血液標志物在失眠障礙診斷中的研究進展

[摘要] 晝夜節(jié)律因子、皮質(zhì)醇、細胞因子、食欲素、腦神經(jīng)營養(yǎng)因子、腺苷和褪黑激素等對失眠障礙的診斷均有一定的臨床意義。本文綜述血液標志物在失眠障礙診斷中的應(yīng)用，以期提高失眠障礙診斷的特異性和敏感度。

[關(guān)鍵詞] 失眠障礙；診斷；血液標志物

[中圖分類號] R446" """"[文獻標識碼] A """""[DOI] 10.3969/j.issn.1673-9701.2025.18.033

睡眠質(zhì)量受多種因素影響。研究表明失眠與患兒負性健康結(jié)果相關(guān)，如免疫功能降低、肥胖、身高增長減緩等發(fā)育問題，還包括精神和認知行為障礙，如抑郁、焦慮、煩躁，甚至自殺傾向等^[1]。目前，失眠障礙的診斷手段較為單一，主觀評估工具是問卷評估，如兒童睡眠紊亂量表、兒童睡眠習慣問卷、簡明嬰兒睡眠問卷等^[2-3]；客觀評估方法主要包括多導睡眠監(jiān)測技術(shù)等，但需配合睡眠日記等，操作復(fù)雜且煩瑣。臨床研究發(fā)現(xiàn)血液生化指標可反映人體睡眠質(zhì)量，操作較簡便，易被患者接受。本文綜述血液標志物在失眠障礙診斷中的應(yīng)用進展。

1" 晝夜節(jié)律因子

晝夜節(jié)律因子由時鐘基因表達，是機體生物鐘的重要調(diào)節(jié)因子。以腦和肌肉芳香烴受體核轉(zhuǎn)運樣蛋白1（brain and muscle ARNT-like protein 1，BMAL1）、晝夜節(jié)律活動輸出周期故障因子（circadian locomotor output cycles kaput，CLOCK）、神經(jīng)元PAS結(jié)構(gòu)域蛋白2（neuronal PAS domain protein 2，NPAS2）基因表達產(chǎn)物為核心組成的異二聚體BMAL1/CLOCK或BMAL1/NPAS2激活負性調(diào)控生物鐘基因period（Per）/隱花色素（cryptochrome，Cry）蛋白復(fù)合物，抑制BMAL1/CLOCK活性及其表達^[4]。BMAL1基因表達受核受體亞家族1組D成員（nuclear receptor subfamily 1 group D member，NR1D）1/NR1D2和RAR相關(guān)孤兒受體α/β/γ基因的調(diào)控，進而使BMAL1基因表達延遲于后半夜，其信使RNA（messenger RNA，mRNA）峰值出現(xiàn)于夜間中期；而晝夜節(jié)律調(diào)節(jié)器Per和Cry mRNA峰值出現(xiàn)于白晝，Per/Cry蛋白復(fù)合物在4h后達到峰值，繼而形成晝夜節(jié)律。

時鐘基因突變，晝夜節(jié)律紊亂，即導致失眠。CLOCK或NPAS2基因被敲除后，小鼠睡眠減少；Cry或Per基因被敲除后，晝夜節(jié)律失調(diào)，非快速眼動睡眠（non-rapid eye movement sleep，NREM睡眠）增多^[5]。一項探究Per2基因及工作壓力對失眠影響的研究表明，Per2基因型AC或等位基因C可顯著增加失眠風險，且對失眠的影響相對強于工作壓力^[6]；敲除BMAL1基因不僅使小鼠晝夜節(jié)律缺失，其還表現(xiàn)出多種睡眠障礙，如睡眠晝夜節(jié)律幅度降低、睡眠碎片化和（或）穩(wěn)態(tài)睡眠反應(yīng)降低^[7]。研究發(fā)現(xiàn)除視交叉上核外，前腦神經(jīng)元、骨骼肌、肝臟等表達的BMAL1基因?qū)λ咭舶l(fā)揮重要作用，均可不同程度影響晝夜節(jié)律及睡眠結(jié)構(gòu)^[8-9]。鑒于BMAL1缺失在晝夜節(jié)律喪失、衰老加速等方面發(fā)揮重要作用，其在失眠障礙診斷中的作用值得關(guān)注。

