血液炎癥標志物水平與兒童注意缺陷多動障礙關系的Meta分析

李雪軍 王淑敏 張奕星 姜之炎 肖 臻

注意缺陷多動障礙(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)是以注意力不集中、多動和沖動為核心表現的神經發育障礙疾病,全球兒童患病率約為5.29%[1]。15%～20%的患兒可表現出持續到成年期的完整綜合征,常合并不同程度的精神損害,嚴重影響個人學習生活、家庭關系及社會衛生安全[2]。了解ADHD的病因學因素,有針對性地實施個性化治療,對恢復兒童身心健康、提高學習生活質量有積極意義。ADHD發病機制尚不明確,涉及遺傳與環境的共同作用[3]。近年來有研究表明,ADHD是一種與炎癥高度相關的疾病[4]。隊列研究發現,合并哮喘的ADHD患兒血清存在更高水平的白細胞介素-6(interleukin-6,IL-6),高IL-6水平介導的促炎環境加劇ADHD的發展,也是患兒共患過敏性疾病的關鍵因素[5]。

前瞻性研究表明,母親妊娠期血清高腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平可能是其后代患ADHD風險的標志物[6]。中性粒細胞計數與淋巴細胞計數比值(neutrophil-lymphocyte ratio, NLR)作為精神疾病的炎癥參數,高NLR水平代表慢性炎癥過程,并與物質使用障礙、品行障礙等存在相關性[7]。研究表明,ADHD患兒血液存在著一系列炎癥標志物水平的異常,這些炎癥標志物可能通過激活神經膠質細胞、改變神經遞質代謝而參與ADHD的發生、發展[8]。然而,目前針對兒童ADHD與血液炎癥標志物的關系尚缺乏客觀的系統評價,對NLR在ADHD中的價值則鮮少有人關注。本研究通過分析ADHD患兒與正常兒童血液炎癥標志物水平的變化,探討血液高炎癥狀態與兒童ADHD的內在聯系,以期為兒童ADHD的早期干預和預防提供循證醫學證據。本研究已通過PROSPERO注冊申請(注冊號:CRD42022336122)。

資料與方法

2.排除標準:①重復發表的文獻;②缺乏暴露因素和目標結局指標;③臨床實驗性研究、描述性研究、動物實驗等;④研究對象伴有過敏性或其他精神疾患;⑤綜述、會議摘要、指南、專家述評等;⑥無法獲取全文和研究數據的文獻。

3.信息來源:文獻來源數據庫包括PubMed、Embase、Web of Science、Cochrane Library、中國知網(CNKI)、萬方數據知識服務平臺、維普中文期刊服務平臺和中國生物醫學文獻數據庫(Chinese Biomedical Literature Database,CBM)。檢索時間為各數據庫從建庫時起至2022年5月20日,并手工檢索納入研究的參考文獻。

4. 檢索策略:檢索詞采用主題詞+自由詞的方式,英文檢索詞:Attention Deficit Disorder with Hyperactivity(MesH)、Attention Deficit Disorders with Hyperactivity、ADHD、Attention Deficit Hyperactivity Disorder、Hyperkinetic Syndrome、Syndromes, Hyperkinetic、Attention Deficit-Hyperactivity Disorder、Attention Deficit-Hyperactivity Disorders、Deficit-Hyperactivity Disorder, Attention、Deficit-Hyperactivity Disorders, Attention、Disorder, Attention Deficit-Hyperactivity、Disorders, Attention Deficit-Hyperactivity、ADDH、Attention Deficit Hyperactivity Disorders、Attention Deficit Disorder、Attention Deficit Disorders、Deficit Disorder, Attention、Deficit Disorders, Attention、Disorder, Attention Deficit、Disorders, Attention Deficit、Brain Dysfunction, Minimal、Dysfunction, Minimal Brain、Minimal Brain Dysfunction、Inflammation(MesH)、Inflammations、Innate Inflammatory Response、Inflammatory Response, Innate、Innate Inflammatory Responses;中文檢索詞:注意缺陷多動障礙、注意力缺陷、多動癥、ADHD、輕微腦損傷綜合征、炎癥。并列關系檢索詞以“OR”連接,限定關系的檢索詞以“AND”連接。

