帕金森病患者血液及腦脊液相關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)是一種常見的多發于中老年人的神經系統變性疾病。患者大腦黑質內多巴胺(dopamine，DA)能神經元大量減少，紋狀體內的神經遞質多巴胺和乙酰膽堿之間相互作用失衡。臨床表現包括以靜止性震顫、肌強直、運動遲緩和姿態步態異常為主的運動障礙，以及精神癥狀、感覺障礙、自主神經功能障礙等非運動癥狀。PD發病機制仍不完全清楚，臨床上對于神經變性疾病的診斷缺乏具有特殊意義的“金標準”。目前認為免疫炎性反應，特別是慢性神經炎性反應對PD發病及進展過程中產生重要作用。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。

1 小膠質細胞及炎性因子參與PD發病

PD發病受遺傳易感性、衰老和環境毒素等多方面影響，發病過程中存在氧化應激、線粒體功能缺陷、泛素-蛋白酶體功能異常等多種機制。目前認為免疫炎性反應參與PD的病理生理變化，特別是慢性的神經炎性反應對PD發病及進展過程中具有重要作用。McGeer等提出慢性炎性反應參與了PD的病理生理過程［1］。隨后多項關于腦內炎性因子、膠質細胞的研究證實炎性反應在PD的發病及進展中起著關鍵作用。

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

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

2 目前研究較多的PD相關炎性因子

2.1 腫瘤壞死因子-α(TNF-α)TNF-α 主要由星形細胞及小膠質細胞生成，具有誘導膠質細胞釋放NO、花生四烯酸、谷氨酸等神經毒性物質的作用，促進炎性因子合成，加重炎性反應，損傷神經細胞(包括多巴胺能神經元)及少突膠質細胞［7，8］。TNF-α對多巴胺神經元具有潛在毒性作用。TNF受體1(TNF-R1)結合TNF-α并形成三聚體，激活一系列級聯反應，最終導致神經元凋亡［9］。活檢結果顯示PD患者尾狀核、殼核處TNF-α濃度高于患者大腦皮質區，亦高于無神經系統疾病的對照組的相應部位。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，差異具有統計學意義，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DA能神經元變性和減少有關，細胞免疫紊亂及炎性反應與PD有關。Mogi等還發現，青年型PD患者腦室內腦脊液TNF-α濃度明顯高于散發型老年PD患者及正常組，而散發型PD患者與正常組無顯著差異，指出TNF-α可能參與青年型PD的發病及病程進展。研究未顯示TNF-α濃度與 Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期、UPDRSII、III評分具相關性，與是否服用左旋多巴治療亦無相關性。國內研究未顯示TNF-α濃度與Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期、UPDRS-II、III評分具相關性，與是否服用左旋多巴治療亦無相關性［13］。但Dobbs等研究發現在有姿勢障礙的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的臨床嚴重程度有關［14］。國內外對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。這說明中樞神經系統的炎性反應可能與全身的炎性反應存在不一致之處。亦有某些文獻報道了不同的研究結果。

從上述結果可見，TNF-α參與了PD的發病和進展，服用左旋多巴對中樞神經系統TNF-α水平無顯著影響，結合外周血及腦脊液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細胞活化及減少TNF-α、IL-1、一氧化氮合成酶的產生［5］，TNF的2型受體(TNF-R2)與1型受體不同，被激活后對神經元產生保護作用［9］，這些發現有助于藥物的進一步研發。

2.2 白細胞介素-1β(IL-1β)IL-1β 是急性期免疫反應的主要調節因子之一，亦可作用于神經系統，介導及加重炎性反應。IL-1β可直接刺激人星形膠質細胞產生NO，從而造成神經細胞損傷。TNF-α可增強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、免疫反應在該病的發病、進展過程中的作用。楊澤洲等發現IL-1β在PD患者血清及腦脊液中均未見顯著變化［8］。Mogi等發現青年型PD患者腦室內的腦脊液中IL-1β濃度高于散發型老年PD及正常對照組［16］。IL-1β有可能參與PD發病，但未證實其與患者年齡、病程、疾病嚴重程度等有關。

