帕金森病患者的低铜蓝蛋白血症与黑质异常铁沉积的相关性☆

丛日博 贺娟

帕金森病（Parkinson disease,PD）是一种与年龄相关的中枢神经系统疾病[1]，其病理改变为黑质致密区多巴胺能神经元变性丢失[2]，随着对PD研究的深入，发现部分PD患者早期就会出现血浆铜蓝蛋白（Ceruloplasmin,Cp）的降低及中脑核团铁沉积。而磁敏感加权成像（Susceptibility weighted imaging,SWI）对铁沉积有着较好的敏感性[3]，所以将 Cp与SWI的结合可能有助于 PD患者的早期诊断。本研究采用SWI来评估研究对象不同脑区的铁沉积，主要是探讨PD患者Cp的降低与特定脑区的铁沉积是否具有相关性及是否是铁沉积的一个高危因素。

1 资料与方法

1.1 研究对象 本研究选取原发性PD患者55例，皆为2015年9月至2017年12月期间在内蒙古医科大学附属医院神经内科住院及门诊就诊的患者，其中血化验提示血浆Cp浓度正常 (Cp≥0.25 g/L）为 25 例，有 Cp 浓度降低（C＜0.25 g/L)为30例。将这55例患者设为PD组，另设与其年龄、性别齐同的同期健康体检及正常志愿者25例为对照组。

1.1.1 PD组 纳入标准：①所有原发性PD患者的诊断均符合英国PD脑库制定的原发性PD诊断标准；②可顺利行头颅磁共振成像（magnetic resonance imaging,MRI）及 SWI检查；③在检查前未行PD的手术治疗；④能够配合PD各项量表的评分；⑤根据中国人利手评定标准评定为右利手者；⑥本研究经内蒙古医科大学附属医院道德伦理委员会审核批准，且所有患者及其家属均知情同意并签署知情同意书。

排除标准：①曾明确诊断为帕金森综合征；②明确的脑卒中、脑损伤、脑炎、中毒病史；③影像学检查示脑积水及颅内占位性病变，脑内有明显的脱髓鞘、缺血、软化病灶；④眼球出现运动障碍等局灶性神经系统阳性的定位体征；⑤锥体束征及小脑征阳性；⑥早期即出现严重的认知功能障碍；⑦长期服用镇痛、镇静、抗精神病药物；⑧曾明确诊断过肝豆状核变性；⑨合并有心、肝、肾等重要脏器严重的内科病变。

1.1.2 对照组 对照组的纳入标准：①年龄和性别与PD组齐同；②查体无神经系统局灶性损害的定位体征；③既往无脑血管病、精神疾病、其他神经系统疾病；④既往无内科疾患病史且头颅MRI检查无明显异常；⑤根据中国人利手评定标准评定为右利手者。

1.2 研究方法

1.2.1 资料收集 使用PD的纳入及排除标准经两位经验丰富的神经内科医生明确诊断后确诊为PD，对所有的研究对象进行一般情况的采集，详细记录性别、年龄、发病年龄、病程、居住地、个人史、既往疾病史等。

1.2.2 评定量表 本实验PD组所有受试者均采用PD统一评分量表 （united Parkinson’s disease rating scale,UPDRS）进行评分，选取PD统一评分量表第三部分（UPDRS-III）用作本次研究，Hoehn-Yahr（H-Y）分级对疾病的严重程度进行分级，且两种量表均由同一名经神经心理学专业培训的医师所评定。

1.2.3 实验室检查 对所有受试者在行头颅MRI及SWI前2～3 d进行采血，夜间禁食水8 h以上于次日凌晨抽取空腹的肘静脉血，送至内蒙古医科大学附属医院的检验科进行相应项目的检验，检验项目包括Cp、血常规、生化、甲状腺功能。

1.2.4 影像学检查

1.2.4.1 成像设备 所有受试者均采用西门子公司的3.0 T磁共振扫描仪，在专业人员的指导下进行常规MRI及SWI的规范扫描，本实验所有影像学图片均由内蒙古医科大学附属医院核磁室的专业人员扫描获取，且均在同一名影像科医师的操作下完成。

1.2.4.2 成像参数 常规检查序列包括：轴位的T1加权成像（T1-weighted imaging,T1WI）及轴位的T2加权成像（T2-weighted imaging,T2WI），另外还需扫描SWI，各序列具体扫描参数如下：

T1WI扫描参数：层厚 5.5 mm，间隔 1.1 mm，重复时间 （repeat time,TR）=1600 ms，回波时间（echo time,TE）=10 ms，视野（field of view，FOV）：230 mm×230 mm，矩阵 320×240；T2WI扫描参数：层厚 5.5 mm，间隔 1.1 mm，TR=5500 ms，TE=117 ms，FOV 230 mm×230 mm，矩阵 320×320；SWI扫描参数：TR 27.0 ms，TE 20.0 ms，FOV 220 mm×198 mm，厚度 1.5 mm，间距 0.3 mm，翻转角度 15°，带宽120 Hz，矩阵 256×243；

