帕金森病早期診斷諾謨圖模型的建立及驗證

魏 堅，孫 杰，崔詩爽

（1.上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬瑞金醫(yī)院a.檢驗科，b.老年病科，c.神經(jīng)內(nèi)科，上海 200025；2.山東省聊城市聊城退役軍人醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)二科，山東聊城 252000）

帕金森?。≒arkinson’s disease, PD）是一種常見慢性進行性的神經(jīng)系統(tǒng)疾病，患者臨床表現(xiàn)為靜止性震顫、運動遲緩、強直和姿勢反射喪失，隨著病情的進展還會出現(xiàn)認(rèn)知能力下降、抑郁以及生活能力喪失等，嚴(yán)重影響著人類的健康[1]。近年來，隨著人口老齡化的加劇，PD 發(fā)病率持續(xù)升高，已成為繼阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)后的第二位高發(fā)神經(jīng)退行性疾病[2-3]。根據(jù)預(yù)測，到2030 年我國PD 患者數(shù)量將超過500 萬，2040 年全球PD 患者數(shù)量將達到1 200萬以上[4-5]。目前帕金森的診斷主要依據(jù)運動緩慢、肌肉強直、震顫、姿勢平衡障礙、嗅覺減退等臨床表現(xiàn)，難以發(fā)現(xiàn)早期的帕金森患者。諾謨圖(Nomogram)是一種二維圖形計算工具，可以將復(fù)雜的變量因素可視化，實現(xiàn)在疾病典型臨床表現(xiàn)出現(xiàn)之前，從多個維度來對疾病程度進行判斷，近年來在醫(yī)學(xué)疾病早期診斷中被廣泛應(yīng)用，但其目前在PD 早期診斷中應(yīng)用的研究尚缺乏研究[6-8]。本研究擬通過閱讀文獻篩選PD 的危險因素，建立PD 的早期診斷諾謨圖模型，旨在為PD 患者的早期識別及干預(yù)提供理論指導(dǎo)。

1 對象與方法

1.1 對象

本研究連續(xù)選取2013年6月至2019年12月期間在上海交通大學(xué)附屬瑞金醫(yī)院住院201 例的PD患者（PD 組），以及同期住院的201 例非原發(fā)性帕金森病神經(jīng)系統(tǒng)慢性疾病患者（非PD組）。

201 例PD 患者納入標(biāo)準(zhǔn)符合以下所有條件：①年齡18 歲；②符合2015 年國際運動障礙學(xué)會發(fā)布的帕金森病臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)及2016 年中國原發(fā)性帕金森病的診斷標(biāo)準(zhǔn)；③能夠配合研究人員PD 項量表的評分。同時排除標(biāo)準(zhǔn)存在以下任意情況者：①診斷明確的帕金森綜合征；②有明確的腦損傷、腦卒中、腦炎、中毒病史；③長期服用鎮(zhèn)靜、抗精神病藥物；④確診肝豆?fàn)詈俗冃?；⑤合并有心、肝、腎等重要臟器的內(nèi)科嚴(yán)重病變。

201 例非PD 患者的納入標(biāo)準(zhǔn)為符合以下所有條件：①年齡≥18 歲；②查體未見神經(jīng)系統(tǒng)局灶性損害的體征；③無腦血管器質(zhì)性疾病、精神疾病及其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病史。排除患者為存在以下任意情況：①有明確診斷帕金森病或帕金森綜合征病史；②有其他重大內(nèi)科疾病史，頭顱磁共振檢查顯示有明顯異常。

從這402 例患者中，依照常用比例（7∶3）[9]，采用隨機分層抽樣選擇300 例（PD 患者和非PD 患者各150 例）作為訓(xùn)練集，用于帕金森危險因素的篩選及列線圖模型構(gòu)建；102 例（PD 患者51 例，非PD患者51 例）作為驗證集（n=102），用于檢驗列線圖模型的準(zhǔn)確度。

1.2 方法

1.2.1 資料采集

由2 名神經(jīng)內(nèi)科醫(yī)師采集受試對象的基本資料，記錄包括性別、年齡、既往疾病史（高血壓、糖尿病史）及吸煙、飲酒史。記錄PD患者相關(guān)非運動癥狀，包括便秘、嗅覺減退、快速眼動睡眠行為障礙（rapid-eye-movement sleep behavior disorder, RBD）并進行MMSE 蒙特利爾認(rèn)知評估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)評分。吸煙分為“吸煙”“從不吸煙”；飲酒分為“飲酒”“從不飲酒”；年齡≥60歲定義為高齡；MoCA評分＞26定義為認(rèn)知功能障礙。

