帕金森病認(rèn)知功能與血清犬尿氨酸水平的相關(guān)性

吳建麗，袁偉媛，高 源，田 鳳，姚恩生

(石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，新疆 石河子 832008)

帕金森病(PD)是好發(fā)于中老年人的一種進(jìn)行性神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，隱匿起病，進(jìn)展緩慢，臨床上主要表現(xiàn)為運(yùn)動(dòng)遲緩、靜止性震顫、肌強(qiáng)直和姿勢平衡障礙等特征性運(yùn)動(dòng)癥狀[1]。在老年人群中患病率隨年齡增長而逐漸增加，65歲以上老年人群患病率為1%～2%，85歲以上為3%～5%[2]。中國現(xiàn)在逐步進(jìn)入老齡化社會(huì)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國PD患者已達(dá)到260萬例，約占全球患者的一半，預(yù)計(jì)每年新增PD患者近20萬例，至2030年將有500萬例PD患者[3]。認(rèn)知障礙常發(fā)生在疾病早期，首診PD患者帕金森病輕度認(rèn)知障礙(PD-MCI)發(fā)生率為30%，其中60%～80%的患者在病程12年內(nèi)進(jìn)展為PD癡呆(PDD)，嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量[4-6]。

研究顯示PD不僅累及多巴胺能系統(tǒng)，膽堿能、5-羥色胺能、去甲腎上腺素能和谷氨酸能系統(tǒng)也受到影響[7]。谷氨酸是人腦中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，但谷氨酸受體的過度刺激可能導(dǎo)致神經(jīng)元損傷，這一過程被稱為興奮毒性。而色氨酸代謝與PD病理改變密切相關(guān)[8]。在人體中，色氨酸(Trp)主要用于合成蛋白質(zhì)，也可以通過犬尿氨酸代謝通路(KP)代謝，產(chǎn)生犬尿氨酸、犬尿喹啉酸(KYNA)、3-羥基犬尿氨酸(3-HK)及喹啉酸(QUIN)等各種代謝物[9]。近年來發(fā)現(xiàn)KP通路中的代謝產(chǎn)物與 PD 的興奮毒性、氧化應(yīng)激及神經(jīng)炎性反應(yīng)等密切相關(guān)，推測其可能在 PD 的診斷治療方面存在一定價(jià)值[10]。但血清KYN水平與帕金森病認(rèn)知障礙之間相關(guān)性仍需進(jìn)一步探討。

1 資料與方法

1.1一般資料:選取2019年8月～2020年12月就診于石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院的PD患者40例為試驗(yàn)組，同期健康體檢者33例為健康對照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合帕金森病診斷標(biāo)準(zhǔn)[1]；②經(jīng)醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者或家屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①帕金森綜合征/帕金森疊加綜合征；②繼發(fā)性PD；③無法配合完成智能量表評定者；④合并其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病，如急性腦血管病等；⑤合并嚴(yán)重心血管系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)及腫瘤等疾病者。

1.2方法：檢測血清KYN，采集所有受試者晨起空腹靜脈血2 ml，3 000 r/min離心10 min，取血清置于-80℃冰箱備用，采用廣州醫(yī)科大學(xué)附屬腦科醫(yī)院中心實(shí)驗(yàn)室液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法測定血清KYN。采用MMSE及MoCA量表評估入組者的認(rèn)知功能。收集兩組人群年齡、性別、教育年限、身高、體重等人口統(tǒng)計(jì)學(xué)資料。

2 結(jié)果

2.1兩組一般資料比較：試驗(yàn)組與健康對照組比較，兩組間年齡、性別、教育年限、BMI等方面比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2兩組生化資料比較：試驗(yàn)組與健康對照組比較，兩組間谷丙轉(zhuǎn)氨酶(ALT)、直接膽紅素、葡萄糖、胱抑素C、糖化血紅蛋白、游離甲狀腺激素(T4)等生化指標(biāo)比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；其他方面比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。見表2。

表2 健康對照組與PD組生化指標(biāo)比較[M(Q)]

2.3兩組血清KYN水平及認(rèn)知功能比較：與健康對照組比較，試驗(yàn)組血KYN水平較低，且MMSE、MoCA評分低于對照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表3。