2" 皮質(zhì)醇

壓力狀態(tài)時，促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素從下丘腦釋放，隨后觸發(fā)垂體前葉釋放促腎上腺皮質(zhì)激素，后者刺激腎上腺皮質(zhì)產(chǎn)生和分泌糖皮質(zhì)激素，即皮質(zhì)醇。皮質(zhì)醇可反映神經(jīng)內(nèi)分泌系統(tǒng)的激活狀態(tài)，其水平與失眠癥狀緊密相關(guān)。推測原因：皮質(zhì)醇作為一種應(yīng)激激素，與其分泌模式、相互作用因素及失眠的壓力作用有關(guān)^[10]。

鎮(zhèn)靜催眠藥物可有效降低皮質(zhì)醇水平。在健康者和失眠患者中，血漿皮質(zhì)醇的分泌節(jié)律無顯著差異，但失眠患者的皮質(zhì)醇峰值升高。24h尿中游離皮質(zhì)醇水平與夜間總清醒時間呈正相關(guān)。游離皮質(zhì)醇代表具有生物活性的激素部分，唾液皮質(zhì)醇測定被認為是較血清皮質(zhì)醇更好地評估腎上腺皮質(zhì)功能的方法。皮質(zhì)醇檢測較為方便，且與壓力密切相關(guān)，對失眠的檢測具有一定的探討意義。

3" 細胞因子

基于神經(jīng)系統(tǒng)和免疫系統(tǒng)相互交叉的解剖結(jié)構(gòu)和生理過程，睡眠過程和免疫系統(tǒng)存在相互影響。睡眠在多方面對免疫系統(tǒng)進行調(diào)節(jié)，如促進細胞因子生成、產(chǎn)生持久免疫記憶、激活促炎系統(tǒng)、抑制抗炎系統(tǒng)等。免疫系統(tǒng)對睡眠過程也具有調(diào)節(jié)作用。許多細胞因子具有調(diào)節(jié)睡眠的作用，如白細胞介素（interleukin，IL）-1、IL-2、IL-6、IL-8、IL-15和IL-18可增加NREM睡眠，而IL-4、IL-10、IL-13等可抑制NREM睡眠。血清IL-6水平的增加與慢波睡眠減少、快速眼動（rapid eye movement，REM）睡眠增加及睡眠質(zhì)量相關(guān)。目前關(guān)于細胞因子與失眠障礙的研究主要集中于IL-6與腫瘤壞死因子-α（tumour necrosis factor-α，TNF-α）^[11]。

睡眠不足患者的血清IL-6、TNF-α、C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）水平上升；藥物干預(yù)或取消睡眠剝奪后，睡眠恢復(fù)正常，血清IL-6、TNF-α水平恢復(fù)正常^[12]。睡眠時間與TNF-α水平存在線性關(guān)系，睡眠時長每減少1h，TNF-α水平平均增加8%，這對失眠患者的臨床診斷具有較大的提示意義。入睡型失眠與較高的血漿IL-13水平相關(guān)。失眠所致炎癥因子水平上升存在明顯性別差異。研究發(fā)現(xiàn)這種差異可能與核因子κB（nuclear factor-κB，NF-κB）表達上調(diào)有關(guān)，NF-κB的表達在女性患者中更活躍^[13]。

4" 食欲素

食欲素（orexin）亦稱為下丘腦泌素，在機體中以orexin-A和orexin-B 2種分子形式存在，通過與G蛋白偶聯(lián)受體相互作用發(fā)揮生理功能^[14]。研究發(fā)現(xiàn)許多調(diào)節(jié)睡眠-覺醒行為的大腦核團接受來自orexin神經(jīng)元的投射，包括藍斑、中縫背核、結(jié)節(jié)乳頭核、腳橋被蓋核/背外側(cè)被蓋核和基底前腦，通過促進覺醒相關(guān)遞質(zhì)釋放，興奮大腦皮質(zhì)，誘導清醒，并抑制REM睡眠^[15]。因此，orexin可調(diào)控睡眠–覺醒節(jié)律，且不受促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素受體系統(tǒng)功能的影響。

失眠患者的orexin-A水平顯著高于睡眠正常者，且與失眠的嚴重程度相關(guān)。睡眠剝奪后大鼠腦中的orexin水平升高，給予安神類中藥干預(yù)后，orexin水平下降^[16]。基于orexin對睡眠的抑制作用，臨床已開發(fā)出幾種orexin受體拮抗劑治療失眠，如蘇沃雷生、阿莫倫特、非洛雷生、萊博雷生、賽托雷生和達利雷生等^[17]。

關(guān)于失眠患者orexin檢測標本的選擇仍需進一步討論。腦脊液中orexin水平變化較顯著，但其與血漿標本的檢測結(jié)果存在差異。外周組織orexin-A是否源自中樞神經(jīng)系統(tǒng)，因難以得到重復(fù)可靠的血漿水平及不同研究所采取的不同檢測方法和檢測抗體而無法確定^[18]。

