腦室內(nèi)腦脊液TNF-α濃度明顯高于散發(fā)型老年P(guān)D患者及正常組，而散發(fā)型PD患者與正常組無顯著差異，指出TNF-α可能參與青年型PD的發(fā)病及病程進(jìn)展。研究未顯示TNF-α濃度與 Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期、UPDRSII、III評分具相關(guān)性，與是否服用左旋多巴治療亦無相關(guān)性。國內(nèi)研究未顯示TNF-α濃度與Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期、UPDRS-II、III評分具相關(guān)性，與是否服用左旋多巴治療亦無相關(guān)性［13］。但Dobbs等研究發(fā)現(xiàn)在有姿勢障礙的PD患者中血清TNF-α增高，而癥狀控制者濃度正常，提示血清TNF-α水平與PD的臨床嚴(yán)重程度有關(guān)［14］。國內(nèi)外對TNF-α在外周血中濃度升高與否仍存在不同的報道。有文獻(xiàn)報道PD患者血清中TNF-α和NO與對照組無明顯差異，但在腦脊液中的含量高于對照組［8］。亦有文獻(xiàn)報道PD患者外周血及腦脊液中TNF-α濃度降低。這說明中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎性反應(yīng)可能與全身的炎性反應(yīng)存在不一致之處。亦有某些文獻(xiàn)報道了不同的研究結(jié)果。

從上述結(jié)果可見，TNF-α參與了PD的發(fā)病和進(jìn)展，服用左旋多巴對中樞神經(jīng)系統(tǒng)TNF-α水平無顯著影響，結(jié)合外周血及腦脊液TNF-α濃度可能成為評估病情的手段之一。血管活性腸肽可以抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化及減少TNF-α、IL-1、一氧化氮合成酶的產(chǎn)生［5］，TNF的2型受體(TNF-R2)與1型受體不同，被激活后對神經(jīng)元產(chǎn)生保護(hù)作用［9］，這些發(fā)現(xiàn)有助于藥物的進(jìn)一步研發(fā)。

2.2 白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)IL-1β 是急性期免疫反應(yīng)的主要調(diào)節(jié)因子之一，亦可作用于神經(jīng)系統(tǒng)，介導(dǎo)及加重炎性反應(yīng)。IL-1β可直接刺激人星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生NO，從而造成神經(jīng)細(xì)胞損傷。TNF-α可增強(qiáng)IL-1β的作用［15］。檢測PD患者血清、腦脊液中IL-1β的含量有助于研究炎性反應(yīng)、免疫反應(yīng)在該病的發(fā)病、進(jìn)展過程中的作用。楊澤洲等發(fā)現(xiàn)IL-1β在PD患者血清及腦脊液中均未見顯著變化［8］。Mogi等發(fā)現(xiàn)青年型PD患者腦室內(nèi)的腦脊液中IL-1β濃度高于散發(fā)型老年P(guān)D及正常對照組［16］。IL-1β有可能參與PD發(fā)病，但未證實其與患者年齡、病程、疾病嚴(yán)重程度等有關(guān)。

2.3 白細(xì)胞介素-6(IL-6)IL-6由中樞神經(jīng)系統(tǒng)的星形細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞及激活的單核細(xì)胞、T淋巴細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生，其外周作用包括促進(jìn)B細(xì)胞分化和促進(jìn)T細(xì)胞激活、增殖分化及細(xì)胞毒性T淋巴細(xì)胞產(chǎn)生穿孔素。它同時也參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞間的信號傳導(dǎo)，調(diào)節(jié)神經(jīng)免疫反應(yīng)，促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞分化，對損傷的神經(jīng)元具有保護(hù)作用。Gadient等提出IL-6對神經(jīng)元同時具有損害及保護(hù)作用［17］。隨后國內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)IL-6基因缺陷型小鼠較野生型小鼠更易受到MPTP的毒性損害，且前者外周血中TNF-α水平較后者明顯升高［18］。研究顯示PD患者黑質(zhì)、腦脊液及外周血中IL-6水平均較對照組升高［13，19，20］。PD 患者外周血單核細(xì)胞在體外實驗中測得其分泌的IL-6較對照組增高，且在患者腦脊液、外周血中的水平與患者年齡、PD病程無相關(guān)性，與Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期及 UPDRS-II、III評分亦無相關(guān)性［13，20］。但國內(nèi)外研究結(jié)果并不一致。亦有文獻(xiàn)指出，PD患者腦脊液中IL-6水平與利用帕金森統(tǒng)一量表(UPDRS)評價所得的病情嚴(yán)重程度呈負(fù)相關(guān)［21］。IL-6參與PD的病理生理過程，但具體相關(guān)性有待深入研究。

