首發(fā)精神分裂癥患者血清miR-103a和BDNF的表達及臨床意義

張 欣,孟 杰,呂 華,賀 方,趙素銀*

(1河北省精神衛(wèi)生中心精神科,保定 071000;2河北大學(xué)附屬醫(yī)院精神科;*通訊作者,E-mail:1581843867@qq.com)

精神分裂癥(episode schizophrenia,ES)是一種多在青壯年時期起病的重性精神病,其病因不明,并涉及多方面功能障礙[1]。ES具有發(fā)病率高、復(fù)發(fā)率高、致殘率高及治愈率低的特點,患者需長期甚至終身服用抗精神病藥物以緩解精神癥狀,但抗精神藥物會引起心源性猝死、心血管死亡,嚴(yán)重威脅患者生命安全,因此需要引起高度關(guān)注[2]。然而,目前關(guān)于ES發(fā)病原因尚未明確,多種微小RNA(microRNA,miRNA)已被證明在ES患者體內(nèi)表達異常,可能影響ES發(fā)病,其中miR-103a在精神類疾病帕金森中呈高表達,進而引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)紊亂,可能影響疾病的發(fā)生[3,4]。腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain derived neurotrophic factor,BDNF)是人體表達量最高的神經(jīng)營養(yǎng)因子,在神經(jīng)細(xì)胞增殖生長、神經(jīng)元發(fā)育過程中起重要調(diào)節(jié)作用[5]。但miR-103a、BDNF與ES的發(fā)病關(guān)系尚不清楚,對此本研究通過研究首發(fā)精神分裂癥(first-episode schizophrenia,FES)患者血清中miR-103a、BDNF表達情況,探討二者之間的關(guān)系,并分別探討兩者與陽性與陰性癥狀量表(Positive and Negative Syndrome Scale,PANSS)評分、威斯康星卡片分類測驗(Wsiconsin Card Sorting Test,WCST)評分間關(guān)系,以期發(fā)現(xiàn)兩者在FES發(fā)病中的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016-08～2017-09本院69例FES患者為研究對象,男44例、女25例,年齡20-68歲,平均年齡(45.65±9.56)歲;同期選取70例健康體檢者作為對照組,男43例、女27例,年齡25-71歲,平均年齡(46.54±8.75)歲。各組性別、年齡統(tǒng)計差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。

納入標(biāo)準(zhǔn):①FES患者符合國際精神與行為障礙分類中ES的診斷標(biāo)準(zhǔn)[6];②患者首次發(fā)病;③患者未服用過抗精神藥物;④PANSS總分≥60分;⑤患者無其他神經(jīng)類疾病病史;⑥獲得患者監(jiān)護人的知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn):①其他精神病患者;②曾診斷為ES患者;③具有明顯自殺、危害自身或他人安全傾向患者;④伴有嚴(yán)重藥物過敏者。

應(yīng)用PANSS對患者癥狀進行評估,其中陽性量表7項,陰性量表7項,一般精神病理量表16項,3個補充項目評定攻擊危險性。由經(jīng)過量表培訓(xùn)并達到合格要求的3名精神科醫(yī)生在相互不影響下對患者進行精神檢查,并結(jié)合監(jiān)護人提供的信息綜合打分,取平均分為該患者PANSS評分。克朗巴赫系數(shù)評價量表的內(nèi)部一致性信度系數(shù)為0.742,高于0.7,表明量表對ES癥狀嚴(yán)重程度測評具有較好的內(nèi)部一致性信度。

應(yīng)用WCST評估患者抽象思維能力,采用WCST計算機版,包括完成分類數(shù)、錯誤應(yīng)答數(shù)、持續(xù)性錯誤數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù)4項指標(biāo)。