5.研究選擇:使用NoteExpress導入檢索文獻,由兩名研究者根據納排標準獨立進行文獻篩選,出現分歧時與指導員討論后決定。

6.資料提取和資料條目:確定納入文獻后,設計Excel表并由兩名研究員獨立進行資料提取,出現分歧時與指導員討論后決定。資料條目包括:①一般資料:第一作者、年份、國家或地區、研究類型;②基本資料:研究對象的來源、年齡、樣本量、診斷標準、炎性指標;③結局指標:血液IL-6、IL-1β、TNF-α、NLR水平,炎性指標的檢測方法及單位。

7. 文獻質量評價:由兩名研究員按照紐卡斯爾-渥太華量表(Newcastle-Ottawa scale, NOS)進行文獻質量評價,具體條目包括研究人群的選擇(4分),組間可比性(2分),暴露因素的測量(3分)。滿分為9顆星,每顆星為1分,1～4分為低質量,5～9分為高質量[9]。如評價意見不統一,與指導員討論決定。

結 果

1. 文獻檢索結果:共檢索到1208篇文獻,審閱參考文獻后補充相應研究1篇,最終納入15篇文獻。文獻篩選流程圖詳見圖1。

圖1 文獻篩選流程圖

2.文獻基本特征和質量評價:納入的15篇文獻[10～24]均為病例對照研究,總樣本量為2199例,其中ADHD組1195例,健康對照組924例。文獻的基本特征詳見表1。納入研究病例的診斷、定義明確,暴露因素確定,都控制了主要的混雜因素;4項研究[15, 17, 21, 23]未提及病例的代表性;2項研究[12,20]提及了ADHD組和健康對照組的無應答率。所有的研究NOS評分均在5分以上,詳見表2。

3.血清IL-6水平Meta分析:納入9篇相關文獻[11, 12, 14, 15, 18, 20, 22～24],異質性檢驗結果為P<0.001,I2=97%。隨機效應模型結果顯示,ADHD組血清IL-6水平顯著高于健康對照組(SMD=0.98,95%CI:0.10～1.86,P=0.03),詳見圖2。逐一剔除文獻后研究異質性無明顯變化。進一步對研究進行亞組分析,發現非洲國家ADHD組血清IL-6水平高于健康對照組(P<0.001),詳見圖3;ADHD組和健康對照組總樣本量為60例、100～120例的研究,其ADHD組血清IL-6水平均顯著高于健康對照組(P<0.001),詳見圖4,而且3類研究的異質性均有所降低(I2分別為70%、0、92%)。

圖2 ADHD組和健康對照組血清IL-6水平差異的Meta分析森林圖(隨機效應模型)

圖3 ADHD組和健康對照組血清IL-6水平亞組分析森林圖(國家和地區亞組分析,總樣本量=905例)

圖4 ADHD組和健康對照組血清IL-6水平亞組分析森林圖(病例組和對照組總樣本量亞組分析)

4.血清IL-1β水平Meta分析:共納入6篇[10, 12, 15, 18, 20, 24]研究,異質性檢驗結果為P<0.001,I2=97%,采用隨機效應模型進行Meta分析,結果顯示,ADHD組血清IL-1β水平與健康對照組比較,差異無統計學意義(SMD=0.70,95%CI:-0.46～1.86,P=0.24),詳見圖5。剔除張立等[10]文獻后,異質性檢驗結果為P=0.92,I2=0;亞組分析未發現差異有統計學意義(P>0.05),詳見圖6。

圖5 ADHD組和健康對照組血清IL-1β水平差異的Meta分析森林圖(隨機效應模型)

圖6 ADHD組和健康對照組血清IL-1β水平亞組分析森林圖(國家和地區亞組分析)

