血清炎性細(xì)胞因子和人血管生成素受體酪氨酸激酶2水平與首發(fā)精神分裂癥患者臨床癥狀的相關(guān)性

王安珍,張?jiān)S來,嚴(yán)凡凡,孟小靖,程夏龍

精神分裂癥是一種常見的、病因不明的重型精神障礙,影響著約1%的世界人口[1]。精神分裂癥通常起病于青壯年人群,其癥狀特點(diǎn)是思維混亂、情感平淡、動(dòng)機(jī)缺乏和認(rèn)知障礙[2]。炎癥假說有助于解釋炎癥在精神分裂癥發(fā)病中的關(guān)鍵作用,應(yīng)激可能增加促炎細(xì)胞因子的表達(dá),從而導(dǎo)致精神分裂癥患者的臨床癥狀的加重[3]。

研究證據(jù)表明,白細(xì)胞介素(interleukin,IL)-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等血清炎性因子在精神分裂癥患者外周血中水平會(huì)發(fā)生變化[4]。人血管生成素受體酪氨酸激-2(tyrosine kinase with immunoglobulin and epidermal growth factor homology domains-2,Tie-2)在炎癥相關(guān)的病理性血管生成和炎癥過程中也起著關(guān)鍵作用[5]。該研究旨在研究首發(fā)精神分裂癥患者與健康人群血清炎性細(xì)胞因子和Tie-2水平的差異性,并探討血清炎性細(xì)胞因子和Tie-2水平與患者臨床癥狀之間的相關(guān)性,以期為首發(fā)精神分裂癥患者的臨床干預(yù)和治療預(yù)后提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 病例資料

1.1.1患者組 選取2019年1月—2022年6月在安徽省精神衛(wèi)生中心(合肥市第四人民醫(yī)院)住院部住院治療的首次發(fā)作精神分裂癥患者,共有符合納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)的86例首發(fā)精神分裂癥患者入組本研究。所有入組的患者均接受MINI 6.0.0[6]的篩選,以確認(rèn)首次精神狀態(tài)的臨床診斷。本研究在通過合肥市第四人民醫(yī)院倫理委員會(huì)審查及備案(編號:chiCTR1800019343)。

納入標(biāo)準(zhǔn):① 年齡18～65歲;② 由3名獨(dú)立的臨床經(jīng)驗(yàn)豐富的精神科主治醫(yī)師參與診斷評估,診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《精神障礙診斷和統(tǒng)計(jì)手冊》第五版(DSM-5)[7]中關(guān)于首發(fā)精神分裂癥的診斷標(biāo)準(zhǔn);③ 入院前1個(gè)月內(nèi)無急性傳染病或創(chuàng)傷性疾病,未使用皮質(zhì)固醇類藥物。

排除標(biāo)準(zhǔn):① 兩系三代近親屬有精神異常史;② 合并有其他精神障礙史,如雙相情感障礙和重度抑郁癥等;③ 患有嚴(yán)重顱腦或者軀體疾病的患者;④ 有精神活性物質(zhì)依賴史;⑤ 孕婦或哺乳期婦女。

1.1.2對照組 共82例健康志愿者,來自社會(huì)招募。均符合以下入組標(biāo)準(zhǔn):① 既往無精神疾病病史;② 身體狀況良好,無嚴(yán)重顱腦及軀體疾病病史;③ 近3個(gè)月內(nèi)沒有服用免疫抑制劑或抗炎藥;④ 本人對該研究知情同意,并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1社會(huì)人口學(xué)資料 患者的社會(huì)人口學(xué)數(shù)據(jù),如性別、年齡和體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI),從住院患者電子病歷系統(tǒng)中收集。由受過培訓(xùn)的醫(yī)療衛(wèi)生工作者進(jìn)行面對面訪談,收集受試人群的社會(huì)人口學(xué)信息,包括:年齡、性別、身高和體質(zhì)量等。

1.2.2臨床癥狀評定工具 陽性和陰性癥狀量表(positive and negative symptom scale,PANSS)廣泛用于測量成人精神分裂癥患者的臨床癥狀的嚴(yán)重程度。PANSS由30個(gè)項(xiàng)目組成,分為3個(gè)獨(dú)立的子量表,得分范圍為30～210分。陽性、陰性和一般精神病理學(xué)分量表呈正態(tài)分布,相互獨(dú)立,每個(gè)項(xiàng)目的得分根據(jù)臨床癥狀的嚴(yán)重程度逐漸增加,從1～7分不等。PANSS和子量表得分越高,表明臨床癥狀越嚴(yán)重[8]。簡明精神病評定量表(brief psychiatric rating scale,BPRS)是一個(gè)18個(gè)項(xiàng)目的評定量表,包括5個(gè)子量表:焦慮憂郁、思維障礙、缺乏活力、敵對猜疑、激活性。總分反映了疾病的嚴(yán)重程度,得分越高表示疾病的嚴(yán)重程度越高。因子得分反映了疾病的臨床特征。總分表示臨床癥狀的總體水平,通常用于評估精神分裂癥患者的心理病理變化[9]。入組患者的癥狀評定均由精神科主治醫(yī)師完成,共3名主治醫(yī)師,3名主治醫(yī)師均通過PANSS量表與BPRS量表的一致性培訓(xùn)和一致性評估測試,被試隨機(jī)匹配測試,屬于雙盲測評,控制偏倚。

