精神分裂症患者血清中犬尿氨酸及犬尿氨酸-3-单加氧酶浓度变化及临床意义

杨修登，唐亚梅，郎雯竞，刘 勇，陈志衡，陶 怀

（1.中南大学湘雅二医院；2.中南大学湘雅三医院儿科；3. 湖南中医药大学医学院生物化学与分子生物学教研室，长沙 410000）

精神分裂症患者血清中犬尿氨酸及犬尿氨酸-3-单加氧酶浓度变化及临床意义

杨修登1，唐亚梅1，郎雯竞1，刘 勇1，陈志衡2*，陶 怀3*

（1.中南大学湘雅二医院；2.中南大学湘雅三医院儿科；3. 湖南中医药大学医学院生物化学与分子生物学教研室，长沙 410000）

目的：研究精神分裂症（Schizophrenia，SZ）患者血清犬尿氨酸（Kynurenine，KYN）及犬尿氨酸-3-单加氧酶（Kynurenine 3-Monooxygenase，KMO）的浓度变化及临床意义。方法：采用酶联免疫吸附法检测55例SZ患者和33例正常对照（CTR）组血清中KYN和KMO浓度并计算KYN/KMO的比值。结果：SZ患者血清KYN含量显著高于正常对照组；SZ患者血清KMO含量显著低于正常对照组；SZ组男性患者和CTR组男性对照血清KMO含量较同组内的女性显著降低；SZ组男性和女性患者血清KYN含量均显著高于相应的CTR组男性和女性对照；SZ组女性患者血清KMO含量较CTR组女性对照显著降低。 结论：血清KYN和KMO水平可为SZ的临床诊断和治疗提供实验依据。

精神分裂症；犬尿氨酸；犬尿氨酸-3-单加氧酶；酶联免疫吸附法

精神分裂症（SZ）是一种最常见的精神障碍性疾病，全世界的患病率约为1%。SZ起病早，病程迁延，进展缓慢，给患者本人、家庭及社会带来了沉重的心理和经济负担。近年来的研究发现色氨酸（Tryptophan，TRP）-犬尿氨酸代谢途径与精神分裂症（SZ）的发生有关［1，2］。TRP是一种人体必需氨基酸，主要经KYN途径代谢，其中间产物KYN的主要代谢产物犬尿喹啉酸（kynurenic acid，KYNA）对维持中枢神经系统正常生理功能有重要作用。有研究报道SZ患者脑脊液及尸检脑组织样本中的犬尿氨酸（KYN）含量明显升高，犬尿氨酸-3-单加氧酶（Kynurenine 3-Monooxygenase，KMO）表达下降［3，4］。SZ患者脑组织特定区域的KYN代谢途径异常，可引起KYN及相关酶类的表达改变，进而导致SZ患者中枢神经系统的损害［5］。本研究通过检测SZ患者与正常对照人群（CTR）血清KYN和KMO的浓度变化，分析比较两组血清KYN和KMO的浓度差异，探讨血清KYN和KMO在SZ临床诊断和治疗的意义。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 CTR组 采用随机数字法选择2014年3月 5月在湘雅二医院医院体检中心体检的33名健康成年人（查体、心电图、胸片、B超、血常规及肝肾功能等检查均正常者）作为正常对照组（男17例，女16例），年龄17～46岁，平均年龄（24.34±4.18）岁，均无精神分裂症史。

1.1.2 SZ组 来自中南大学湘雅二医院2013年8月2014年4月精神科病房收住的SZ患者55例（男27例，女28例），年龄15～50岁，平均年龄（26.12±1.08）岁。纳入标准：符合美国精神障碍诊断与统计手册第4版精神分裂症诊断。排除标准：严重感染患者、严重内脏疾病患者、恶性肿瘤患者以及明确诊断的中枢神经系统疾病患者。

1.2 血清标本收集和处理 采集所有研究对象早晨空腹（禁食8 h以上）静脉血2 mL于真空促凝管内，常温下静置30 min，3000 g离心5 min后分离血清，取上清并标记，-80℃冰箱冻存待测。

1.3 主要仪器与试剂 DK-420型电热恒温水浴箱，Stat-Fax 303B酶标仪，XZ-P5离心机，佳能扫描仪（Serial NO. KE WC07869），KYN试剂盒购自美国CUSABIO公司，KMO试剂盒购自美国Cloud-Clone公司。

1.4 酶联免疫吸附试验（ELISA） ①将标准品和待测血清各取50 μL加入微孔条中，在待测样本孔内加入50 μL生物素标记抗体，用封板胶纸封住反应孔后，37℃孵育40 min，洗板3次；②每孔加100 μL辣根过氧化物酶结合物，37℃孵育30 min，洗板5次；③每孔加入底物液90 μL，置37℃避光反应20 min，待充分显色后加终止液50 μL/孔以终止反应。将酶标仪波长调节至450 nm处，测各孔吸光值（OD值），以标准品浓度为横坐标，相应OD值为纵坐标绘制标准曲线，统一浓度单位换算后，计算待测血清样本中的KYN、KMO含量和KYN/KMO比值。

1.5 统计分析 采用SPSS19.0进行统计学处理，实验数据均用均数±标准差表示，组间比较采用t检验，以P＜0.05表示有统计学差异。

2 结果

2.1 SZ患者与CTR组血清KYN和KMO浓度的比较 SZ患者血清KYN含量显著高于CTR组，差异有统计学意义（P＜0.01）；SZ患者血清KMO含量较CTR组显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；SZ患者血清中KYN/KMO比值与CTR组比较，差异无统计学意义（P ＞0.05）。见表1。

