血清α-突觸核蛋白及類胰島素1 號增長因子水平與帕金森病患者認知功能的相關性分析

蔡衛衛 許曉輝 劉 超 張 莉

鄭州大學附屬洛陽中心醫院，河南 洛陽471000

左旋多巴制劑是帕金森病（Parkinson’s disease，PD）患者治療首選藥物，但文獻指出PD 患者經左旋多巴制劑治療后仍有認知損害風險，治療效果往往達不到預期，甚至部分患者發生認知功能障礙［1］。認知功能障礙通常會導致PD患者病情遷延不愈，甚至加重或惡化病情，增加精神衰退或殘疾風險［2］。故早期準確預測PD患者認知功能障礙發生風險，并盡早干預尤為必要。α-突觸核蛋白（α-synuclein，α-syn）是一種在中樞神經系統突觸前及核周表達的可溶性蛋白質，已被證實與PD的發病及功能障礙密切相關［3-4］。作為一種促生長因子，類胰島素1 號增長因子（insulin like growth factor 1，IGF-1）是一種在分子結構上與胰島素類似的多肽蛋白物質，對神經生長具有調節作用［5］。IGF-1在腦組織中大量存在，研究證實IGF-1 對中樞神經細胞具有營養保護功效［6-7］。由此推測，α-syn、IGF-1 異常表達可能參與PD 患者認知功能障礙的發生、發展，但具體機制尚不清楚，相關研究也較少。本研究主要觀察PD 患者認知功能障礙發生情況及發生認知功能障礙可能的因素，分析血清α-syn、IGF-1 水平與認知功能障礙的關系，以指導未來PD 經左旋多巴制劑治療后發生認知功能障礙的早期風險預測及干預。

1 對象和方法

1.1 研究對象選取2018-03—2020-01 鄭州大學附屬洛陽中心醫院治療的58例PD患者為研究對象，男30 例，女28 例；年齡67～79（71.65±1.02）歲；病程1～10（5.84±1.12）a。本研究經鄭州大學附屬洛陽中心醫院倫理委員會批準同意實施，患者及其家屬均知曉本次研究內容，并簽署知情同意書。

1.2 入選與排除標準（1）入選標準：①帕金森病患者均需符合《帕金森病的診斷與治療》內相關診斷標準；②接受左旋多巴制劑治療的患者；③患者均為原發性PD。（2）排除標準：①伴精神障礙影響檢查配合度者；②合并其他病理性認知功能障礙者；③合并惡性腫瘤者；④合并其他重要臟器相關疾病者；⑤合并腦梗死、腦積水者。

1.3 方法（1）治療方法：所有患者接受左旋多巴制劑治療，均治療5個月。（2）認知功能障礙評估與分組方法：分別于患者經左旋多巴制劑治療5 個月后，使用簡易精神狀態量表（mini-mental state examination，MMSE）［8］評估患者認知障礙情況，以定向力、記憶力、注意力、計算力、回憶能力及語言能力為主要內容，總分30 分，得分越高表示患者認知障礙程度越輕；依據MMSE 評估結果，將評分＞27 分的PD 患者納入發生組，評分＜27 分的患者納入未發生組。（3）基線資料收集方法：采用我院自制基線資料調查量表調查2 組患者的一般資料，Cronbach’s α 系數為0.86，重測效度為0.88，包括年齡（≥75 歲、＜75 歲）、性別（男、女）、病程、吸煙史（吸煙指數≥400，吸煙指數=每天吸煙支數×吸煙年數）、合并高血壓［收縮壓≥140 mmHg 和（或）舒張壓≥90 mmHg］、臨床分型（震顫型、強直型、混合型）、帕金森病家族史（有、無）。（4）實驗室指標檢測方法：分別于2 組患者接受治療當天早晨，空腹狀態下抽取5 mL 外周肘靜脈血，使用TD5A 自動脫蓋離心機（長沙英泰儀器有限公司）取血清。①腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細胞介素-6（IL-6）：以3 000 r/min 的速度離心15 min 后取血清，使用酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測；②α-syn：以1 400 r/min 的速度離心15 min 后取血清，經ELISA檢測；③IGF-1：以4 000 r/min 的速度離心10 min 后取血清，經ELISA 檢測。試劑盒均由合肥萊爾生物科技有限公司提供。