5.血清TNF-α水平Meta分析:納入9篇[10, 12, 14, 15, 17, 18, 20, 23, 24]TNF-α與ADHD的研究,異質性檢驗表明P<0.001,I2=97%,隨機效應模型結果顯示,ADHD組血清TNF-α水平與健康對照組比較,差異無統計學意義(SMD=-0.26,95%CI:-1.29～0.77,P=0.62),詳見圖7。采用逐一剔除文獻的方法進行敏感度分析,發現研究的異質性及Meta分析結果無明顯改變。亞組分析發現,中國兒童ADHD組血清TNF-α水平低于健康對照組(SMD=-0.268,95%CI:-4.19～-1.16,P=0.005),非洲和歐洲ADHD組血清TNF-α水平和健康對照組比較,差異無統計學意義(P=0.33,P=0.08),詳見圖8。

圖7 ADHD組和健康對照組血清TNF-α水平差異的Meta分析森林圖(隨機效應模型)

圖8 ADHD組和健康對照組血清TNF-α水平亞組分析森林圖

6.NLR值Meta分析:共納入4篇[13, 16, 19, 21]NLR研究,異質性檢驗結果顯示,P<0.001,I2=86%,隨機效應模型結果表明,ADHD組NLR值高于健康對照組,差異有統計學意義(SMD=0.63,95%CI:0.25～1.01,P=0.001),詳見圖9。剔除Akinic等[19]研究后,研究的異質性檢驗結果為P=0.49,I2=0。有關NLR的4項研究均來源于土耳其,根據試驗組樣本量是否≥100進行亞組分析,結果顯示,ADHD組樣本量<100的研究其ADHD組NLR高于健康對照組,差異有統計學意義(SMD=0.71,95%CI:0.47～0.96,P<0.001),詳見圖10。

圖9 ADHD組和健康對照組NLR值差異的Meta分析森林圖(隨機效應模型)

圖10 ADHD組和健康對照組NLR值亞組分析森林圖

7.發表偏倚:對IL-6、TNF-α的相關研究進行漏斗圖繪制,用Egger′s檢驗分析漏斗圖對稱性,結果顯示,P>0.05,表明納入的研究不存在發表偏倚,詳見表3、圖11。

表3 納入研究的發表偏倚

圖11 發表偏倚漏斗圖A. IL-6;B. TNF-α

討 論

ADHD影響全球8%～22%的兒童,其癥狀可伴隨患兒一生,使患兒面臨學業失敗、意外傷害、犯罪、自殺等風險[25, 26]。識別ADHD的危害性,了解其病因學因素,并及早干預和預防,對兒童身心健康和社會發展有積極意義。炎性反應可誘導血-腦脊液屏障破壞、神經遞質代謝改變、氧化應激和神經退行性變,是ADHD的主要病理生理基礎[27]。Cortese等[28]觀察到ADHD患兒血清IL-6、TNF-α水平與ADHD的多動、沖動表現具有相關性。動物實驗發現,SHR大鼠(ADHD動物模型)血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平顯著高于WKY大鼠(正常對照)(P<0.05),且炎癥過程會影響大腦形態和多巴胺水平,進而參與ADHD的發病[29]。

本研究結果表明,ADHD組患兒血清IL-6水平顯著高于健康對照組,表明血清高IL-6水平可能參與了ADHD的發生和進展。Donfrancesco等[30]研究發現,ADHD兒童具有高水平的抗神經抗體,可能與IL-6等炎性介質激活了ADHD的免疫過程有關;且臨床研究表明,血清IL-6水平降低有助于改善ADHD患兒Conner多動癥行為評分[31]。本研究發現,ADHD患兒血液IL-6水平較高,高IL-6水平可能是介導ADHD發生、發展的危險因素,盡管結果具有較大的異質性,但敏感度分析尚未發現顯著變化,表明結果較為穩定;亞組分析發現,國家和地區、樣本量等因素是其研究的異質性來源,提示在進行研究時,需要考慮地域、樣本量等因素可能對結果產生的偏倚。