1.2.2 銅藍蛋白（ceruloplasmin,CER）水平測定

于入組次晨，抽取研究對象肘部外周靜脈血，采用化學(xué)發(fā)光法檢測血清CER水平。

1.2.3 統(tǒng)計學(xué)處理

采用R 軟件(4．2．1)版本進行數(shù)據(jù)分析，R 包:rms[6．4．0], Resource Selection [0．3-5]進行數(shù)據(jù)清洗后，利用glm 進行單因素二分類logistic 回歸篩選變量后，進行多因素二分類logistic 回歸，并進行模型相關(guān)檢驗。使用單因素回歸分析篩選PD可能的早期診斷因素，并進一步進行多因素回歸分析，構(gòu)建模型采用SPSS 26．0 軟件進行統(tǒng)計學(xué)分析，運用卡方檢驗比較分類變量差異，運動獨立樣本t檢驗比較數(shù)值變量差異。P＜0．05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

訓(xùn)練集與驗證集2 個數(shù)據(jù)集間，性別、年齡、高血壓史、糖尿病史、認(rèn)知障礙、體位低血壓、便秘、嗅覺減退、CER、吸煙、飲酒史差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05）（見表1）。

表1 訓(xùn)練集與驗證集資料[n（%）]Table 1 General information of training and validation sets[n（%）]

2.2 單因素分析

本研究中訓(xùn)練集研究對象共300 例，采用單因素回歸分析篩選PD的危險因素，其中性別、糖尿病史、體位性低血壓、高血壓病史、飲酒史在PD 組與非PD組間差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0．05）。高齡（OR=2．979，95% CI 為1．732～5．122，P＜0．001）、認(rèn)知功能障礙（OR=2．280，95% CI為1．348～3．856，P=0．002）、RBD（OR=1．919，95% CI為1．156～3．187，P=0．012）、便秘（OR=2．383，95% CI為1．418～4．005，P＜0．001）、嗅覺減退（OR=1．795，95% CI 為1．083～2．975，P=0．023）、CER（OR=2．389，95% CI 為1．418～4．005，P＜0．001）在2組間的差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表2 PD危險因素單因素回歸分析Table 2 Univariate regression analysis of risk factors for PD

2.3 多因素分析

定義中，PD 組=1，非PD 組=0，作為因變量，其他變量定義為自變量。對單因素分析中P＜0．05 的變量進行多因素logistic回歸分析。結(jié)果顯示，高齡＞60 歲（OR=3．413，95% CI 為 1．884～6．182，P＜0．001）、認(rèn)知功能障礙（OR=2．588，95% CI為1．444～4．642，P＜0．001）、便秘(OR=2．897，95% CI 為1．623～5．169，P＜0．001)、RBD(OR=1．945，95% CI 為1．090～3．471，P=0．024)、嗅覺減退（OR=2．120，95% CI 為1．208～3．722，P=0．009）、CER 水平降低（＜20 mg/L）（OR=3．356，95% CI 為1．923～5．855，P＜0．001）是PD的危險因素（見表3）。

表3 PD危險因素多因素回歸分析Table 3 Multivariate regression analysis of risk factors for PD

2.4 早期PD診斷模型的建立及驗證

根據(jù)多因素回歸分析分析的PD危險因素建立諾莫圖，每個預(yù)測變量線條長度代表該因素對帕金森預(yù)測風(fēng)險大小，對應(yīng)最上方的單項分?jǐn)?shù)；所有變量取值后對應(yīng)的單項分?jǐn)?shù)加起來合計的總得分對應(yīng)帕金森的預(yù)測風(fēng)險（見圖1）。采用Bootstrap 方法,對諾謨圖模型進行內(nèi)部驗證（見圖2A）和外部驗證（見圖2B）。結(jié)果提示，PD 實際發(fā)生率與預(yù)測發(fā)生率相吻合，表明模型有較好的校準(zhǔn)度；受試者操作特征曲線驗證，內(nèi)部驗證（見圖3A）和外部驗證（見圖3B）曲線下面積分別為0．729 和0．714，表明諾謨圖有較好的診斷價值。

圖1 PD的諾莫圖早期診斷模型Figure 1 The nomogram early diagnostic model for PD

圖2 諾謨圖模型校準(zhǔn)曲線驗證Figure 2 Validation of the calibration curves for the Nomogram model

圖3 諾謨圖受試者操作特征曲線驗證Figure 3 Validation of operating characteristic curves for Nomotu subjects

3 討論

PD 是臨床常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病，隨著病情持續(xù)進展，癥狀逐漸加重，患者失眠、認(rèn)知功能減退、抑郁等風(fēng)險升高，生活質(zhì)量嚴(yán)重下降[10]。然而目前臨床上缺少PD 的早期識別指標(biāo)[11-12]。本研究結(jié)果顯示，年齡＞60歲、MOCA評分＜26、CER水平降低、吸煙是PD的危險因素。