表3 健康對照組與PD組血KYN水平比較

2.4試驗(yàn)組血清KYN水平與臨床資料、MMSE、MoCA及各維度分?jǐn)?shù)相關(guān)性分析：試驗(yàn)患者血清KYN水平與MMSE總分及各維度包括定向能力、即刻記憶、注意力和計(jì)算力、延遲記憶、語言功能、結(jié)構(gòu)模仿視空間等方面未見明顯相關(guān)性(均P>0.05)。見表4。

表4 試驗(yàn)組KYN水平與MMSE相關(guān)性分析

PD患者血清KYN水平與命名能力呈正相關(guān)(P<0.05)；與MoCA總分及視空間、注意力、語言、抽象思維、延遲記憶、定向等維度未見明顯相關(guān)性(均P>0.05)。見表5。

表5 試驗(yàn)組KYN水平與MoCA相關(guān)性分析

2.5試驗(yàn)組血清KYN水平的單因素Logistic回歸分析：PD患者病程是血清KYN水平的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(β=0.227,SE=0.109,Waldχ2=4.333,P=0.037,OR=1.255,95%CI=1.013～1.550)。

2.6對帕金森病發(fā)病情況進(jìn)行單因素Logistic回歸分析：試驗(yàn)組血清KYN水平、MMSE降低是PD患者的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR>1，P<0.05)。見表6。

表6 單因素Logistic回歸分析

2.7KYN對PD發(fā)病的預(yù)測價(jià)值ROC曲線結(jié)果表明，KYN的最佳截止值為0.365 μg/ml，靈敏度為62.5%，特異性為60.5%，曲線下面積為0.667(95%CI，0.539～0.795；P<0.05)。見圖1。

圖1 ROC曲線評估KYN對PD的預(yù)測價(jià)值

3 討論

目前PD診斷標(biāo)準(zhǔn)主要依靠臨床表現(xiàn)，但患者早期往往以神經(jīng)精神障礙、睡眠障礙、自主神經(jīng)障礙和感覺障礙等非運(yùn)動(dòng)癥狀(NMs)為主，當(dāng)患者出現(xiàn)典型的臨床表現(xiàn)時(shí)，多巴胺能神經(jīng)元大多丟失50%以上。因此，尋找簡單、高效的檢驗(yàn)與檢查方法對于疾病早期診斷至關(guān)重要。有研究提示血清膽紅素/膽綠素比值顯著降低，并與疾病嚴(yán)重程度相關(guān)[11]，與本研究結(jié)果一致，試驗(yàn)組血直接膽紅素水平明顯高于對照組，但總膽紅素及間接膽紅素水平未見明顯差異，提示高水平間接膽紅素可能參與PD發(fā)病過程。PD患者黑質(zhì)星形膠質(zhì)細(xì)胞中血紅素加氧酶過度表達(dá)，促進(jìn)血紅素降解為膽紅素/膽綠素、游離鐵和一氧化碳等生物活性分子，引起病理性鐵沉積和生物能衰竭，加劇神經(jīng)損傷[12]。本研究結(jié)果還提示試驗(yàn)組血清空腹葡萄糖及糖化血紅蛋白水平較對照組明顯升高，提示血糖升高與PD發(fā)病相關(guān)。糖尿病患者腦脊液tau和α-synuclein水平升高，黑質(zhì)紋狀體多巴胺能缺陷增加，加速PD運(yùn)動(dòng)癥狀進(jìn)展及認(rèn)知水平下降[13]。因此推測降低血清直接膽紅素及血糖水平可能會(huì)延緩PD發(fā)生，但缺乏研究及試驗(yàn)證實(shí)。