本研究尚未發現ADHD患兒血清IL-1β、TNF-α水平與健康兒童的顯著差異。動物實驗表明,SHR大鼠血清IL-1β、IL-4、TNF-α和單核細胞趨化蛋白-1水平顯著高于WKY大鼠,安神定志靈則可抑制絲裂原活化蛋白激酶和核因子-κB信號通路降低上述促炎性細胞因子的表達而減輕大鼠的ADHD癥狀[32]。Chen等[33]研究發現,IL-7、TNF-α等15種炎性細胞因子可能與ADHD、自閉癥譜系障礙和精神分裂癥等精神疾病相關。故而IL-1β、TNF-α在ADHD發病中的作用仍需進一步探討。

NLR是評估諸多精神疾病和炎癥關系的重要指標,它所介導的炎癥失調可能是物質使用障礙、品行障礙、ADHD等精神疾病的關鍵病理因素[34]。Fahiem等[35]研究發現,NLR是ADHD語言障礙的危險因素,但并未發現NLR水平與ADHD亞型之間有顯著關聯。隨機效應模型和固定效應模型合并結果均顯示,ADHD組NLR高于健康對照組,支持NLR可能是參與ADHD進展的重要血液炎癥標志物。敏感度分析發現,Akinic等[19]文獻是其研究的異質性來源,進一步閱讀原文發現其病例組樣本量為347,亞組分析也表明病例組樣本量<100的研究其ADHD組和健康對照組NLR存在差異,是否樣本量過多可能產生了不易控制的混雜因素?這有待于進一步商榷。同時,考慮到中性粒細胞壽命較短,且不同個體之間的計數不同,故NLR是否能作為評估ADHD兒童的常規指標,還需進一步擴大區域研究,并開展相應的隨機對照試驗來提供客觀的參考依據。

多項研究表明,ADHD與炎癥過程有關。Meta分析結果提示,ADHD患兒血液IL-6、NLR水平顯著異常,而高水平IL-6、NLR是參與ADHD炎癥機制的關鍵因子,兩者均參與了調節神經營養因子表達、學習記憶過程,并能損傷兒茶酚胺類神經遞質(多巴胺、去甲腎上腺素)的傳遞,進而參與構成ADHD核心發病機制--多巴胺缺陷的病理基礎[36]。另有研究表明,血清高IL-6水平與ADHD癥狀嚴重程度相關,這種炎癥過程增加了患ADHD的風險,并延長ADHD患兒癲癇持續時間[28, 37]。綜上所述,揭示炎癥過程在ADHD發病機制的關鍵作用,對于預防ADHD發生、緩解其癥狀、推進其治療、降低其共病有重要意義。

本研究也存在一定的局限性:①本研究所納入的研究均為病例對照研究,主要來自中國、土耳其、埃及,地域代表性相對不足;②IL-6、IL-1β、TNF-α、NLR各自的研究相對較少,異質性較大,不滿足進行發表偏倚的基本文獻要求(文獻數≥10);③部分研究病例組和對照組的樣本量存在較大差異,研究的可比性、功效性可能存在一定偏倚;④由于病例對照研究自身的特點,本研究不能得出血液高炎性狀態與ADHD患病的明確的因果關系,但明確的是炎癥參與了ADHD的發生、發展,究竟是炎癥導致了ADHD的發生,還是ADHD發生后引起了高炎性狀態?尚需開展大樣本量、多中心研究予以進一步驗證。

綜上所述,ADHD患兒血清IL-6水平、NLR比健康兒童高,表明血液炎癥標志物可能在ADHD的病因機制中發揮關鍵作用,血清IL-1β、TNF-α水平與ADHD的聯系還需進一步探討。由于本研究的設計類型、地域性、樣本量等因素的局限性,未來仍需合理設計、合理匹配的研究來進一步驗證,并關注各種炎癥標志物與ADHD各種亞型(注意缺陷型、沖動多動型和混合型)的相關性。