2.3 白細胞介素-6(IL-6)IL-6由中樞神經系統的星形細胞、少突膠質細胞及激活的單核細胞、T淋巴細胞、內皮細胞產生，其外周作用包括促進B細胞分化和促進T細胞激活、增殖分化及細胞毒性T淋巴細胞產生穿孔素。它同時也參與中樞神經系統細胞間的信號傳導，調節神經免疫反應，促進神經系統細胞分化，對損傷的神經元具有保護作用。Gadient等提出IL-6對神經元同時具有損害及保護作用［17］。隨后國內學者發現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、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病程無相關性，與Webster評分、Hoehn-Yahr分級分期及 UPDRS-II、III評分亦無相關性［13，20］。但國內外研究結果并不一致。亦有文獻指出，PD患者腦脊液中IL-6水平與利用帕金森統一量表(UPDRS)評價所得的病情嚴重程度呈負相關［21］。IL-6參與PD的病理生理過程，但具體相關性有待深入研究。

2.4 白細胞介素-2(IL-2)IL-2由已結合抗原的T細胞所刺激之輔助T細胞所分泌，屬于T細胞生長因子，可激活細胞毒性淋巴細胞，增加其他細胞因子的合成，參與炎癥反應并具有調節免疫應答的作用。Brodacki等發現PD患者血清中 IL-2水平升高［22］。Mogi、Nagatsu等對 PD患者進行尸檢發現IL-2在PD患者尾狀核、豆狀核中含量升高，并發現IL-2在PD患者腦脊液中的含量亦升高［23］。青年型PD患者腦室內腦脊液IL-2濃度明顯高于散發型老年PD患者及正常組，且散發型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，證明了炎性反應在PD發病機制的作用，其濃度在不同類型PD中存在差異。

2.5 白細胞介素-4(IL-4)IL-4可由M2型的活化小膠質細胞(抗炎型小膠質細胞)產生，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能神經元上，其基因位于Xq24，在PD易感基因PARK12范圍內。研究發現，IL-4受體α1鏈的表達與黑質DA能神經元對氧化應激損傷的易感性有關［25］，即其基因的表達與PD患病風險有關。Brodacki等發現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等發現青年型PD患者腦室腦脊液內IL-4含量較非PD者升高［10］。IL-4與PD發病機制有關，參與PD發病的機制與其作用的受體有關，但具體作用機制尚不明確，其濃度與PD病情程度間的關系亦不明確。

2.6 白細胞介素-10(IL-10)IL-10主要由Th2細胞產生，作用于巨噬細胞、NK細胞、B細胞及輔助T細胞，具有多種免疫調節功能。有報道稱，IL-10能抑制小膠質細胞活化，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］。許順良等發現 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］。可見IL-10與PD間的關系存在爭議，需要更多的對照實驗及基礎研究以證實其在PD發病及進展中起到的作用。

2.7 干擾素-γ(IFN-γ)IFN-γ 屬于Ⅱ型干擾素，由激活的CD4+T細胞、CD8+T細胞和NK細胞產生，能調節特異性免疫反應。其在TNF-α的作用下轉錄上調，表達水平增高。劉潔等對PD小鼠模型黑質致密部某些細胞因子進行測定，發現 TNF-α、IFN-γ、IL-1均升高，另有其他學者發現 PD患者黑質中上述細胞因子濃度較對照組升高［13］。文獻報道PD患者黑質、尾狀核和殼核中IFN-γ含量升高［28］。研究發現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患者體內的炎性反應過程，具體機制不明確。

