孤獨癥譜系障礙兒童的血清谷氨酸水平研究

安英萍，張婕

（1.西安醫學院，陜西 西安 710021；2.西安市兒童醫院兒童保健中心，陜西 西安 710002）

0 引言

孤獨癥譜系障礙(autism spectrum disorder, ASD)是一類發病于兒童早期的神經發育障礙性疾病，表現為興趣狹窄、缺乏社交技能以及重復刻板行為[1]。近年來，ASD的發病率逐年增高，2016年美國11個洲監測到的8歲兒童患病率為1/54[2]，2014年-2016年Zhou等在我國調查發現6-12歲兒童ASD的患病率為0.7%[3]，2017年-2018年曹春紅等對西安市城區的調查顯示3-6歲兒童現患率為7.3‰[4]。

目前對ASD病因學探索涉及基因、環境因素、遺傳學以及免疫學等多方面[5-6]。

近年來，谷氨酸功能失調學說被認為與ASD發病有關。在成熟的大腦中，信息處理過程主要依賴于興奮與抑制信號的整合，這一過程主要依賴于興奮性神經遞質-谷氨酸（glutamate,Glu）與抑制性神經遞質-γ-氨基丁酸（gammaaminobutyric,GABA）[7]。研究發現，谷氨酸作為大腦內主要興奮性神經遞質，在中樞神經系統中起到重要作用，尤其在神經活動、感覺、認知功能等方面[8]。關于ASD兒童谷氨酸的研究，涉及到血液、尿液、糞便、腦脊液、磁共振波譜以及動物模型等方面。Aldred等[9]研究表明，與正常對照組相比ASD患者血漿中谷氨酸的濃度顯著增高。Cochran[10]等通過氫質子磁共振波譜發現，與正常對照組相比青少年ASD患者腦內谷氨酸峰濃度明顯增高。Wei等[11]研究發現，與普通的老年小鼠相比，老年ASD樣小鼠大腦皮質中谷氨酸的釋放水平反而降低。

這些關于谷氨酸與ASD之間的關系有明顯的爭議，因此需要更進一步探索。另外，目前關于谷氨酸與ASD兒童臨床癥狀相關性研究國內較少，是否存在地區、人種差別等尚不得知。本研究是對ASD兒童與神經發育行為正常兒童的血清谷氨酸水平進行檢測，探討其與ASD兒童臨床癥狀的相關性，為ASD兒童的病因提供進一步臨床研究支持。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2021年5月至2021年11月在西安市兒童醫院兒童保健中心就診的40名2-6歲ASD兒童和40名同年齡組神經發育行為正常的兒童為研究對象。

ASD組納入標準：（1）符合美國《精神障礙診斷與統計手冊》第5版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5，DSM-5）孤獨癥診斷標準[12]；（2）入組前2周未服用任何中樞神經系統藥物 (包括中樞興奮劑、抗精神病藥、抗抑郁藥及苯二氮卓類藥物等 ), 未進行特殊飲食療法；（3）入組前未經過相關康復訓練；（4）參與研究的ASD患兒均經過2位高級職稱醫師進行評估；（5）兒童孤獨癥評定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]得分＞30分，孤獨癥行為量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]得分＞67分。排除標準：（1）伴有其他腦器質性疾病；（2）患有嚴重的心、肝、腎等軀體疾病；（3）單純語言發育障礙及其他廣泛性發育障礙；（4）伴有遺傳代謝疾病。

對照組排除標準：（1）有ASD直系親屬；（2）有神經發育障礙疾病；（3）遺傳代謝性疾病、急慢性感染性疾病等。

1.2 樣本量估算

按兩獨立樣本均數比較的研究設計計算樣本量。谷氨酸的均值和標準差參考既往文獻[15]里的相應數值及實驗人數，取α=0.05，1-β=0.9，估算每組所需樣本量為40例。

1.3 血清谷氨酸水平測定

（1）標本采集：晨起8點，研究對象于手指尖用75%的乙醇棉簽消毒后，采用觸壓式采血器穿刺，深度不超過2.0mm，用無菌棉球棄去第一滴血，連續采集4個血滴于S&S903濾紙，每個血斑的直徑不小于8mm，室溫下自然干燥2-3小時后，血斑顏色從鮮紅色變成褐色即可遞送至實驗室。

（2）檢測方法：應用AB SCTEX API3200型液相色譜串聯質譜儀進行檢測。

1.4 量表

1.4.1 孤獨癥評定量表

兒童孤獨癥評定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]，根據家長、病史記錄提供的信息以及現場行為觀察等進行評價。該量表包含15個條目，每個條目的評分采用1-4分的等級評分：1分正常，2分輕度異常，3分中度異常，4分重度異常。將15個條目得分累加形成量表總分，總分＜30分表示非孤獨癥；30-35分，并且＞3分的項目＜5項，評定為輕中度孤獨癥；總分≥36分，并且至少有5項評分＞3分，評定為重度孤獨癥。

1.4.2 孤獨癥行為量表

孤獨癥行為量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]，由父母或共同生活兩周以上的人填寫，該量表包含57個條目，每個條目根據診斷價值的高低給予1-4分的得分。各條目得分累加形成量表總分。篩查劃界分為57分，診斷劃界分為67分。