3.1 高齡

西班牙一項橫斷面研究標(biāo)明，高齡PD 患者的癥狀更嚴(yán)重[13]。本研究中與非PD 組患者相比，PD組高齡患者占比較高，提示高齡是PD 形成的危險因素。研究表明，高齡患者的α 突觸核蛋白和t-tau蛋白水平降低，提示高齡患者的紋狀體結(jié)構(gòu)受累較為嚴(yán)重，多巴胺水平降低更明顯，通常有更重、更多的PD癥狀[14-15]。

3.2 非運動癥狀

研究報道，患者常在PD 的前驅(qū)期或臨床前期出現(xiàn)一些非運動癥狀，如便秘、認(rèn)知功能、嗅覺減退、快速眼動睡眠行為障礙下降[16]。據(jù)報道，帕金森的非運動癥狀至少較PD 典型的臨床癥狀提前4～6 年出現(xiàn)，提示這些非運動癥狀對PD 的早期識別和診斷有十分重要的價值[16]。嗅覺障礙是PD 患者前驅(qū)期的最多見的非運動癥狀之一，90%以上的PD 患者可能出現(xiàn)嗅覺障礙，但其具體發(fā)生機制尚不明確[17]。便秘有可能是PD 患者前驅(qū)期較先出現(xiàn)的非運動癥狀之一[18]。研究發(fā)現(xiàn)，在PD 患者被確診的10～20 年即可出現(xiàn)便秘癥狀，且便秘與PD 的發(fā)病風(fēng)險密切相關(guān)，其機制可能病理性α 突觸核蛋白包涵體在胃腸道異常沉積有關(guān)[19-20]。RBD 是一種睡眠障礙，表現(xiàn)為在快速動眼睡眠期間肌肉失張力和異常行為表現(xiàn)[21]。研究顯示，RBD 在PD 患者中的發(fā)生率可高達50%，超過80%的RBD 患者將發(fā)展成為突出核蛋白病相關(guān)的神經(jīng)退行性疾病，RBD 被認(rèn)為是PD 前驅(qū)期的特異性臨床表現(xiàn)之一，有預(yù)測PD 臨床嚴(yán)重程度的潛在價值[22-23]。與上述研究一致，本研究結(jié)果顯示，嗅覺減退、RBD、認(rèn)知功能障礙是PD的危險因素，有助于PD的早期診斷。

3.3 CER水平

CER是一個相對分子質(zhì)量為132 000，由1 046個氨基酸組成的單多肽鏈，是一種肝臟產(chǎn)生的銅轉(zhuǎn)運蛋白，也是人體內(nèi)唯一的銅氧化酶[24-25]。CER 是一種具有4 個活性銅原子的多銅氧化酶，可將Fe2+氧化為Fe3+，并同時將氧氣完全還原為水[24]。研究表明，腦中的鐵代謝與CER密切相關(guān)，PD患者的黑質(zhì)中出現(xiàn)明顯的鐵沉積現(xiàn)象，提示CER 代謝異?？赡苁荘D的危險因素[26-27]，CER在神經(jīng)退行性病變中起保護作用[28]。與上述研究一致，本研究結(jié)果顯示，CER水平降低是PD的危險因素。研究表明，低CER 水平會導(dǎo)致黑質(zhì)-多巴胺失衡，這可能是CER水平降低影響了黑質(zhì)鐵代謝功能所導(dǎo)致。

3.4 小結(jié)與展望

目前帕金森早期診斷相對缺乏，本研究用PD危險因素構(gòu)建諾了謨圖診斷模型，模型中訓(xùn)練集和驗證集校準(zhǔn)曲線均與理想中的45°虛線相接近，經(jīng)受試者操作特征曲線驗證該模型具有較好的診斷效能，提示本研究建立的PD 早期診斷諾謨圖模型有較快速、準(zhǔn)確的預(yù)測價值，可以為PD的早期診斷提供一定的參考價值。

綜上所述，高齡、認(rèn)知功能障礙、RBD、便秘、嗅覺減退、CER 水平降低是PD 的危險因素[29]。本研究通過建立PD 諾莫圖預(yù)測模型，經(jīng)過訓(xùn)練集及驗證集驗證，表明有較好的預(yù)測價值，可以有效地早期識別PD，這對PD 臨床及護理工作有著極大的指導(dǎo)價值。然而，本研究作為單中心回顧性分析，樣本量有限，存在混雜偏倚，還需要后期研究對本模型進行進一步驗證。

利益沖突說明/Conflict of Interests

所有作者聲明不存在利益沖突。

倫理批準(zhǔn)及知情同意/Ethics Approval and Patient Consent

本文不涉及倫理批準(zhǔn)及知情同意。

作者貢獻/Authors’Contributions

魏堅撰寫，崔詩爽收集資料并設(shè)計，孫杰設(shè)計并審核。