3 討論與展望

現已證實PD患者存在腦內慢性炎性反應，這可能由神經元內α-突觸核蛋白積聚、感染、毒物等導致。炎性反應可能是PD發病的初始原因，亦可能是發病機制中的繼發表現。目前達成共識的是炎性反應長期存在且全身或局部的體液及細胞免疫功能失調，與PD的發病機制密切相關，一系列細胞因子、免疫球蛋白等物質參與其復雜的病理過程(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

臨床研究發現某些物質(如TNF-α)在PD的患者血清及腦脊液中與對照組的對比結果不一致，考慮存在外周免疫炎性反應與腦部組織的不同步，說明全身炎性反應與神經系統局部炎性反應存在不一致性。而且免疫炎性反應最初啟動及后續發展的具體機制尚未完全明確，研究結論未達到統一，未能將炎性因子作為PD的生物學標記物納入診斷標準。研究顯示規律服用非甾體類抗炎藥物的患者PD患病風險降低，其機制可能與減輕DA氧化有關而非抑制小膠質細胞活化［9］，其在PD患者中的應用存在爭議。腸血管活性肽類似物對DA能神經元具有保護作用［29］，在PD患者中的研究亦在進行。只有深入的基礎研究，和大樣本量、多組別的臨床研究以及嚴謹準確的薈萃分析，才能明確各細胞因子在PD病理生理過程中的作用和相互間的關系網絡，以利早期診斷、病情評估及藥物研發。相信越來越多的研究結果將影響PD的診斷及治療。

［1］McGeer PL，McGeer EG.Inflammation and neurodegeneration in Parkinson’s disease［J］.Parkinsonism Relat Disord，2004，10(Suppl 1):3-7.

［2］Castano A，Herrera AJ，Cano J，et al.Lipopolysaccharide intranigral injection induces inflammatory reaction and damage in nigrostriatal dopaminergic system［J］.J Neurochem，1998，70(4):1584-1592.

［3］Mirza B，Hadberg H，Thomsen P，et al.The absence of reactive astrocytosis is indicative of a unique inflammatory process in Parkinson’s disease［J］.Neuroscience，2000，95(2):425-432.

［4］黎 鋼，孫圣剛，董大翠，等.脂多糖誘導黑質多巴胺能神經元變性中小膠質細胞的反應［J］.中國組織化學與細胞化學雜志，2003，12(3):250-254.

［5］任士卿，王彥永，王銘維，等.免疫炎癥反應與帕金森病的抗炎治療［J］.臨床薈萃，2004，19(21):1212-1214.

［6］Tansey MG，Goldberg MS.Neuroinflammation in Parkinson’s disease:Its role in neuronal death and implications for therapeutic intervention［J］.Neurobiology of Disease，2010，37(3):510-518.

［7］劉 潔，余能偉，李曉佳，等.帕金森病患者體液免疫功能的變化［J］.臨床神經病學雜志，2012，25(4):293-295.

［8］楊澤洲，汪如源，趙秀麗，等.IL-1β、TNF-α和NO水平變化在某些神經系統疾病中的意義［J］.西安醫科大學學報，2001，22(1):43-44，47.

［9］Whitton PS.Inflammation as a causative factor in the aetiology of Parkinson’s disease［J］.British Journal of Pharmacology，2009，150(8):963-76.

［10］Mogi M，Harada M，Narabayashi H，et al.Interleukin(IL)-1 beta，IL-2，IL-4，IL-6 and transforming growth factor-alpha levels are elevated in ventricular cerebrospinal fluid in juvenile parkinsonism and Parkinson’s disease［J］.Neurosci Lett，1996，211(1):13-16.

［11］Bessler H，Djaldetti R，Salman H，et al.IL-1 beta，IL-2，IL-6 and TNF-alpha production by peripheral blood mononuclear cells from patients with Parkinson’s disease［J］.Biomed Pharmacother，1999，53(3):141-145.

［12］余能偉，劉 潔，李曉佳，等.帕金森病患者TNF-α含量變化的臨床研究［J］.實用醫院臨床雜志，2009，6(3):24-26.

