帕金森病患者血清miR-1976、GDF-15水平變化及與姿勢步態異常型的關系

歐詒丹, 鐘純正, 高元杰, 郭春宣

帕金森病(Parkinson disease,PD)是常見進行性慢性神經系統變性病,多發于老年人,患病率僅低于阿爾茨海默病[1]。按照運動障礙可將PD分為震顫型、姿勢步態異常型,兩種亞型首發癥狀、病情程度、左旋多巴治療反應、智能障礙和異動癥發生率及預后方面存在顯著差異,后者較前者常伴有嚴重認知缺陷[2,3]。因此及早明確PD異質性,準確評價其病情程度極為關鍵。生長分化因子15(GDF-15)在外周神經與中樞神經系統分布廣泛,受損傷、炎癥、應激等刺激時,其表達升高,起到抗炎作用,已有研究證實其能參與神經系統變性病、腦血管疾病等多種神經性疾病發生、進展過程[4,5]。另退行性神經系統疾病發生發展中,已確認miRNA起到關鍵作用,如重度脊髓性肌萎縮存在表達失衡的miRNA簇(miR-100-5p、miR-335-5p),而miR-16過表達靶向淀粉樣蛋白前體蛋白基因參與阿爾茲海默病相關病理機制[6]。但臨床實驗中,檢索PD與GDF-15、miRNA間關系的研究目前仍鮮有報道,本研究嘗試探討PD患者血清miR-1976、GDF-15水平變化及與其姿勢步態異常型的關系,旨在為臨床更有效防治PD提供參考依據,報道如下。

1 資料和方法

1.1 臨床資料 選擇2020年3月-2022年10月我院PD患者76例(研究組),其中女48例,男28例,病程6個月～7年,平均(3.62±1.25)年,年齡60～78歲,平均(68.75±4.27)歲,根據帕金森病評定量表第三部分[7](UPDRS-Ⅲ)進行分型:40例震顫型,36例姿勢步態異常型。納入標準:符合《早發型帕金森病的診斷與治療中國專家共識》[8]中PD診斷標準;年齡60～80歲;簡易智力狀況檢查量表(MMSE)評估認知能力正常,能理解并完成相關量表評估;所有患者均停藥2周或未經治療;患者或家屬知情研究,簽署同意書。排除標準:精神障礙、譫妄、失語等損害認知功能的疾病;藥物、腦外傷等所致繼發性PD;合并多系統萎縮、皮質基底節變性、進行性核上性麻痹、帕金森綜合征、肝豆狀核變性及其他神經退行性疾病。另取本院53例健康體檢者(對照組),無腦血管病、阿爾茨海默病、PD等神經系統病史,其中女32例,男21例,年齡60～80歲,平均(69.48±4.64)歲。兩組性別、年齡比較,差異無統計學意義(P>0.05)。

1.2 方 法

1.2.1 血清GDF-15檢測 入院次日清晨采集2 ml空腹靜脈血,2 500 r/min離心15 min,分離血清,酶聯免疫吸附法檢測GDF-15水平。

1.2.2 血清miR-1976檢測 提取血清總RNA,逆轉錄合成cDNA,采用美國ABI公司7300定量PCR儀進行靶基因擴散,反應體系包括10 μl SYBR Green染料、1 μl dNTPs、5 μl待測樣品cDNA、2 μl Taq聚合酶、1 μl上下游引物,總反應體系20 μl,反應條件:95 ℃變性5 s,預變形10 min,70 ℃延伸30 s,55 ℃退火30 s,40個循環。并根據2-△△CT=2-(CT.miRNA-CT.U6)Time x+(CT.miRNA-CT.U6)Time 0公式計算血清miR-1976相對表達強度。

1.3 病情程度評價 根據采用H-Y分期[9]評價PD病情程度,H-Y分期Ⅰ-Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ-Ⅴ期分別對應輕度、中度、重度。

1.4 觀察指標 (1)比較兩組血清miR-1976、GDF-15水平;(2)PD患者病情程度與血清miR-1976、GDF-15水平的相關性;(3)比較不同運動亞型患者臨床特征資料及血清miR-1976、GDF-15水平;(4)Logistic回歸分析血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的影響;(5)血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的預測價值。

2 結 果

2.1 兩組血清miR-1976、GDF-15水平 研究組血清miR-1976、GDF-15水平高于對照組,另隨病情程度增加,PD患者血清miR-1976、GDF-15水平逐漸升高(P<0.05)(見表1)。

表1 兩組血清miR-1976、GDF-15水平比較

2.2 PD患者病情程度與血清miR-1976、GDF-15水平的相關性 Spearman相關性分析,血清miR-1976、GDF-15水平與PD患者病情程度呈正相關(r值分別為0.786、0.931,P<0.05)(見圖1、2)。

圖1 miR-1976與病情程度呈正相關

圖2 GDF-15與病情程度呈正相關

2.3 不同運動亞型患者臨床特征資料 姿勢步態異常型PD患者性別、年齡、病程、受教育程度、有家族史比例及左旋多巴等效劑量與震顫型PD患者比較,差異無統計學意義(P>0.05),但姿勢步態異常型PD患者H-Y分級、UPDRS-Ⅲ評分及血清miR-1976、GDF-15水平高于震顫型PD患者,MMSE評分低于震顫型PD患者(P<0.05)(見表2)。