表1 SZ患者和CTR组血清KYN和KMO的浓度

2.2 性别差异对两组血清KYN和KMO含量的影响

2.2.1 SZ组或CTR组组内男女间比较 KYN含量以及KYN/KMO比值均无显著性差异（P＞0.05）；而SZ组男性患者和CTR组男性对照血清KMO含量较各组内的女性显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05）。

2.2.2 SZ组与CTR组组间男女比较 SZ组男性和女性患者血清KYN含量均显著高于相应的CTR组男性和女性对照（P＜0.05）；SZ组男性患者血清KMO含量与CTR组男性对照比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；SZ组女性患者血清KMO含量较CTR组女性对照显著降低，差异有统计学意义（P＜0.05）；而SZ患者组与CTR组同性别间比较，KYN/KMO比值均无显著性差异（P＞0.05）。见表2。

表2 性别差异对两组血清KYN和KMO含量的影响

3 讨论

犬尿氨酸途径是色氨酸代谢的主要途径，此途径产生的多种生物活性物质参与神经精神性疾病的病理过程［6，8］。KYN是TRP代谢产生的重要中间产物，可被进一步代谢为一系列具有特殊生理效应的生物活性分子。KMO是KYN代谢的关键酶，其活性下降可导致KYNA的生成增加。KYNA通过抑制神经突触N-甲基-D-天门冬氨酸（NMDA）受体的过度活化，拮抗中枢神经系统的兴奋性毒性损伤效应。研究显示，KYN代谢通路异常与SZ密切相关，SZ患者死亡后的尸检研究显示，前额皮质中KYN和KYNA浓度显著升高、KMO浓度显著下降［9］。Linderholm等研究表明SZ患者脑脊液中的KYN和KYNA浓度显著升高［3］。本研究发现SZ患者血清KYN浓度显著高于正常对照组、KMO含量显著低于正常对照组，实验结果与前述的研究基本一致，表明SZ患者外周血KYN和KMO水平与中枢神经系统一致，呈代偿性升高。SZ组男性和女性患者KYN浓度分别显著高于CTR组男性和女性对照，而两组组内男女间比较无显著差异，提示SZ患者外周血KYN 浓度变化受SZ的疾病进程影响，与性别无关。SZ组和CTR组的男性KMO浓度均显著低于同组内的女性，SZ组男性KMO浓度与CTR组男性比较无显著差异，而SZ组女性KMO浓度显著低于CTR组女性，与两组间的整体比较结果一致，表明SZ组与CTR组之间的KMO浓度差异主要来自于SZ组内女性患者KMO浓度的显著降低，提示SZ女性患者KMO浓度变化受雌激素和SZ疾病进程双重影响；SZ男性患者血清KMO浓度与CTR组男性比较虽无显著性差异，但有降低趋势，其浓度变化是否受SZ病程影响，仍需进一步扩大样本量加以明确。KYN/KMO比值在各组内和组间比较均未见显著性差异，可能与样本数或KMO表达的性别差异有关。

综上所述，SZ患者血清KYN和KMO的浓度变化与SZ的疾病进程相关，雌激素作为一种神经保护因子可能参与了SZ患者外周血KMO的表达调控［10］。TRP 和KYN可通过神经源性氨基酸转运体穿过血脑屏障，参与调节外周与中枢神经系统的TRP代谢平衡［11］，因此，外周血 KYN和KMO 的浓度变化能在一定程度上反映大脑KYN和KMO改变。本研究结果初步显示，外周血KYN和KMO 的浓度变化对SZ的诊断和治疗具有一定参考意义，但SZ的病理机制复杂，涉及KYN代谢途径的多个环节，明确以上关系仍有待扩大样本数进一步深入研究。

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Determination and clinical significance of serum kynurenine and kynurenine 3 -monooxygenase levels in schizophrenia

Yang Xiu-deng1， Tang Ya-mei1， Lang Wen-jing1， Liu Yong2， Chen Zhi-Heng3， Tao Huai4
（1.The Second Xiangya Hospital Central Soth University， China； 2. The 3rd Xiangya Hospital of Central South University； 3.Medical School，Hunan University of Chinese Medicine Chang Sha， 410000， China）

Objective To investigate the clinical significance of serum kynurenine（KYN） and Kynurenine 3-Monooxygenase（KMO） in schizophrenia（SZ） by determining them in SZ patients and healthy controls（CTR）. Methods The concentration of KYN and KMO in serum of SZ patients and CTR were measured by enzyme linked immunosorbent assay（ELISA） and the KYN/KMO ratios were calculated. Results The KYN level in SZ patients were significantly higher than that in CTR， the KMO level in SZ patients were lower than that in CTR with significant difference， the concentration of KMO in male SZ patients and CTR were significantly lower than female in SZ patients and CTR， the concentration of KYN in male and female SZ patients were significantly higher than their counterparts in CTR， the concentration of KMO in female SZ patients were significantly lower than the female in CTR. Conclusion The serum KYN and KMO level will provide laboratory basis for the clinical diagnosis and treatment of SZ patients.

Schizophrenia； kynurenic acid-3-monooxygenase； ELISA； kynurenine；

R735.1

A

1673-016X（2016）01-0018-03

2015-10-15

湖南省自然科学基金（No.13JJ6018）；中南大学中央高校基本科研业务费专项资金资助（2015zzts316）。

陈志衡， E-mail：czh7436@sina.com； 陶怀， E-mail:taohuai123@126.com