1.2 主要試劑與儀器

核糖核酸(Ribonucleic Acid,RNA)提取試劑盒(北京索萊寶科技有限公司,貨號:R1200),逆轉(zhuǎn)錄互補脫氧核糖核酸(complementary Ribonucleic Acid,cDNA)試劑盒(北京智杰方遠,貨號:K1622),人酶聯(lián)免疫吸附(enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)BDNF試劑盒(武漢默沙克生物科技有限公司,貨號:69-98123),實時熒光定量聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)(real-time quantitative reverse transcription-polymerase chain reaction,qRT-PCR)儀(美國應(yīng)用生物系統(tǒng)公司,型號:StepOne TM),酶標(biāo)儀(南昌普朗醫(yī)用設(shè)備有限公司,型號:DNM-9606)。

1.3 研究方法

1.3.1 樣品采集及保存 于患者住院當(dāng)日早晨用促凝管采集約5 ml靜脈血,體檢者體檢時亦用促凝管采集約5 ml靜脈血,血樣3 000 r/min離心10 min,收集血清后分裝,qRT-PCR檢測樣品置于-80 ℃保存待測,ELISA檢測樣品置于-20 ℃中待測。

1.3.2 qRT-PCR法檢測血清中miR-103a表達水平 采用qRT-PCR檢測受測者血清中miR-103a表達水平。RNA提取試劑盒提取血清中總RNA,cDNA試劑盒反轉(zhuǎn)錄得cDNA。qRT-PCR儀對hsa-miR-103a、內(nèi)參hsa-U6進行擴增。cDNA上樣量1 μl(50 ng/μl),10 μmol/L上下游引物各0.5 μl,miScript SYBR?Green Mix 10 μl,ddH2O 8.0 μl。反應(yīng)條件:95 ℃ 75 s;95 ℃ 30 s,62 ℃ 30 s,45個循環(huán)。hsa-miR-103a及內(nèi)參hsa-U6的引物序列(見表1)。采用2-ΔΔCt法對血清中miR-103a表達水平進行定量分析。

表1 qRT-PCR引物序列

Table 1 The qRT-PCR primer sequence

基因 正向引物(5′-3′) 反向引物(5′-3′)hsa-miR-103aTCAATGCCTTCATAGCCCTGTTTACAGTGCTGCCTTGTTGChsa-U6ATTGGAACGATACAGAGAAGATTGGAACGCTTCACGAATTTG

1.3.3 ELISA法檢測血清中BDNF表達水平 采用ELISA法檢測血清中BDNF蛋白水平,按照ELISA試劑盒說明書操作步驟測BDNF和標(biāo)準(zhǔn)品,在450 nm波長處測定各孔的OD值。在Excel工作表中,以標(biāo)準(zhǔn)品濃度為橫坐標(biāo)、對應(yīng)OD值為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)品線性回歸曲線,按曲線方程計算血清中BDNF濃度。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

兩組受試者性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)、吸煙狀況差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05,見表2)。

表2 2組一般資料比較結(jié)果

Table 2 Two groups of general data comparison results

組別n性別(男/女)年齡(歲)體質(zhì)量指數(shù)(kg/m2)吸煙狀況(吸煙/不吸煙)對照組7043/2746.54±8.7521.45±3.4619/51FES組6944/2545.65±9.5621.56±4.3817/52t/χ20.0810.5730.1640.114P0.7760.5680.8700.736

2.2 兩組血清中miR-103a表達水平比較

FES組血清中miR-103a表達水平明顯高于對照組,BDNF表達水平明顯低于對照組(P<0.05,見表3)。

2.3 FES患者血清中miR-103a與BDNF表達的相關(guān)性

Pearson法分析結(jié)果顯示,FES患者血清中miR-103a與BDNF表達呈負(fù)相關(guān)(r=-0.566,P=0.016,見圖1)。

組別nmiR-103a/U6BDNF(pg/ml)對照組701.00±0.0936.78±6.98FES組691.27±0.2522.34±5.76t8.49513.293P0.000 0.000

圖1 FES血清中miR-103a與BDNF的相關(guān)性分析Figure 1 Correlation between miR-103a and BDNF in FES serum