5" 腦神經(jīng)營養(yǎng)因子

腦神經(jīng)營養(yǎng)因子對睡眠具有調(diào)節(jié)作用。提高腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平可促進NREM睡眠和REM睡眠。腳橋被蓋核中的原肌球蛋白受體激酶B是腦神經(jīng)營養(yǎng)因子調(diào)節(jié)REM睡眠穩(wěn)態(tài)的關(guān)鍵^[19]。慢波活動可反映睡眠穩(wěn)態(tài)，腦神經(jīng)營養(yǎng)因子可增加慢波活動的產(chǎn)生，還可通過促進睡眠穩(wěn)態(tài)而釋放睡眠壓力。

失眠患者有較低的血清腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平。主客觀睡眠質(zhì)量差、客觀睡眠時間短的患者存在的認知功能受損均與腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平下降相關(guān)，這與失眠導致的星形膠質(zhì)細胞損傷或促炎性細胞因子抑制有關(guān)^[20]。睡眠剝奪后，血清腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平也會上升；而治療原發(fā)性失眠患者，其血清腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平明顯升高^[21]。此外，腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平變化與多種精神情志疾病相關(guān)，如精神分裂癥、焦慮、成癮、抑郁等，是抑郁癥和心理壓力升高的生物標志物^[22]。

外周腦神經(jīng)營養(yǎng)因子的檢測可很好地反映腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平。雖然腦神經(jīng)營養(yǎng)因子水平會受到多種因素的影響，如炎癥、精神類疾病、年齡、壓力、體育鍛煉、吸煙等，但考慮到腦神經(jīng)營養(yǎng)因子在精神類疾病中的重要作用，其仍可作為失眠障礙生物標志物的研究方向^[23-24]。

6" 腺苷

腺苷是一種中樞抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，廣泛分布于大腦的中樞神經(jīng)系統(tǒng)。清醒時腺苷在腦中積聚促進睡眠。腺苷通過激活A(yù)1受體促進慢波活動的產(chǎn)生，對維持睡眠穩(wěn)態(tài)、解決睡眠需求起主要作用。A2A受體介導下丘腦腹外側(cè)視前區(qū)神經(jīng)元中原癌基因Fos的表達，并抑制下丘腦后部結(jié)節(jié)乳頭核中Fos的激活促進睡眠。從能量代謝角度，腺苷是較好的失眠標志物。腦糖原作為大腦的主要能量儲備，在清醒時被消耗，睡眠后逐漸恢復(fù)；而腺苷是腺苷三磷酸（adenosine triphosphate，ATP）代謝的終末產(chǎn)物，合成糖原利用ATP并導致腺苷增加，促進睡眠。腺苷也可由星形膠質(zhì)細胞釋放。當星形膠質(zhì)細胞外葡萄糖水平升高時，可引發(fā)腺苷釋放，促進下丘腦腹外側(cè)視前區(qū)神經(jīng)元的興奮，進而促進睡眠^[25]。

細胞外腺苷水平增加可介導長時間清醒后的睡眠誘導效應(yīng)。在正常睡眠周期中，睡眠時基底前腦和皮質(zhì)區(qū)域的細胞外腺苷水平下降尤其明顯；而睡眠剝奪過程中，基底前腦膽堿能區(qū)的腺苷水平較其他區(qū)域顯著升高，故基底前腦區(qū)域腺苷水平的檢測較大腦其他區(qū)域?qū)κ哒系K的診斷更有意義。腺苷在抑郁、焦慮、恐慌、自閉譜系障礙等精神行為疾病中存在可結(jié)合受體發(fā)揮積極作用。失眠與上述疾病常為共患病，腺苷的檢測對于失眠合并精神行為類疾病的診斷具有較廣闊的研究可行性。

7" 褪黑激素

褪黑激素（melatonin，MT）是一種由松果體產(chǎn)生的吲哚類激素。光照信息傳遞到視交叉上核可抑制MT分泌，故MT在體內(nèi)峰值呈晝夜交替。MT可增加腦內(nèi)γ-氨基丁酸遞質(zhì)水平產(chǎn)生抑制作用，進而促進睡眠；也可激活視交叉上核分布的相應(yīng)受體MT1、MT2；MT1抑制神經(jīng)元，MT2誘導睡眠相位，促進睡眠。