1.5 質量控制

（1）血樣采集過程中記錄好患者姓名、年齡、性別、門診號等，若出現血樣不合格情況，應重新進行采血，以保證數據的準確性。（2）數據經審核后采用EpiData雙錄入建立數據庫，并進行數據邏輯審核。

1.6 統計學分析

采用 SPSS 25.0 軟件進行統計學分析。符合正態分布或近似正態分布的計量資料以均數± 標準差（）表示，不符合正態分布的計量資料采用中位數（四分位數間距）[M（P25，P75）]表示。符合正態分布且方差齊的兩組間數據比較采用兩樣本t檢驗，不符合正態分布的計量資料采用Mann-Whitney U 檢驗。計數資料以例數和百分率[n（%）]表示，組間計數資料的比較采用χ2檢驗。采用偏相關分析法（控制年齡和性別兩個變量）評估血清谷氨酸水平與 ABC 和 CARS量表評分的關系。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本情況

ASD組和對照組均各40人，兩組在性別、年齡上比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 ASD組和對照組的基本情況

2.2 ASD組和對照組血清谷氨酸水平比較

ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于對照組（P＜0.05），見表2。

表2 ASD組和對照組血清谷氨酸水平比較

2.3 不同程度ASD兒童血清谷氨酸水平比較

重度組ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于輕-中度組（P＜0.05），見表3。

表3 輕-中度和重度ASD兒童血清谷氨酸水平比較

2.4 血清谷氨酸水平與CARS和ABC量表的相關性

控制性別和年齡因素后，進行偏相關分析，血清谷氨酸水平與CARS得分呈正相關（r=0.339，P＜0.05），與ABC得分無明顯相關性，見表4。

表4 ASD兒童血清谷氨酸水平與CARS和ABC量表的相關性

3 討論

由于ASD病因的復雜性，發病機制仍然尚不清楚，谷氨酸作為大腦內最主要的興奮性神經遞質，在興奮與抑制平衡中，發揮重要作用，大腦興奮與抑制信號失衡，會造成人體功能與生長發育的紊亂，從而可能導致ASD的發生，提示我們谷氨酸可能在ASD病因中起到一定作用。為了保持突觸傳遞的正常運轉，星形膠質細胞和Glu神經元以及GABA神經元之間的谷氨酸-谷氨酰胺代謝偶聯起到重要作用，通過防止過量的谷氨酸擴散到周邊神經元，來避免神經元的過度興奮，起到一定保護作用[16]。盡管谷氨酸不易穿過血腦屏障，但研究發現，血液與中樞神經系統中的谷氨酸含量密切相關，因此血液中的谷氨酸水平可以反映腦內谷氨酸水平[17]。本研究通過調查我國2-6歲ASD兒童的血清谷氨酸水平，同時采用CARS、ABC量表對ASD兒童臨床癥狀進行評估，探討ASD兒童血清谷氨酸水平與其臨床癥狀的相關性，為ASD病因及臨床干預治療提供進一步支持。

本研究發現，ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于對照組兒童。Abu等[18]的研究表明，與正常對照組相比，ASD患者血漿中谷氨酸的濃度顯著增高，而谷氨酰胺的濃度顯著降低，也即孤獨癥患者血漿中谷氨酸與谷氨酰胺的比值顯著高于正常對照組。Shimmura等[19]對高功能孤獨癥患者的研究也得出了相似的結果，并且，血漿中谷氨酸與谷氨酰胺的水平可以將高功能孤獨癥患者與正常對照區分開來，區分的正確率達到91%。在Zheng等[13]的關于ASD兒童血液谷氨酸水平Meta分析中，也得出相同的結論。

本研究還發現，重度ASD兒童血清谷氨酸水平高于輕-中度ASD兒童，表明高水平的谷氨酸會加重ASD的嚴重程度。Cai等[20]研究發現與精神發育正常的兒童或者與單純精神發育落后的兒童相比，ASD兒童血漿中谷氨酸的水平顯著增高，并且谷氨酸增加的水平與孤獨癥樣癥狀的嚴重程度呈正相關。Shinohe等[21]的也研究發現，血清中谷氨酸的濃度與孤獨癥診斷訪談量表中的社交互動異常得分呈顯著正相關的關系。

另外，本研究發現，控制性別和年齡因素后，進行偏相關分析，ASD兒童血清谷氨酸水平與CARS得分呈正相關。Nikvarz 等[22]對NMDA受體拮抗劑美金剛治療孤獨癥的療效觀察發現，采用ABC、CARS和臨床全球印象嚴重度量表（Clinical Global Impression-Severity，CGI-S）評定患者的行為癥狀，結果顯示患者ABC中4個分量表的得分以及CARS的10項得分和總分均降低。

本研究也存在一些不足，如患兒均來自單一地區，樣本均來自門診，病例數偏少，且未顧及到不同地區、不同人種的血清谷氨酸水平特點。本研究進一步證實了血清谷氨酸水平升高可能與ASD有關，但谷氨酸具體如何作用于ASD病程中仍需研究，另外需要擴大臨床其余谷氨酸相關樣本量，如尿、糞、腦脊液等，以探索不同體液下谷氨酸與ASD的關系。我們堅信，在不久的將來，隨著對孤獨癥病因的研究，有效科學的治療方法終會出現。