帕金森病患者认知功能障碍与血清BDNF及TrkB水平的关系研究

张立群 刘 崴 王 钰

天津医科大学总医院神经内科，天津 300052

帕金森病(PD)是中老年最常见的神经系统变性疾病。近年来，PD的非运动症状逐渐引起研究者们的关注，包括认知功能障碍、嗅觉减退丧失、情感及精神障碍、睡眠及便秘、口干、排汗障碍等自主神经受累的症状。而认知功能障碍是最常见的PD的非运动症状之一，尤其在PD病程的晚期。流行病学研究提示，24%～62%的PD病人存在不同程度的认知功能障碍[1]，而且PD病人与同年龄的老人相比，发生痴呆的风险高3～6倍[2]。PD病人认知功能损伤最常见于视空间、注意力、执行功能和记忆力等方面[3]。但PD病人这些认知功能损伤发生的机制仍不明确。

脑源性神经营养因子(BDNF)通过激活下游的信号转导通路在神经重塑、理解和记忆方面扮演重要角色[4]。目前的研究发现，帕金森病人的血清或脑组织中存在BDNF水平的变化[5]。这些发现表明，血清BDNF水平有可能与帕金森病认知功能障碍密切相关。酪氨酸激酶受体B(TrkB)是BDNF的特异性受体，BDNF通过与其高亲和力受体TrkB相结合从而发挥生物学效应，TrkB是激活下游信号转导通路的关键蛋白[6]。本研究分别从即刻记忆、延迟记忆、视空间结构、注意力、语言五方面对PD病人的认知情况进行评估，并对PD病人血清BDNF和TrkB水平与认知功能的相关性进行分析，探讨血清BDNF及其特异性受体与PD认知功能的相关性及其成为生物学标记的可能性。

1 资料与方法

1.1一般资料选取2006-07—2009-05在天津医科大学总医院帕金森门诊确诊的97例PD患者进行研究，男54例，女43例，年龄50～75 (63.6±9.3)岁；诊断符合英国脑库诊断标准，排除帕金森叠加综合征、继发性帕金森综合征患者。所有PD患者未服用森福罗，司来吉兰和其他影响认知功能评分的药物。同期入组和PD患者性别、年龄、教育程度相匹配的健康对照组102例，男58例，女44例，年龄48～78(61.5±9.8)岁。排除颅脑占位、相关的脑血管病变、脑外伤、癫痫、痴呆，无急性和慢性感染史，除外肝肾功能障碍及焦虑、抑郁、精神分裂等精神疾患。所有研究对象无酗酒及滥用药物。本研究经我院伦理委员会批准，所有研究对象同意参与研究并签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1 临床资料评定：2组均采集性别、年龄、BMI、受教育程度、病程、吸烟史等一般资料，利用神经心理状态评定量表(RBANS)测评PD病人和对照组的认知功能[7]。RBANS评分由12个测试任务组成，评定五方面的认知功能情况，包括即刻记忆(包括故事记忆和词汇记忆2个任务)、延迟记忆(包括词汇回忆、词汇再认、故事回忆和图形回忆4个任务)、视空间结构(包括图形描摹和线条角度2个任务)、注意力(包括数字广度和编码2个任务)和语言(包括图片命名和语言流畅2个任务)。采用H-Y分期评定运动功能障碍(参照修订的Hoehn-Yahr分期标准)[8]。

1.2.2 标本采集和血清BDNF、TrkB的测量：患者经10～12 h禁食，于06：00～08：00取空腹静脉血5 mL，4 ℃冰箱保存4 h，充分凝固后3 000 g离心10 min，分离血清，置于-20 ℃冰箱保存待测。用酶联免疫吸附法(ELISA)检测BDNF和TrkB水平，所有样本由同一实验员测定，批内、批间差异分别为5%、7%。实验所需试剂盒由美国Progma公司提供，测定操作的全过程严格按照试剂盒说明书进行。

2 结果

2.12组一般资料比较97例PD患者年龄与对照组相比，差异无统计学意义(t=1.543，P=0.1245)。2组性别构成(χ2=0.029，P=0.865)、婚姻状况(χ2=2.548，P=0.11)、民族(χ2=0.959，P=0.619)、吸烟(χ2=1.520，P=0.468)、受教育程度(t=0.200，P=0.984)相比，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2血清BDNF水平的表达PD患者血清BDNF水平与对照组相比明显降低[(7.37±2.77)ng/mL vs (11.9±2.04)ng/mL，t=13.19，P<0.001]，Person相关分析显示，PD患者组中血清BDNF水平与H-Y评分无明显相关性(P>0.05)。见表1。

2.3血清TrkB水平的表达PD患者血清TrkB水平与正常对照组相比显著降低[(9.25±1.68)ng/mL vs (11.74±2.01)ng/mL，t=7.558，P<0.001]，Person相关分析显示，PD患者组中血清BDNF水平与H-Y评分无明显相关性(P>0.05)。见表1。

2.42组认知功能比较97例PD患者和102名健康对照者RBANS总分和各亚组评分情况见表2。PD组RBANS总分和全部亚组，包括即刻记忆、延迟记忆、视空间结构、注意力、语言五方面认知功能评分均低于健康对照组(P<0.05)。