1.2.4.3 SWI图像获取及后处理 利用高分辨率梯度回波序列对信号进行采集，可同时获得相位图及幅度图，将图像传入西门子工作站，在西门子自带程序中进行相位滤波、制作相位蒙片、提取SWI图像后得到校正相位图，并在其上手工勾画出各感兴趣区（region of interest,ROI），然后对各 ROI进行相位值的测量，各脑区的相位值用均数±标准差表示，单位为弧度（rad），相位值的计算方法采用如下公式：f（X）=-X*π/4096(X 为实际测得的值)，相位值位于+π与-π之间，测量方法及处理数据的方法均在西门子公司技术部的指导下进行。

1.3 观察指标 记录受试者的一般情况及血化验结果，血化验包括Cp、血常规、生化、甲状腺功能，所有受试者除Cp可降低外其他血化验结果皆无异常则可纳入实验对象，然后记录受试者的Cp数值。除此之外，还需要记录受试者各ROI的相位值，包括双侧的 SN、红核（red nucleus,RN）、尾状核（caudate nucleus,CA）、PU、GP、丘脑（thalamus,TH）、前脑白质（frontal white matter,FWM）共计 7对ROI的相位值，每个ROI均由同一名经过系统训练的医师在不同时间对同一ROI的相位值测量2次，并取平均值做为该ROI的相位值。

1.4 统计学方法 采用SPSS 21.0进行统计学分析，PD组及对照组各脑区的相位值采用两独立样本t检验进行比较，PD1组与PD2组及对照组间的各部位相位值采用单因素方差分析进行比较。若PD1组、PD2组及对照组同一脑区比较结果显示有统计学差异，两两比较则采用LSD-t检验。PD2组SN的相位值与Cp的水平、UPDRS-III评分、病程采用Pearson相关性分析，检验水准α=0.05。

2 结果

2.1 一般资料 收集PD组原发性PD患者55例，PD1组25例，PD2组30例。其中PD1组男15例，女10例，年龄54～82岁，病程 0.08～20年，Cp 0.25～0.33 g/L；PD2组男 15 例，女 15 例，年龄 48～78岁，病程 0.5～20年，p 0.13～0.24 g/L；正常对照组25例，其中男10例，女性15，年龄 57～82岁，Cp 0.25～0.50 g/L。对照组与PD1组及PD2组年龄比较无统计学意义(P＜0.05)，有可比性；对照组与PD1组及PD2组性别比较无统计学意义 (P＜0.05)，有可比性；PD1组与PD2组病程比较无统计学意义(P＜0.05)，有可比性；PD1组与PD2组Cp水平比较有统计学差异 (P＞0.05)，PD组与对照组的Cp水平比较也有统计学差异(P＞0.05)（见表1）。

表1 PD组与对照组一般资料

2.2 PD组评分与分级 PD1组UPDRS-Ⅲ评分为7～34分，H-Y分级为1～3级，轻度患者19例，中度患者 6例；PD2组 UPDRS-Ⅲ评分为7～32分，H-Y分级为1～3级，其中轻度患者24例，中度患者6例。PD1组与PD2组UPDRS-Ⅲ评分比较有统计学差异(P＜0.05)，经H-Y分级后例数进行比较无统计学差异(P＞0.05)（见表 2）。

表2 PD1组与PD2组UPDRS-Ⅲ评分与H-Y分级

2.3 PD组与对照组的相位值比较 对PD组及对照组行SWI检查经过处理后获得校正相位图，在其上对包括双侧 SN、RN、GP、CA、PU、TH、FWM 等7对脑区进行相位值的测量后取双侧相位值的平均值，然后对PD组及对照组各脑区的平均相位值进行比较，结果显示PD组与对照组的SN相位值存在统计学差异(P＜0.05)，对于其他脑区，PD组和对照组的相位值比较结果无统计学差异 (P＞0.05)（见表 3）。

图1 SN、RN校正相位图；图2 基底节区校正相位图；图3 FWM校正相位图；图4 1、2两个部位为勾画出的双侧SN；3、4两个部位为勾画出的双侧RN；图5 1、2两个部位为勾画出的双侧CA；3、4两个部位为勾画出的双侧PU；5、6两个部位为勾画出的双侧GP；7、8两个部位为勾画出的双侧TH；图6 中1、2两个部位为勾画出的双侧FWM

2.4 PD组SN相位值的改变 PD1组与PD2组及对照组的7对脑区的平均相位值进行比较，结果提示PD1组、PD2组与对照组三组的SN平均相位值之间有统计学差异(P＜0.05)，且差异显著，进一步分析提示，PD2组SN平均相位值与PD1组和对照组的SN平均相位值比较皆有统计学差异(P＜0.05)，而PD1组的SN平均相位值与对照组之间无统计学差异(P＞0.05)。三组间的其他脑区平均相位值进行比较差异皆无统计学意义(P＞0.05)（见表 4）。