失眠患者夜間MT水平較健康成人顯著下降，表現(xiàn)為MT峰值降低，開始分泌時間和峰值時間均延遲，且在不同性別及不同年齡段患者中有相似表現(xiàn)。患者經(jīng)藥物或非藥物治療改善失眠癥狀后，MT水平升高；而睡眠剝奪后，MT水平明顯上升，恢復(fù)睡眠后，MT水平即恢復(fù)到基線，且無明顯性別差異^[26]。原因分析：睡眠剝奪引起的氧化應(yīng)激反應(yīng)誘導熱休克蛋白編碼基因HSPA1B表達，刺激MT水平上調(diào)；睡眠剝奪后抑制視交叉上核信號輸出，進而可能通過視交叉上核–松果體多突觸通路激活MT合成，從而增加其水平；此外，許多外周組織和器官也產(chǎn)生MT，如視網(wǎng)膜、卵巢、睪丸、骨髓、淋巴細胞、肝膽管細胞、腸道和皮膚等，禁食亦增加MT水平。因此，睡眠剝奪期間增加的能量消耗和禁食控制因素可能誘導MT從胃腸道釋放到循環(huán)中，MT在血液、唾液、尿液中均可檢測到^[27-28]。但應(yīng)注意其表達水平受多種因素的影響，如年齡、性別、環(huán)境（光、季節(jié)）、服用藥物等。

8" 小結(jié)

理想的生物學診斷標志物應(yīng)對所診斷疾病具有可靠的敏感度和良好的特異性，且在年齡、性別、體質(zhì)量等生理變量作用下穩(wěn)定，即在不同個體中無較大的變異性，與其他疾病幾乎無重疊^[29]。本文探討部分血液標志物在失眠障礙診斷中的應(yīng)用價值及缺點。皮質(zhì)醇、MT、orexin等指標能較好地反映失眠狀況，但其標本選擇及正常值區(qū)間需要進一步明確。腦神經(jīng)營養(yǎng)因子、腺苷等指標在失眠合并精神障礙疾病中的應(yīng)用價值更大。細胞因子雖缺乏診斷特異性，但其水平變化聯(lián)合其他失眠指標的變化可在一定程度上反映失眠狀態(tài)。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。

[參考文獻]

[1]"" LUNSFORD-AVERY J R， BIDOPIA T， JACKSON L，" et al. Behavioral treatment of insomnia and sleep disturbances in school-aged children and adolescents[J]. Child Adolesc Psychiatr Clin N Am， 2021， 30（1）： 101–116.

[2]"" 馮圍圍， 張彤. 兒童睡眠評估方法研究進展[J]. 中國兒童保健雜志， 2020， 28（4）： 435–437， 446.

[3]"" BROWN K M， MALOW B A. Pediatric insomnia[J]. Chest， 2016， 149（5）： 1332–1339.

[4]"" ZHANG W， XIONG Y， TAO R， et al. Emerging insight into the role of circadian clock gene BMAL1 in cellular senescence[J]. Front Endocrinol （Lausanne）， 2022， 13： 915139.

[5]"" SANCHEZ R E A， KALUME F， DE LA IGLESIA H O. Sleep timing and the circadian clock in mammals： Past， present and the road ahead[J]. Semin Cell Dev Biol， 2022， 126： 3–14.

[6]"" LI J， HUANG C， LAN Y， et al. A cross-sectional study on the relationships among the polymorphism of period2 gene， work stress， and insomnia[J]. Sleep Breath， 2015， 19（4）： 1399–1406.

[7]"" TODD W D， VENNER A， ANACLET C， et al. Suprachiasmatic VIP neurons are required for normal circadian rhythmicity and comprised of molecularly distinct subpopulations[J]. Nat Commun， 2020， 11（1）： 4410.

[8]"" MIEDA M， HASEGAWA E， KESSARIS N， et al. Fine-tuning circadian rhythms： The importance of BMAL1 expression in the ventral forebrain[J]. Front Neurosci， 2017， 11： 55.

[9]"" KORONOWSKI K B， KINOUCHI K， WELZ P S， et al. Defining the independence of the liver circadian clock[J]. Cell， 2019， 177（6）： 1448–1462.

[10] VARGAS I， VGONTZAS A N， ABELSON J L， et al. Altered ultradian cortisol rhythmicity as a potential neurobiologic substrate for chronic insomnia[J]. Sleep Med Rev， 2018， 41： 234–243.

[11] KüFFER A， STRAUS L D， PRATHER A A， et al. Altered overnight levels of pro-inflammatory cytokines in men and women with posttraumatic stress disorder[J]. Psychoneuroendocrinology， 2019， 102： 114–120.