1.2.3血清炎性細(xì)胞因子的測定方法 在患者入院后和健康人群隔夜禁食后的第2天上午7:00—8:00采集靜脈血樣。由值班護(hù)士采集靜脈血樣(約5 ml)。每個(gè)樣本在室溫下儲(chǔ)存30 min,送往實(shí)驗(yàn)室,并在3 000 r/min下離心5 min。分析前,將血清樣本儲(chǔ)存并冷凍在-80 ℃,通過冷鏈物流方式將血液標(biāo)本寄至第三方檢測實(shí)驗(yàn)室(上海優(yōu)寧維有限公司),使用超敏感電化學(xué)發(fā)光檢測技術(shù)(Meso scale discovery,MSD)測量炎癥生物標(biāo)記物(IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α和Tie-2)的多重水平。

1.2.4超敏感電化學(xué)發(fā)光檢測技術(shù)(MSD)方法的優(yōu)勢 MSD靈敏度可達(dá)0.05 pg/ml,有效線性范圍可達(dá)6 log,而傳統(tǒng)ELISA方法的常規(guī)線性范圍只能達(dá)到10～1 000 pg/ml。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)應(yīng)考慮兼顧考慮患者組和對照組的樣本,而待測蛋白在樣品中的濃度分布一般在十分之幾到幾千pg之間。ELISA試劑盒的線性范圍不能同時(shí)考慮檢測高和低蛋白豐度,需要進(jìn)行大量的預(yù)實(shí)驗(yàn)來探索稀釋度,這既耗時(shí)又費(fèi)力。MSD提供了從亞皮克到數(shù)萬皮克濃度的廣泛線性范圍,有效地將所有樣品置于最佳線性范圍內(nèi),并實(shí)現(xiàn)精確測定[10]。對于某些疾病樣本中待檢測蛋白質(zhì)濃度下調(diào)的當(dāng)前研究項(xiàng)目,MSD檢測方法可以同時(shí)檢測高分子量和低分子量形式。因此,具有較高的臨床應(yīng)用價(jià)值[11]。

2 結(jié)果

2.1 患者組與對照組的社會(huì)人口統(tǒng)計(jì)學(xué)信息和臨床特征本研究共納入168例參與者,包括86例首發(fā)精神分裂癥患者(40例男性和46例女性)和82例健康人群(34例男性和48例女性)。在性別、年齡和體質(zhì)量指數(shù)方面,各組之間沒有發(fā)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)學(xué)上的顯著差異。所有患者都接受了嚴(yán)格的PANSS和BPRS評估。見表1。

表1 兩組間人口學(xué)及臨床資料比較

2.2 患者組與對照組的血清炎性細(xì)胞因子水平MSD方法用于測量患者組和對照組的血清炎性細(xì)胞因子水平。如表2所示,患者組的血清IL-1β和IL-4水平高于對照組(P<0.05),而患者組的Tie-2水平低于對照組(P<0.05)。此外,兩組間IL-6、IL-10或TNF-α水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。這些結(jié)果表明,首發(fā)精神分裂癥患者與健康人群相比,首發(fā)精神分裂癥患者的部分血清炎性細(xì)胞因子水平可能更高。見表2。

表2 兩組基線血清炎性細(xì)胞因子水平差異分析[pg/ml,M(P25,P75)]

2.3 患者組IL-1β、IL-4及Tie-2與臨床癥狀的相關(guān)性分析如表2所示,患者組的IL-1β水平與BPRS總分、敵對猜疑因子分和PANSS陽性分呈正相關(guān)(P<0.05)。這表明,隨著IL-1β濃度的增加,患者組的臨床癥狀可能出現(xiàn)加重。見表3。

表3 患者組IL-1β、IL-4及Tie-2與臨床癥狀的相關(guān)性分析

2.4 患者組臨床癥狀嚴(yán)重程度預(yù)測影響因子的逐步回歸分析和ROC曲線分析逐步回歸分析模型(表4)表明,患者組PANSS陽性分和BPRS總分對IL-1β水平均有正性影響(P<0.05)。患者組PANSS陰性量表因子分、一般精神病理量表因子分、PANSS總分對Tie-2水平也均有正性影響(P<0.05)。用ROC曲線進(jìn)一步評估IL-1β和Tie-2水平在首發(fā)精神分裂癥患者臨床癥狀嚴(yán)重程度預(yù)測方面的有效性和靈敏性,IL-1β可以在1.181 pg/L的臨界水平上有效預(yù)測首發(fā)精神分裂癥患者臨床癥狀的嚴(yán)重程度,其特異性為0.850,敏感性為0.972(圖1A)。Tie-2可以在2 127.076 pg/L的臨界水平上有效預(yù)測首發(fā)精神分裂癥患者臨床癥狀的嚴(yán)重程度,其特異性為0.675,敏感性為0.639(圖1B)。IL-1β和Tie-2的AUC分別為0.836 1和0.646 2。這些結(jié)果表明,IL-1β和Tie-2可能是預(yù)測首發(fā)精神分裂癥患者臨床癥狀嚴(yán)重程度的重要影響因子。見表4和圖1A、B。