表3 PD组与对照组各脑区双侧相位值的平均值

表4 PD1组、PD2组与对照组各脑区的双侧平均相位值

2.5 PD2组SN相位值与Cp水平、UPDRS-Ⅲ运动评分的关系 对PD2组双侧SN平均相位值与Cp水平及UPDRS-Ⅲ评分进行Pearson相关性分析，结果提示Cp的水平与双侧SN的平均相位值呈显著正相关（r=0.675，P＜0.001），即 Cp 水平越低，SN的相位值越低，铁沉积越多。UPDRS-Ⅲ评分与双侧SN的平均相位值呈显著负相关（r=-0.765，P＜0.001），即 UPDRS-Ⅲ评分越高，运动障碍越明显，患者SN的相位值越低，铁沉积越明显。

图7 Cp的水平与SN相位值的关系；图8UPDRS-Ⅲ与SN相位值的关系

2.6 PD2组患者的病程、H-Y分级与SN相位值的关系 对PD2组患者的病程与双侧SN的平均相位值行相关性分析，结果提示PD2组患者的病程双侧SN的平均相位值无显著相关性。PD2组患者经H-Y分级后，轻度PD患者的SN相位值（-0.126±0.019）与中度 PD患者的 SN相位值（-0.132±0.011）进行两独立样本 t检验，差异无统计学意义（P＞0.05），说明H-Y分级与SN相位值无显著相关性。

3 讨论

我们运用SWI测量了研究对象7对脑区的相位值，在统计分析中，我们发现PD组多个脑区的ROI相位值较对照组低，这也提示在PD患者的发病过程中脑内多个部位参与并有不同程度的铁沉积，但统计分析结果只显示PD组SN一个脑区的相位值与对照组比较结果有统计学意义（P＜0.05），这一结果与相关文献报道的结果相一致[4-5]。有文献报道PD患者GP及PU两个脑区在发病过程中亦受累，因此铁含量较健康者也有显著的增加[6-7],江名芳等[8]对31例PD患者进行RIO的勾画，结果提示RN的相位值最高,SN次之，而本次研究未得出相似结论，还需要日后进一步的探讨。

有文献报道，SN中存在一定比例的DA依赖于Cp的保护作用，Cp的降低促使这部分DA变性坏死，从而加重了铁的沉积[9]。基于这样的结果，我们对PD2组的Cp水平与SN相位值作相关性分析后，发现二者呈显著的正相关 （r=0.675，P＜0.001），说明Cp的降低影响了脑内SN铁的代谢，即Cp的水平越低，SN内铁沉积的量越多，此结果与先前的一些研究结果相同[10]。相关研究发现，通过干细胞移植到PD鼠脑SN内后分化出DA、增加了Cp的表达，减少了脑内SN铁的沉积，从而发挥了保护神经及改善行为学障碍的作用[11]，这也反向说明了Cp对SN内的铁代谢有着至关重要的意义。

我们对于PD2组患者双侧SN平均相位值与UPDRS-Ⅲ进行Pearson相关性分析，结果发现二者呈显著的负相关（r=-0.765，P＜0.001），这提示铁沉积的量与患者的运动功能障碍密切相关[12]，与相关报道结论相同。另外，我们对低Cp的PD患者SN平均相位值与相应的H-Y分级及病程进行统计学分析，结果提示铁参与了疾病的发生发展过程，但却不能作为疾病分期的依据，铁的沉积不会随着患者病情的严重程度而增高,与杨江胜等[13]相关文献的报道结果相一致。

SWI具有显示组织之间的磁敏感差异的特性，可用来测量局部脑铁的改变[14]，很多研究将黑质致密带和网状带分开测量，但二者因铁沉积后信号均较低致使分界不清导致分离困难，因此本次研究未将二者分开测量及讨论。另外，研究过程中应该注意由于手工勾画ROI时所带来的误差，选用同一医师对同一ROI行多次勾画取平均值的方法，可以尽量降低误差，除此之外，在测量过程中还会遇到脑内存在的生理钙化及其他异常变化等情况，需要研究者采用适当的方法并进行严谨的测量。

综上所述，Cp的降低与SN的铁沉积有着显著的相关性，而且检测方便、价格低廉，因此不失为一种有效的临床选择。另外，PD患者UPDRS-Ⅲ评分与SN相位值也密切相关，说明UPDRS评分可以较为实际的反应患者的病变情况。通过检测Cp与SWI测量脑内铁的沉积，我们可以将未出现症状的PD患者及高风险人群的PD患者尽早的筛查识别出来，尽早进行神经保护、驱铁治疗及其他的干预治疗，提高PD患者的生存质量。因此，Cp的检测与SWI相位值的测定相结合对于PD的早期诊断、干预、治疗是十分重要及必要的。