2.4 白細(xì)胞介素-2(IL-2)IL-2由已結(jié)合抗原的T細(xì)胞所刺激之輔助T細(xì)胞所分泌，屬于T細(xì)胞生長因子，可激活細(xì)胞毒性淋巴細(xì)胞，增加其他細(xì)胞因子的合成，參與炎癥反應(yīng)并具有調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答的作用。Brodacki等發(fā)現(xiàn)PD患者血清中 IL-2水平升高［22］。Mogi、Nagatsu等對 PD患者進(jìn)行尸檢發(fā)現(xiàn)IL-2在PD患者尾狀核、豆?fàn)詈酥泻可?，并發(fā)現(xiàn)IL-2在PD患者腦脊液中的含量亦升高［23］。青年型PD患者腦室內(nèi)腦脊液IL-2濃度明顯高于散發(fā)型老年P(guān)D患者及正常組，且散發(fā)型PD患者IL-2也明顯高于正常組［10］。這說明IL-2參與PD的病理生理過程，證明了炎性反應(yīng)在PD發(fā)病機(jī)制的作用，其濃度在不同類型PD中存在差異。

2.5 白細(xì)胞介素-4(IL-4)IL-4可由M2型的活化小膠質(zhì)細(xì)胞(抗炎型小膠質(zhì)細(xì)胞)產(chǎn)生，具有抗炎作用［24］。另一方面，IL-4受體的α1鏈(即IL-13Rα1)存在于DA能神經(jīng)元上，其基因位于Xq24，在PD易感基因PARK12范圍內(nèi)。研究發(fā)現(xiàn)，IL-4受體α1鏈的表達(dá)與黑質(zhì)DA能神經(jīng)元對氧化應(yīng)激損傷的易感性有關(guān)［25］，即其基因的表達(dá)與PD患病風(fēng)險有關(guān)。Brodacki等發(fā)現(xiàn)PD患者血清中IL-4含量較對照組(年齡匹配的健康人群)明顯升高［22］。Mogi等發(fā)現(xiàn)青年型PD患者腦室腦脊液內(nèi)IL-4含量較非PD者升高［10］。IL-4與PD發(fā)病機(jī)制有關(guān)，參與PD發(fā)病的機(jī)制與其作用的受體有關(guān)，但具體作用機(jī)制尚不明確，其濃度與PD病情程度間的關(guān)系亦不明確。

2.6 白細(xì)胞介素-10(IL-10)IL-10主要由Th2細(xì)胞產(chǎn)生，作用于巨噬細(xì)胞、NK細(xì)胞、B細(xì)胞及輔助T細(xì)胞，具有多種免疫調(diào)節(jié)功能。有報道稱，IL-10能抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化，減少TNF-α等致炎因子的生成，具有一定的抗炎作用［26］。研究證實IL-10含量在PD患者血清中明顯升高。而余能偉等報道血清及腦脊液中的IL-2、IL-6、IL-10水平在新發(fā)PD、服用左旋多巴治療及服用其他藥物治療的PD患者之間無顯著差異［20］。而且在病情程度不同的PD患者之間其濃度亦無顯著差異［19］。許順良等發(fā)現(xiàn) IL-2、IL-4、IL-10及 IFN-γ 在服用左旋多巴、服用多巴絲肼治療者的血清中的水平較未治療者降低但無顯著差異［27］?？梢奍L-10與PD間的關(guān)系存在爭議，需要更多的對照實驗及基礎(chǔ)研究以證實其在PD發(fā)病及進(jìn)展中起到的作用。