圖1 患者組與對照組IL-1β(圖1A)和Tie-2(圖1B)的ROC曲線分析

表4 患者組臨床癥狀嚴(yán)重程度預(yù)測影響因子的逐步回歸分析

3 討論

本研究結(jié)果顯示,IL-1β和IL-4水平在首發(fā)精神病患者中顯著升高。這一結(jié)果與之前的研究[12]一致,但與其他研究[13]不一致。患者組和對照組之間IL-6、IL-10和TNF-α水平的統(tǒng)計(jì)顯著差異,類似于一些已發(fā)表的研究結(jié)果[13-14]。這些研究結(jié)果不一致可能與入組標(biāo)準(zhǔn)、藥物干預(yù)等因素有關(guān)。

本研究顯示BPRS總分、敵對猜疑因子分、PANSS陽性分與IL-1β水平呈正相關(guān);這些發(fā)現(xiàn)與之前的研究結(jié)果一致[15]。進(jìn)一步的逐步線性回歸分析也表明,患者組PANSS陽性分和BPRS總分對IL-1β水平均有正性影響。然而,仍然需要縱向研究來評估這一假設(shè)。研究[16]表明,精神分裂癥的陽性癥狀主要與中邊緣系統(tǒng)多巴胺能神經(jīng)元的過度激活有關(guān)。促炎細(xì)胞因子對精神分裂癥的神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)、神經(jīng)發(fā)生和神經(jīng)發(fā)育有重要影響。結(jié)合這些發(fā)現(xiàn)及本研究表明,IL-1β可能參與導(dǎo)致首次發(fā)作精神分裂癥的病理生理變化,并且IL-1β的基線水平可作為評估首次發(fā)作精神分裂癥患者陽性癥狀治療效果的生物標(biāo)志物。

逐步線性回歸模型分析也表明,患者組PANSS陰性量表因子分、一般精神病理量表因子分、PANSS總分對Tie-2水平也均有正性影響。Tie-2是血管生成素-1和-2(Ang1和Ang2)的同源受體,是一種跨膜酪氨酸激酶受體,主要在血管內(nèi)皮細(xì)胞中表達(dá),并控制血管生成和血管重塑[17]。除了血管功能外,Tie-2,尤其是Tie-2/Ang信號軸,在炎癥過程中也起著重要作用。本研究結(jié)果顯示,與健康對照組相比,首次發(fā)作精神分裂癥患者的Tie-2表達(dá)降低。Tie-2在體內(nèi)的表達(dá)取決于流量。炎癥過程中發(fā)生的血管擴(kuò)張與內(nèi)皮切應(yīng)力的降低有關(guān),從而降低了Tie-2的表達(dá);然而,炎癥的調(diào)節(jié)機(jī)制仍有待研究。以上研究表明精神分裂癥與慢性低程度炎癥相關(guān)。

該研究有以下局限性:首先,本研究的橫斷面設(shè)計(jì)限制了關(guān)于炎性細(xì)胞因子和Tie-2在首發(fā)精神分裂癥中作用的因果推斷;需要進(jìn)行前瞻性縱向研究,以獲得關(guān)于疾病風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測因子的更準(zhǔn)確的因果信息。其次,臨床研究樣本量相對較小,沒有評估抗精神病藥物的療效;因此,需要對抗精神病藥物劑量進(jìn)行進(jìn)一步的定量研究,以便從第一次發(fā)作的精神分裂癥患者中獲得更多的結(jié)果。未來的研究應(yīng)旨在將這些發(fā)現(xiàn)復(fù)制到首發(fā)和藥物依賴性精神病患者的樣本中。最后,該研究沒有評估年齡、飲食、心理壓力和生活方式等可能影響免疫系統(tǒng)和炎癥反應(yīng)的混雜因素。

綜上所述,該研究表明,首次發(fā)作的精神分裂癥患者血清中具有促炎和血管炎癥反應(yīng),表現(xiàn)出輕度炎癥。Tie-2和IL-1β可能是精神分裂癥患者炎癥和血管功能障礙之間的重要介質(zhì)。未來的前瞻性縱向研究應(yīng)進(jìn)一步探討Tie-2和炎性細(xì)胞因子在精神分裂癥血管炎癥過程中的作用。減少炎癥和適宜的干預(yù)措施可能有助于精神分裂癥患者更好地康復(fù)。