2.4 FES患者血清中miR-103a、BDNF水平與PANSS評分的相關(guān)性

FES患者PANSS總分為(78.45±16.56)分、PANSS陽性為(18.97±5.43)分、PANSS陰性為(21.69±6.38)分、一般精神病理癥狀為(36.46±11.46)分、攻擊危險性為(5.56±1.89)分。

Pearson法分析結(jié)果顯示,FES患者血清中miR-103a水平與PANSS總分、PANSS陽性、PANSS陰性、一般精神病理癥狀相關(guān)性不明顯(P>0.05),與攻擊危險性呈正相關(guān)(P<0.05)。FES血清中BDNF水平與PANSS總分、PANSS陽性、攻擊危險性、一般精神病理癥狀相關(guān)性不明顯(P>0.05),與PANSS陰性呈負(fù)相關(guān)(P<0.05,見表4)。

表4 FES患者血清中miR-103a、BDNF水平與PANSS評分的相關(guān)性

Table 4 Correlation between miR-103a, BDNF levels and PANSS scores in serum of FES patients

指標(biāo) miR-103aBDNFrPrPPANSS總分0.3190.247-0.3670.089PANSS陽性0.3240.271-0.3470.176PANSS陰性0.1770.468-0.4080.000一般精神病理癥狀0.0590.737-0.2680.357攻擊危險性0.6820.000-0.3030.289

2.5 FES患者血清中miR-103a、BDNF水平與WCST評分的相關(guān)性

FES患者WCST完成分類數(shù)(4.16±1.02)分、錯誤應(yīng)答數(shù)(66.78±13.57)分、持續(xù)性錯誤數(shù)(49.89±14.67)分、非持續(xù)性錯誤數(shù)(18.98±4.89)分。

Pearson法分析結(jié)果顯示,FES患者血清中miR-103a水平與完成分類數(shù)、持續(xù)性錯誤數(shù)相關(guān)性不明顯(P>0.05);與錯誤應(yīng)答數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù)呈正相關(guān)(P<0.05)。FES血清中BDNF水平與完成分類數(shù)相關(guān)性不明顯(P>0.05);與錯誤應(yīng)答數(shù)、持續(xù)性錯誤數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù)呈負(fù)相關(guān)(P<0.05,見表5)。

表5 FES血清中miR-103a、BDNF水平與WCST評分的相關(guān)性

Table 5 Correlation between miR-103a, BDNF levels and WCST scores in serum of patients with FES

指標(biāo) miR-103aBDNFrPrP完成分類數(shù)0.1890.199-0.1580.145錯誤應(yīng)答數(shù)0.3980.029-0.4150.000持續(xù)性錯誤數(shù)0.1660.158-0.5430.000非持續(xù)性錯誤數(shù)0.4210.000-0.4780.000

3 討論

ES患者認(rèn)知能力會出現(xiàn)一定的缺陷,嚴(yán)重時做出自殘或威脅照料者安全的行為,其中神經(jīng)調(diào)控會影響認(rèn)知[7]。miRNA是一類內(nèi)源性高度保守的單鏈非編碼RNA,可與影響神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模式的靶基因mRNA 3′端非編碼區(qū)特異性結(jié)合,使基因表達或沉默,進而干擾神經(jīng)生物。已有報道發(fā)現(xiàn),多種miRNA表達異常在ES發(fā)生發(fā)展進程中起重要作用,如miR-30e低表達、miR-107高表達均可誘導(dǎo)相關(guān)基因變化,從而對ES發(fā)病具有一定影響[8,9]。miR-103a和miR-107都是以GRCh38.p12為前體并經(jīng)一系列加工而成,同屬于旁系同源物,功能上可能存在類似之處。已有研究證明miR-103a在神經(jīng)系統(tǒng)性疾病帕金森病患者中高表達,可能通過引發(fā)神經(jīng)系統(tǒng)紊亂促使疾病發(fā)生[4,10],然而miR-103a是否與FES有關(guān)鮮有報道。本研究中miR-103a在FES組患者血清中高表達,提示miR-103a高表達可能影響FES。而且,本研究結(jié)果與Zhang等[9]miR-107在ES中高表達類似,但與Akif等[11]miR-107在ES中未高表達存在差異,推測其可能與樣本數(shù)量、采樣時間、環(huán)境因素等多種因素有關(guān),也可能與miR-103a本身有關(guān)。