PD的發(fā)病機(jī)制尚不明確，但是研究發(fā)現(xiàn)線粒體功能障礙、興奮毒性、神經(jīng)炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激、異常蛋白聚集、細(xì)胞凋亡在 PD 的發(fā)病中起關(guān)鍵作用[10]。PD患者的外周血和中樞神經(jīng)系統(tǒng)中與色氨酸代謝產(chǎn)物水平均發(fā)生改變，且與疾病的嚴(yán)重程度有關(guān)[14]。本研究結(jié)果顯示PD患者血清KYN顯著低于對照組，這與Kuo-Hsuan Chang等[15]學(xué)者的研究結(jié)果一致，這提示犬尿氨酸代謝通路與PD發(fā)病相關(guān)。試驗(yàn)組與健康對照組比較，KANA/KYN比值降低，QUIN水平和QA/KA比值升高，且晚期PD患者(Hoehn-Yahr分期>2)與早期PD患者(Hoehn-Yahr分期≤2)和正常對照組比較，KA和KA/KYN比值降低，QA和QA/KA比值升高[16]。PD患者體內(nèi)KYN代謝向3-HK及QUIN轉(zhuǎn)移，3-HK可通過自由基的產(chǎn)生誘導(dǎo)神經(jīng)變性和神經(jīng)元凋亡，而QUIN可過度激活N-甲基-d-天冬氨酸(NMDA)谷氨酸受體，引起神經(jīng)元興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸釋放增加，產(chǎn)生興奮毒性作用；星形膠質(zhì)細(xì)胞的谷氨酸攝取減少，以及小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和神經(jīng)炎性反應(yīng)[15]，導(dǎo)致神經(jīng)組織損傷[17-18]。對于接受左旋多巴治療的PD人群，血清犬尿氨酸3-單加氧酶(KMO)活性增強(qiáng)，3HK/KYNA比值增加，從而導(dǎo)致患者發(fā)生藥物誘導(dǎo)運(yùn)動(dòng)障礙的風(fēng)險(xiǎn)越高[19]。既往研究顯示PD患者尿液KYN水平隨著病情進(jìn)展逐漸增加[20]，本研究也提示病程是血清KYN水平的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，因此本研究推測血清KYN水平可能有助于預(yù)測PD 的疾病進(jìn)展，但血清及尿液中KYN水平之間的差異是否有意義，仍需進(jìn)一步研究。

本研究結(jié)果顯示PD患者M(jìn)MSE、MoCA均顯著低于健康對照組，這與既往研究相一致[21]，這提示KP通路與神經(jīng)退行性疾病認(rèn)知障礙相關(guān)。目前認(rèn)為PD組織病理學(xué)檢查顯示變性神經(jīng)組織中可見α突觸核蛋白(α-syn)、β淀粉樣蛋白(β-amyloid，Aβ)和tau蛋白聚集，與PD-MCI和PDD形成有關(guān)[22-24]。Aβ細(xì)胞外沉積一方面誘導(dǎo)小膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生促炎因子，另一方面還可激活KP中犬尿氨酸酶活性，神經(jīng)毒性QUIN產(chǎn)生增加，進(jìn)一步介導(dǎo)AD患者體內(nèi)炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激及谷氨酸興奮毒性等一系列正反饋環(huán)，從而加重神經(jīng)元缺失導(dǎo)致癡呆[25]。動(dòng)物細(xì)胞模型提示α-syn沉積與Aβ等病理改變之間的協(xié)同作用可能加速PD認(rèn)知功能減退[26]。同時(shí)，雖然本試驗(yàn)結(jié)果未能發(fā)現(xiàn)PD患者血清KYN水平與MMSE、MoCA總分之間相關(guān)性，但是在進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn)PD患者命名能力越差，血清KYN水平越低，因此KYN水平與PD患者認(rèn)知能力相關(guān)性仍需擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步探討。

本研究表明，PD患者血清KYN水平較低，而血清KYN與PD患者認(rèn)知障礙之間未見明顯相關(guān)性。本研究存在不足之處：①樣本量較小造成試驗(yàn)指標(biāo)診斷PD價(jià)值較低；②本研究僅研究受試者血清KYN水平，未能采集尿液標(biāo)本，研究結(jié)果不能解釋PD患者血清及尿液標(biāo)本KYN 水平差異原因；③對整個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行回顧，本研究試驗(yàn)組患者M(jìn)MSE分值偏高，MoCA分值偏低，考慮試驗(yàn)對象受教育年限差異原因，若根據(jù)MoCA評分對PD患者認(rèn)知能力進(jìn)行分組，則認(rèn)知障礙組病例數(shù)明顯多于認(rèn)知正常組，后期仍需進(jìn)行多中心臨床試驗(yàn)，增加樣本例數(shù)，從而進(jìn)一步驗(yàn)證PD患者血清KYN水平與認(rèn)知功能相關(guān)性。

PD患者血清KYN低于健康對照組，且與病程呈正相關(guān)，即病程越久，KYN水平越低。因此，血清KYN水平可作為PD診斷及病情嚴(yán)重程度的血清生物學(xué)標(biāo)志物。臨床醫(yī)生若在疾病早期可通過有效易得的實(shí)驗(yàn)室檢查識別、診斷PD，提供規(guī)范、科學(xué)的用藥方案，做好患者定期隨訪工作，將可能在一定程度上減緩疾病進(jìn)展，改善患者生活質(zhì)量。