［13］余能偉，劉 潔，李曉佳，等.細胞免疫與帕金森病［J］.實用醫院臨床雜志，2008，5(3):106-108.

［14］Dobbs RJ，Charlett A，Purkiss AG，et al.Association of circulating TNF-alpha and IL-6 with ageing and parkinsonism［J］.Acta Neurol Scand，1999，100(1):34-41.

［15］Chao CC，Hu S，Sheng WS，et al.Cytokine-stimulated astrocytes damage human neurons via a nitric oxide mechanism［J］，Glia，1996，16(3):276-284.

［16］Mogi M，Harada M，Kondo T，et al.Interleukin-1 beta，interleukin-6，epidermal growth factor and transforming growth factor-alpha are elevated in the brain from parkinsonian patients［J］.Neurosci Lett，1994，180(2):147-150.

［17］Gadient RA，Otten UH.Interleukin-6(IL-6)-a molecule with both beneficial and destructive potentials［J］.Prog Neurobiol，1997，52(5):379-390.

［18］張思源，齊建國.膠質細胞與細胞因子在帕金森病病理變化中的作用［J］.醫學綜述，2004，10(12):739-741.

［19］Blum-Degen D，Maller T，Kuhn W，et al.Interleukin-1 beta and interleukin-6 are elevated in the cerebrospinal fluid of Alzheimer’s and de novo Parkinson’s disease patients［J］.Neurosci Lett，1995，202(1～2):17-20.

［20］余能偉，劉 潔，李曉佳，等.帕金森病患者IL-2、IL-6、IL-10的檢測及臨床意義［J］.中國臨床神經科學，2010，18(4):349-353.

［21］Mller T，Blum-Degen D，Przuntek H，et al.Interleukin-6 levels in cerebrospinal fluid inversely correlate to severity of Parkinson’s disease［J］.Acta Neurol Scand，1998，98(2):142-144.

［22］Brodacki B，Staszewski J，Toczyowska B，et al.Serum interleukin(IL-2，IL-10，IL-6，IL-4)，TNFalpha，and INFgamma concentrations are elevated in patients with atypical and idiopathic parkinsonism［J］.Neurosci Lett，2008，441(2):158-162.

［23］Nagatsu T，Mogi M，Ichinose H，et al.Cytokines in Parkinson’s disease［J］.JNeural Transm Suppl，2000，58:143-151.

［24］Sanchez-Guajardo V，Barnum CJ，Tansey MG，et al.Neuroimmunological processes in Parkinson’s disease and their relation toα-synuclein:microglia as the referee between neuronal processes and peripheral immunity［J］.ASN Neuro，2013，5(2):113-139.

［25］Morrison BE，Marcondes MC，Nomura DK，et al.Cutting edge:IL-13Rα1 expression in dopaminergic neurons contributes to their oxidative stress-mediated loss following chronic peripheral treatment with lipopolysaccharide［J］.J Immunol，2012，189(12):5498-5502.

［26］Lee YB，Nagai A，Kim SU.Cytokines，chemokines，and cytokine receptors in human microglia［J］.J Neurosci Res，2002，69(1):94-103.

［27］許順良，畢建忠，王曉云，等.帕金森病患者外周血Th1/Th2類細胞因子的基因表達［J］.臨床神經病學雜志，2005，18(4):270-272.

［28］Mogi M，Kondo T，Mizuno Y，et al.p53 protein，interferon-gamma，and NF-kappaB levels are elevated in the parkinsonian brain［J］.Neurosci Lett，2007，414(1):94-97.

［29］Li Y，Perry T，Kindy MS，et al.GLP-1 receptor stimulation preserves primary cortical and dopaminergic neurons in cellular and rodent models of stroke and Parkinsonism［J］.Proc Natl Acad Sci USA，2009，106(4):1285-1290.