[12] IRWIN M R， OLMSTEAD R， CARROLL J E. Sleep disturbance， sleep duration， and inflammation： A systematic review and Meta-analysis of cohort studies and experimental sleep deprivation[J]. Biol Psychiatry， 2016， 80（1）： 40–52.

[13] GAY C L， ZAK R S， LERDAL A， et al. Cytokine polymorphisms and plasma levels are associated with sleep onset insomnia in adults living with HIV/AIDS[J]. Brain Behav Immun， 2015， 47： 58–65.

[14] SIEMINSKI M， SZYPENBEJL J， PARTINEN E. Orexins， sleep， and blood pressure[J]. Curr Hypertens Rep， 2018， 20（9）： 79.

[15] SHEN Y C， SUN X， LI L， et al. Roles of neuropeptides in sleep-wake regulation[J]. Int J Mol Sci， 2022， 23（9） ：4599.

[16] DONG Y J， JIANG N H， ZHAN L H， et al. Soporific effect of modified Suanzaoren Decoction on mice models of insomnia by regulating orexin-A and HPA axis homeostasis[J]. Biomed Pharmacother， 2021， 143： 112141.

[17] MIGNOT E， MAYLEBEN D， FIETZE I， et al. Safety and efficacy of daridorexant in patients with insomnia disorder： Results from two multicentre， randomised， double-blind， placebo-controlled， phase 3 trials[J]. Lancet Neurol， 2022， 21（2）： 125–139.

[18] MCALPINE C S， KISS M G， RATTIK S， et al. Sleep modulates haematopoiesis and protects against atherosclerosis[J]. Nature， 2019， 566（7744）： 383–387.

[19] BARNES A K， KOUL-TIWARI R， GARNER J M， et al. Activation of brain-derived neurotrophic factor-tropomyosin receptor kinase B signaling in the pedunculopontine tegmental nucleus： A novel mechanism for the homeostatic regulation of rapid eye movement sleep[J]. J Neurochem， 2017， 141（1）： 111–123.

[20] ZHANG P， LI Y X， ZHANG Z Z， et al. Astroglial mechanisms underlying chronic insomnia disorder： A clinical study[J]. Nat Sci Sleep， 2020， 12： 693–704.

[21] RAHMANI M， RAHMANI F， REZAEI N. The brain-derived neurotrophic factor： Missing link between sleep deprivation， insomnia， and depression[J]. Neurochem Res， 2020， 45（2）： 221–231.

[22] MOJTABAVI H， SHAKA Z， MOMTAZMANESH S， et al. Circulating brain-derived neurotrophic factor as a potential biomarker in stroke： A systematic review and Meta-analysis[J]. J Transl Med， 2022， 20（1）： 126.

[23] KURDI F N， FLORA R. Physical exercise increased brain-derived neurotrophic factor in elderly population with depression[J]. Open Access Maced J Med Sci， 2019， 7（13）： 2057–2061.

[24] AL-MSHARI A， ALSHEIKH M H， LATIF R， et al. Association of sleep， body weight and physical exercise with plasma BDNF levels in healthy male Saudi smokers[J]. Int J Gen Med， 2022， 15： 6603–6610.

[25] ZHOU X， OISHI Y， CHERASSE Y， et al. Extracellular adenosine and slow-wave sleep are increased after ablation of nucleus accumbens core astrocytes and neurons in mice[J]. Neurochem Int， 2019， 124： 256–263.

[26] HONMA A， REVELL V L， GUNN P J， et al. Effect of acute total sleep deprivation on plasma melatonin， cortisol and metabolite rhythms in females[J]. Eur J Neurosci， 2020， 51（1）： 366–378.

[27] TEOH A N， KAUR S， SHAFIE S R， et al. Maternal melatonin levels and temporal dietary intake： Results from MY-CARE cohort study[J]. BMC Pregnancy Childbirth， 2023， 23（1）： 491.

[28] RZEPKA-MIGUT B， PAPROCKA J. Melatonin- measurement methods and the factors modifying the results. A systematic review of the literature[J]. Int J Environ Res Public Health， 2020， 17（6）： 1916.

[29] DEPNER C M， COGSWELL D T， BISESI P J， et al. Developing preliminary blood metabolomics-based biomarkers of insufficient sleep in humans[J]. Sleep， 2020， 43（7）： zsz321.

• 2024–11–24）

（修回日期：2025–06–04）

通信作者：姜永紅，電子信箱：jyh203225@126.com