1.4 統計學方法采用SPSS 24.0 軟件進行數據處理，計量資料均經Shapiro-Wilk 正態性檢驗，符合正態分布的資料以均數±標準差（±s）表示，組間用獨立樣本t檢驗；計數資料用率（%）表示，采用χ2檢驗，PD患者血清α-syn 水平與IGF-1 水平間的相關性采用雙變量Pearson直線相關性分析，PD患者發生認知功能障礙的相關影響因素采用Logistic 回歸分析；繪制受試者工作曲線（ROC），檢驗主要指標預測PD患者發生認知功能障礙的價值，以曲線下面積（AUC）評價，AUC≤0.50：無預測價值；0.50＜AUC＜0.70：預測價值較低；0.70＜AUC＜0.90：預測價值中等；AUC＞0.90：預測價值較高。以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 認知功能障礙發生情況58 例PD 患者經左旋多巴制劑治療5個月后，發生認知功能障礙20例，發生率34.48%（20/58）。

2.2 發生組與未發生組基線資料、實驗室指標比較2組年齡、性別、病程、吸煙史、合并高血壓、臨床分型、帕金森病家族史對比，差異無統計學意義（P＞0.05）；發生組血清TNF-α、IL-6、α-syn 水平均高于未發生組，且IGF-1水平低于未發生組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表1。

表1 發生組與未發生組基線資料、實驗室指標比較Table 1 Comparison of baseline data and laboratory indexes between the occurrence group and the non occurrence group

2.3 PD 患者血清α-syn水平與IGF-1 水平的相關性分析采用雙變量Pearson 直線相關性分析，結果顯示PD患者血清α-syn水平與IGF-1水平之間呈負相關（r= 0.554，P＜0.001）。見圖1。

圖1 PD患者血清α-syn水平與IGF-1水平的相關性散點圖Figure 1 Scatter plot of correlation between serum α-syn level and IGF-1 level in patients with PD

2.4 各指標影響PD 患者發生認知功能障礙的二元Logistic回歸分析將PD患者血清TNF-α、IL-6、αsyn、IGF-1水平分別作為協變量，認知功能障礙發生情況為因變量（1=發生，0=未發生），二元回歸分析顯示，血清TNF-α、IL-6、α-syn、IGF-1 水平可能是PD患者發生認知功能障礙的影響因素（OR＞1，P＜0.05）。見表2。

表2 各指標影響PD患者發生認知功能障礙的二元Logistic回歸分析Table 2 Results of binary Logistic regression analysis on the influence of each index on cognitive dysfunction in PD patients

2.5 各指標影響PD 患者發生認知功能障礙的多元Logistic回歸分析將2.2中全部基線資料納入作為協變量，認知功能障礙發生情況作為因變量（1=發生，0=未發生），建立多元回歸模型，在校正年齡、性別、病程、吸煙史、合并高血壓、臨床分型、帕金森病家族史等帶來的影響后，結果顯示血清TNF-α、IL-6、α-syn水平過表達及IGF-1低表達均是PD患者發生認知功能障礙的影響因素（OR＞1，P＜0.05）。見表3。

表3 各指標影響PD患者發生認知功能障礙的多元Logistic回歸分析Table 3 Results of multiple Logistic regression analysis on the influence of each index on cognitive dysfunction in PD patients

2.6 血清α-syn 水平預測PD 患者發生認知功能障礙風險的效能分析將PD 患者血清α-syn 水平作為檢驗變量，認知功能障礙發生情況作為狀態變量（1=發生，0=未發生），繪制ROC 曲線（圖2），結果顯示血清α-syn 水平預測PD 患者發生認知功能障礙的AUC 為0.831（0.687～0.975）＞0.80，預測價值較理想。依據ROC曲線得出血清α-syn的cut-off值為7.940 ng/mL，在該cut-off 值水平下，敏感度、特異度及約登指數分別為0.950、0.947、0.897。

圖2 血清α-syn 水平預測PD 患者發生認知功能障礙風險的ROC曲線Figure 2 ROC curve of serum α-syn level predicting the risk of cognitive impairment in PD patients

2.7 血清IGF-1水平預測PD患者發生認知功能障礙風險的效能分析將PD 患者血清IGF-1 水平作為檢驗變量，認知功能障礙發生情況作為狀態變量（1=發生，0=未發生），繪制ROC 曲線（圖3），結果顯示血清IGF-1 預測PD 患者發生認知功能障礙的AUC 為0.838（0.715～0.961）＞0.80，預測價值較理想。依據ROC 曲線得出血清α-syn 的cut-off 值為142.500 ng/mL，在該cut-off 值水平下，敏感度、特異度及約登指數分別為0.974、0.550、0.524。

圖3 血清IGF-1 水平預測PD 患者發生認知功能障礙風險的ROC曲線Figure 3 ROC curve of serum IGF-1 level predicting the risk of cognitive impairment in PD patients

3 討論

認知功能障礙是PD 患者常見神經心理障礙性疾病，研究指出PD所致的認知功能損害可降低患者社會適應性，不利于預后，且具有發生率高的特點，對患者的認知能力、情緒控制及行為能力控制均有嚴重干擾［9-10］。因此，早期有效預測PD 患者的認知功能障礙風險，對擬定合理干預方案、改善患者預后尤為重要。