表2 不同運動亞型患者臨床特征資料比較

2.4 血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的影響 以姿勢步態異常型PD(是=1,否=0)為因變量,血清miR-1976、GDF-15表達為因變量(以均值為界,≤界值=1,>界值=2),納入Logistic回歸方程,結果表明,校正H-Y分級、UPDRS-Ⅲ評分、MMSE評分后,miR-1976、GDF-15高表達是姿勢步態異常型PD的獨立危險因素(P<0.05)(見表3)。

表3 血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的影響

2.5 血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的預測價值 以姿勢步態異常型PD患者血清miR-1976、GDF-15水平為陽性樣本,震顫型PD患者血清miR-1976、GDF-15水平為陰性樣本,繪制各指標預測姿勢步態異常型的ROC曲線,結果顯示,miR-1976、GDF-15預測姿勢步態異常型PD的AUC分別為0.882、0.768;應用SPSS軟件的聯合應用ROC理論模式,構建各指標聯合診斷的ROC模型,結果顯示,聯合預測AUC最大,為0.907(見圖3、表4)。

圖3 血清miR-1976、GDF-15水平預測姿勢步態異常型PD的ROC曲線

表4 血清miR-1976、GDF-15水平對姿勢步態異常型PD的預測價值

3 討 論

目前臨床主要根據臨床表現診斷PD,即便是嚴格根據中國帕金森病診斷標準[10],仍存在較高誤診率。故尋求有效、簡單的生化標志物幫助診斷PD一直是臨床重點研究課題。

GDF-15為應激反應性因子之一,氧化應激、損傷、炎癥發生時,經P53轉錄因子途徑能刺激GDF-15表達,起到抗凋亡、抗炎效應[11]。Yatsuga等[12]研究發現,GDF-15能保護黑質紋狀體多巴胺能神經元。唐蘊怡等[13]提出,PD主要是由膜離子通道受阻引起。另動物實驗表明,GDF-15對大鼠小腦顆粒神經元膜離子通道表達具有調節作用,中樞神經系統中GDF-15扮演重要角色[14],正好印證以上結果。但神經系統中GDF-15的具體作用機制仍需進一步研究。本研究結果顯示,研究組血清GDF-15水平較對照組高,且其水平與PD病情程度呈正相關。提示GDF-15能作為PD血液標志物之一,反映病情進展程度。推測原因可能為,GDF-15主要表達于巨噬細胞,人體受氧化應激、炎癥、損傷時,能促進GDF-15表達;另PD發生時外周血及腦脊液中存在多種炎癥因子表達,如IL-2、TNF-α、IL-1β等,而以上炎癥因子均能誘導GDF-15表達,升高GDF-15水平[15]。因此,GDF-15可作為評價PD的敏感標志物之一,反映病情進展。

miRNA是一種內源性單鏈RNA,長度約18～25個核苷酸,能調控基因表達,參與細胞分化、增殖、代謝、凋亡等一系列生理過程[16]。已有研究表明,miR-1976在血液循環中以結合高密度脂蛋白或外切體形式存在于胞漿,其可能與多巴胺能神經元凋亡有關[17]。本研究中研究組血清miR-1976表達高于對照組,且隨PD病情進展,其表達逐漸升高。提示miR-1976可能作為一種潛在的PD生物標志物。其機制可能為PINK1信號通路可與miR-1976相互作用,促進多巴胺能神經元凋亡,影響PD發展過程。PINK1是重要腫瘤表達譜基因,沉默PINK1能降低MEF2活性,促進腫瘤凋亡[18]。另有研究表明,突變引起PINK1功能失常,可導致線粒體功能障礙,誘導多巴胺能神經元凋亡,促進PD發生、進展[19]。由此推測miR-1976可能作用于PINK1信號通路,促進多巴胺能神經元凋亡,從而在PD發生發展中起到關鍵作用。

臨床異質性是主要PD特征之一,各亞型患者預后具有明顯差異,與震顫型相比,姿勢步態異常型病情進展速度快,且常伴隨認知損害、自主神經功能受損、睡眠障礙、疼痛等非運動癥狀,致殘率較高,預后差,需積極治療[20]。然而目前對不同亞型PD的產生機制仍未明確,已有報道表明,姿勢步態異常型PD患者黑質、紅核多巴胺能神經元脫失更為明顯[21]。本研究進一步Logistic回歸分析發現,miR-1976高表達是姿勢步態異常型PD的獨立危險因素。提示miR-1976高表達可經PINK1途徑,導致更多黑質、紅核多巴胺能神經元凋亡,從而引起姿勢步態異常型PD。另多項研究表明,姿勢步態異常型PD患者存在更嚴重抗氧化酶損害,氧自由基清除能力明顯下降,神經元氧化應激損傷更重,從而造成預后不良[22]。GDF-15作為一種應激反應蛋白,能誘導脂肪細胞分泌大量GDF-15,保護血管;同時隨前炎癥細胞因子、活性氧類因子增加,可引起氧化應激反應,進一步促進GDF-15表達[23,24]。由此推測血清GDF-15水平可能通過影響氧化應激反應從而影響PD異質性。另ROC顯示,miR-1976、GDF-15聯合預測姿勢步態異常型PD的AUC值為0.907,對應敏感度、特異度為92.50%、77.78%。進一步表明miR-1976聯合GDF-15對姿勢步態異常型PD具有較高預測價值,利于臨床及早防治。

PD患者血清miR-1976、GDF-15表達升高,且其水平變化與PD病情程度與臨床異質性類型有關,聯合檢測對姿勢步態異常型PD具有較高預測價值,可為臨床早期更積極治療提供一定參考依據。