2.5血清BDNF水平与认知功能的相关性分析在健康对照组中，相关分析显示血清BDNF水平与RBANS评分无相关性。在PD患者组中，相关分析提示，血清BDNF水平与RBANS评分总分和全部5个亚组存在明显正相关，包括即刻记忆(r=0.57，P<0.001)、延迟记忆(r=0.60，P<0.001)、视空间结构(r=0.58，P<0.001)、注意力(r=0.73，P<0.001)、语言(r=0.58，P<0.001)。将血清BDNF表达水平作为因变量，RBANS评分总分和5个亚组作为自变量，进行多元逐步回归分析，结果显示，RBANS评分与血清BDNF水平呈正相关，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

2.6血清TrkB水平与认知功能的相关性分析在健康对照组中，相关分析显示血清TrkB水平与RBANS评分无相关性。在PD患者组中，相关分析提示，血清TrkB水平与RBANS评分总分(r=0.016，P>0.05)和全部5个亚组不存在明显的相关性，包括即刻记忆(r=0.31，P>0.05)、延迟记忆(r=0.07，P>0.05)、视空间结构(r=0.001，P>0.05)、注意力(r=0.026，P>0.05)、语言(r=0.037，P>0.05)。

表1 PD组与对照组临床资料及血清BDNF、TrkB水平对比

表2 PD组和对照组RBANS评分比较

表3 PD组RBANS评分对血清BDNF影响的多元回归分析

3 讨论

PD认知功能障碍严重影响患者生活质量，给社会和家庭带来沉重负担。然而，目前针对PD认知功能障碍的发病机制研究仍不明确，对于PD认知功能障碍的生物学标志物的研究仍在探索中。LEVERENZ等[9]研究发现，在PD患者脑脊液中BDNF水平与认知功能密切相关。最近的研究提示，在PD伴轻度认知功能障碍的患者中，血清BDNF水平与注意力和执行功能损害密切相关[10]。研究发现，PD患者中BDNF Val66Met多态性与认知功能障碍相关[11-12]，并且服用抗帕金森药物可以升高BDNF水平[13]。研究证实，BDNF可以通过血脑屏障，且血清BDNF水平与脑中BDNF水平呈正相关，因此外周血中BDNF水平可能间接反映中枢神经的变化[14]。这些发现表明BDNF可能在PD的病理机制中发挥作用且血清BDNF有可能成为PD生物学标志物，而作为BDNF特异性受体TrkB，BDNF有可能通过BDNF-TrkB信号通路发挥其生物学功能。

本研究显示，PD患者血清BDNF和TrkB水平显著降低，与PD病人尸检结果和PD动物模型获得的研究结果一致。PD患者的尸检结果显示，在黑质致密部、尾状核和壳核存在BDNF mRNA表达水平的下降[15]，在PD动物模型的黑质纹状体通路中也发现了这些变化[16]，且在6-OH多巴大鼠模型中BDNF-TrkB通路可以阻止多巴胺神经元的变性[17]。这些结果表明BDNF-TrkB的降低在PD的发病中起作用。

本研究中，PD患者与对照组相比，评价认知水平的RBANS评分的总分和全部5个亚组评分显著下降，说明PD患者在即刻记忆、延迟记忆、视空间结构、注意力、语言五方面均存在功能的损伤。研究发现，PD患者存在很高的认知功能损害和痴呆的风险[18-20]，但其具体的发病机制仍不明确。本研究提示，在PD患者中血清BDNF水平与RBANS评分呈正相关，血清BDNF水平越低，PD患者的认知障碍越明显。一个可能的原因是，BDNF-TrkB信号通路起到神经保护的作用，BDNF与特异性受体TrkB结合，在调节突触重塑，促进多巴胺能神经元存活上起到关键作用[21]。BDNF还被认为是诱导长时程增强的重要因子，而长时程增强被认为是理解和记忆的神经生理学基础[22]。动物实验证实，敲除BDNF基因的小鼠长时程增强明显受损，且这种损伤通过BDNF-TrkB信号转导系统实现[21]。BDNF影响PD的认知功能另一个可能的机制是，通过影响中脑皮质和中脑边缘叶的多巴胺能通路发挥作用[23]。多巴胺能系统在PD认知功能中所起的作用得到越来越多的关注，多巴胺水平的变化可以改善或恶化PD患者的认知功能[24]。而且BDNF可以和中脑边缘叶的多巴胺能系统相互作用，影响其多巴胺的释放，诱导多巴胺相关行为[25]。这些研究表明内源性BDNF与多巴胺能系统密切相关。因此可能与BDNF和多巴胺能系统异常的相互作用有关。但BDNF与多巴胺能系统如何相互作用，如何影响PD患者的认知功能还需要进一步研究。

本研究提示，PD患者血清BDNF-TrkB显著减少，并且显示广泛的认知功能损害表现，包括即刻记忆、延迟记忆、视空间结构、注意力、语言五方面均出现功能下降。进一步研究发现，PD患者下降的血清BDNF水平与认知功能的损害呈正相关。虽然BDNF与认知功能密切相关的机制还需要进一步深入研究，但下降的BDNF水平可能是PD患者认知功能损害的危险因素，且BDNF可能通过多巴胺能系统和BDNF-TrkB信号转导通路影响认知功能。这些还需要进一步扩大样本继续研究，而BDNF有可能成为PD认知功能的生物学标志物。