IKEDA 等［11］報道，PD 患者經左旋多巴制劑治療后，認知功能障礙發生率約35%，本研究中患者認知功能障礙發生率為34.48%，與上述研究接近，表明PD 患者認知功能障礙發生風險高，故分析PD 患者發生認知功能障礙影響因素及可能的風險預測因子對指導治療、改善預后意義重大。認知功能障礙的發生、發展與免疫功能異常有關，而TNF-α、IL-6 是常見的免疫功能及神經功能調節因子，可反映機體免疫功能及神經功能狀態，已被研究證實參與了認知功能障礙的發生及發展［12-13］。分析其原因為TNFα與兒茶酚胺可相互作用，TNF-α水平升高可打破機體神經遞質間的平衡，從而導致腦神經發生急慢性退變，進一步加重認知功能受損程度［14］。IL-6 具有多種生理功能，能夠誘導B細胞分化，進而釋放免疫球蛋白，參與免疫反應，從而影響認知功能，不利于預后［15］。但需要注意的是，TNF-α、IL-6可能受患者其他基礎性疾病或所用藥物影響，對檢測結果產生干擾，影響研究的可靠性，單獨依靠上述因子評估認知功能障礙局限性較大。

α-syn 的功能具有多樣性，其與突觸結構的維持、神經的可塑性、細胞黏附、磷酸化、細胞分化以及多巴胺的攝取調控等均密切相關［16］。IGF-1 是一種對神經生長具有調節作用的活性物質，能夠顯著刺激軸突生長，使神經元分化增殖、凋亡及神經信號發生傳導［17-18］。另有研究證實，血清IGF-1水平與腦出血患者認知功能下降程度呈正相關［19］，故推測αsyn、IGF-1的異常表達參與了PD患者認知功能障礙的發生及發展。本研究經對比發生組與未發生組的血清α-syn、IGF-1 水平并進行回歸分析顯示，血清α-syn 水平過表達、IGF-1 低表達是PD 患者發生認知功能障礙的影響因素，初步提示血清α-syn、IGF-1表達與PD患者認知功能障礙的發生密切相關，其原因為正常情況下α-syn通常是舒展的可溶性結構，但體內α-syn 呈過表達狀態時，導致α-syn 異常沉積，進而使神經元發生變性、壞死，引發腦組織形態改變，繼而影響認知功能；此外，α-syn不僅與腦和腦膜小動脈、動脈壁中神經炎斑及血管沉積物具有協同作用，且能夠使上述物質相互積聚，進而發生沉積及纖維化，進一步加重神經元的損傷，影響認知功能，導致認知功能障礙［20-21］。IGF-1 可加速腦內β 淀粉樣蛋白的清除速度，阻止神經細胞發生凋亡，從而達到改善認知功能的目的［22］。同時，IGF-1具有一定抗炎能力，可顯著穩定血管內皮細胞，降低體內活性氧含量，進而使血管再生，達到保護微循環的功效［23］。另外，IGF-1在與胰島素樣生長因子1受體（IGF-1R）結合后可誘導細胞內相關信號傳導，阻止因缺血、缺氧導致的神經細胞凋亡，且二者結合后還能夠修復神經細胞、軸突生長等神經系統發育功能［24-25］。但IGF-1 水平降低時，可顯著削弱機體的抗炎能力，加速神經細胞的凋亡，進一步加重PD患者認知功能損害，繼而增加認知功能障礙發生風險［26］。

為了更進一步明確血清α-syn、IGF-1表達與PD患者發生認知功能障礙的關系，繪制ROC曲線發現，血清α-syn、IGF-1 水平預測PD 患者發生認知功能障礙的AUC均＞0.80，在血清α-syn、IGF-1的cut-off值分別為7.940 ng/mL、142.500 ng/mL 時，預測價值較理想。上述結果均證實，血清α-syn、IGF-1 表達與PD 患者發生認知功能障礙有關，可作為PD 患者發生認知功能障礙風險的預測指標。此外，本研究顯示，PD 患者血清α-syn 水平與IGF-1 水平呈負相關，提示PD 患者血清α-syn 水平與IGF-1 水平可相互影響，可能二者相互影響、相互作用，共同參與了PD患者認知功能障礙的發生，但二者相互作用參與認知功能障礙病理過程的具體機制仍尚未明確，且相關研究較少，仍需未來進一步展開大樣本、長時間的研究加以驗證。

PD 患者治療后發生認知功能障礙風險較高，可能與α-syn 水平過表達、IGF-1 低表達有關，臨床可考慮通過檢測患者血清α-syn、IGF-1 表達預測PD患者認知功能障礙風險，以指導早期干預，促進良性預后。