2.7 干擾素-γ(IFN-γ)IFN-γ 屬于Ⅱ型干擾素，由激活的CD4+T細(xì)胞、CD8+T細(xì)胞和NK細(xì)胞產(chǎn)生，能調(diào)節(jié)特異性免疫反應(yīng)。其在TNF-α的作用下轉(zhuǎn)錄上調(diào)，表達(dá)水平增高。劉潔等對PD小鼠模型黑質(zhì)致密部某些細(xì)胞因子進(jìn)行測定，發(fā)現(xiàn) TNF-α、IFN-γ、IL-1均升高，另有其他學(xué)者發(fā)現(xiàn) PD患者黑質(zhì)中上述細(xì)胞因子濃度較對照組升高［13］。文獻(xiàn)報道PD患者黑質(zhì)、尾狀核和殼核中IFN-γ含量升高［28］。研究發(fā)現(xiàn)PD患者血清中IFN-γ含量高于對照組［22］，但缺乏其在腦脊液中含量的研究結(jié)果，且未明確其在血液、腦脊液中的濃度能否并可反映藥物的治療效果。IFN-γ參與PD患者體內(nèi)的炎性反應(yīng)過程，具體機(jī)制不明確。

3 討論與展望

現(xiàn)已證實PD患者存在腦內(nèi)慢性炎性反應(yīng)，這可能由神經(jīng)元內(nèi)α-突觸核蛋白積聚、感染、毒物等導(dǎo)致。炎性反應(yīng)可能是PD發(fā)病的初始原因，亦可能是發(fā)病機(jī)制中的繼發(fā)表現(xiàn)。目前達(dá)成共識的是炎性反應(yīng)長期存在且全身或局部的體液及細(xì)胞免疫功能失調(diào)，與PD的發(fā)病機(jī)制密切相關(guān)，一系列細(xì)胞因子、免疫球蛋白等物質(zhì)參與其復(fù)雜的病理過程(見表1)。

表1 血液及腦脊液中主要炎性因子濃度對于PD的臨床意義

臨床研究發(fā)現(xiàn)某些物質(zhì)(如TNF-α)在PD的患者血清及腦脊液中與對照組的對比結(jié)果不一致，考慮存在外周免疫炎性反應(yīng)與腦部組織的不同步，說明全身炎性反應(yīng)與神經(jīng)系統(tǒng)局部炎性反應(yīng)存在不一致性。而且免疫炎性反應(yīng)最初啟動及后續(xù)發(fā)展的具體機(jī)制尚未完全明確，研究結(jié)論未達(dá)到統(tǒng)一，未能將炎性因子作為PD的生物學(xué)標(biāo)記物納入診斷標(biāo)準(zhǔn)。研究顯示規(guī)律服用非甾體類抗炎藥物的患者PD患病風(fēng)險降低，其機(jī)制可能與減輕DA氧化有關(guān)而非抑制小膠質(zhì)細(xì)胞活化［9］，其在PD患者中的應(yīng)用存在爭議。腸血管活性肽類似物對DA能神經(jīng)元具有保護(hù)作用［29］，在PD患者中的研究亦在進(jìn)行。只有深入的基礎(chǔ)研究，和大樣本量、多組別的臨床研究以及嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確的薈萃分析，才能明確各細(xì)胞因子在PD病理生理過程中的作用和相互間的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)，以利早期診斷、病情評估及藥物研發(fā)。相信越來越多的研究結(jié)果將影響PD的診斷及治療。

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