BDNF是廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的一種蛋白質(zhì)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過程中,BDNF對神經(jīng)元的存活、生長發(fā)育、分化起重要作用,能防止神經(jīng)元受損死亡,改善神經(jīng)元病理狀態(tài),促進受損傷神經(jīng)元再生及分化,也是維持成熟神經(jīng)中樞及周圍神經(jīng)系統(tǒng)神經(jīng)元的生存及正常生理功能所必需的物質(zhì)[12]。本研究中BDNF在FES患者血清中低表達,與多項研究BDNF在ES中低表達的結(jié)果一致[13-15],提示FES患者血清中BDNF表達受到抑制,可能導(dǎo)致BDNF對神經(jīng)系統(tǒng)各項指標(biāo)的保護作用減弱,繼而引起ES疾病發(fā)生。Mellios等[16]發(fā)現(xiàn)在前額皮質(zhì)中miR-103a可作為轉(zhuǎn)錄抑制劑抑制BDNF的表達,但具體機制沒有進一步研究;Wang等[17]發(fā)現(xiàn)在神經(jīng)膠質(zhì)瘤中BDNF為miR-103的直接功能靶標(biāo),miR-103和BDNF mRNA表達水平之間存在負(fù)相關(guān),并影響細(xì)胞功能。本研究中FES患者血清中miR-103a與BDNF水平呈負(fù)相關(guān),提示miR-103a高表達可能通過降低BDNF表達水平從而減弱其對神經(jīng)系統(tǒng)保護作用。

PANSS是為評價不同類型ES癥狀嚴(yán)重程度而設(shè)計和標(biāo)準(zhǔn)化的評定量表。本研究發(fā)現(xiàn)FES患者血清中miR-103a與攻擊危險性呈正相關(guān),而BDNF與PANSS陰性呈明顯負(fù)相關(guān);提示miR-103a表達升高可能使患者的攻擊危險性增加,BDNF表達降低可能加重患者疾病程度。WCST是神經(jīng)心理相關(guān)測試,可檢測人的抽象思維能力,可有效評估患者執(zhí)行功能。FES患者血清中miR-103a與錯誤應(yīng)答數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù)呈明顯正相關(guān),BDNF與錯誤應(yīng)答數(shù)、持續(xù)性錯誤數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù)呈負(fù)相關(guān),提示miR-103a表達升高、BDNF表達降低可能增加患者的錯誤應(yīng)答數(shù)、非持續(xù)性錯誤數(shù),從而使患者抽象思維能力及執(zhí)行力減弱。兩項評分均可反映患者認(rèn)知能力,提示FES患者血清中miR-103a表達升高、BDNF表達降低可能影響PANSS、WCST評分中某些指標(biāo),從而加強患者攻擊性,減弱抽象思維能力及認(rèn)知能力,使患者疾病加重。

綜上所述,FES患者血清中miR-103a呈高表達,BNDF呈低表達,且二者為負(fù)相關(guān),提示二者可能參與了FES疾病發(fā)生發(fā)展的調(diào)控。本研究中并沒有對患者受教育程度、生活質(zhì)量水平等因素進行詳細(xì)分析,存在一定不足,為使患者更好地了解自己病情、更優(yōu)質(zhì)的生活質(zhì)量,今后在進行研究設(shè)計時應(yīng)盡可能多的收集相關(guān)影響因素并歸納總結(jié),以精確診治疾病。