双相障碍患者炎症因子和胶质细胞源性神经营养因子与认知功能的关系

钟育年, 赵义林, 肖文焕, 杨 翔, 徐 莹

(江苏省扬州市精神卫生防治中心/江苏省扬州五台山医院 精神科, 江苏 扬州, 225003)

双相障碍是一种以躁狂和抑郁发作为特征的情绪障碍，这是一种中枢神经系统弥漫性生化改变的全身性疾病。患者因认知障碍导致的社会职业功能丧失和人际关系缺陷，是其核心特征之一。但目前这一现象的神经生物学基础尚不清楚。研究[1-2]表明，炎症和神经营养缺陷是双相障碍病理生理学的重要因素，可能参与双相障碍认知缺陷的内在机制。临床研究报告双相障碍躁狂期和抑郁期的免疫和炎症水平发生变化，如急性期反应物、异常炎症细胞因子水平和活化淋巴细胞亚群增加[3]。免疫功能障碍在认知障碍的发展中起着关键作用，但是炎症对双相障碍认知影响的研究数量有限。CHEN M H等[4]强调炎症和氧化应激在双相障碍中的作用，但有关炎症机制如何影响这些患者认知障碍的数据不充分。中性粒细胞-淋巴细胞比(NLR)和血小板-淋巴细胞比(PLR)是外周炎症标志物之一，很容易从血液循环获取，但是其与精神疾病关系的研究文献较少。

胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)是转化生长因子β家族中的一员，在海马细胞的发育和功能中发挥作用，而内在海马活动是精神疾病认知和症状的生物标志物[5]。GDNF不仅涉及许多生理过程，保护中枢神经系统和周围神经系统免受变性，同样涉及多种神经和精神疾病的发病机理，例如双相障碍和精神分裂症[2, 6]。因此GDNF是一种具有多种生物学功能的神经营养因子，其可能是炎症与神经可塑性之间的桥梁。本研究比较双相障碍患者和健康对照者NLR、PLR和GDNF, 并探讨GDNF和炎症的交互作用对认知功能的影响，现报告如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

双相障碍患者均来自江苏省扬州五台山医院住院部或门诊部，随机选择患者55例纳入本研究观察组。纳入标准: 患者年龄18～60岁，汉族; 符合双相障碍DSM-Ⅳ诊断者; 患者病情处于稳定期，汉密尔顿抑郁量表评分<8分, Young氏躁狂量表评分<6分; 病程至少5年者; 进入研究前已接受口服心境稳定剂或抗精神病药物剂量稳定至少12个月者; 提交书面知情同意书者。排除标准: 精神分裂症或其他精神病的诊断史者; 精神发育迟滞或广泛性发育障碍诊断者; 临床显著神经系统疾病或头部损伤伴意识丧失者; 目前正在服用认知增强药物，治疗疼痛药物或其他可能影响认知能力药物者; 酗酒或吸毒依赖史者; 无法充分理解普通话或测试说明者。

对照组由当地健康志愿者54例组成，志愿者或其一级亲属无DSM-Ⅳ五轴诊断轴Ⅰ诊断的精神疾病，其余排除标准和双相障碍患者一样。2组在性别、年龄、受教育年限上差异均无统计学意义(P>0.05)。所有参与者均获得书面知情同意，并经医院伦理委员会批准。

1.2 方法

1.2.1 量表评定: 采用MCCB中文版认知测试中的3个量表进行患者和正常健康组认知领域的评估: 连线测试(TMT)、言语流畅性测验(VFT)和Stroop测验(斯楚普测验)，这些量表被翻译成中文，心理测量特性良好(Cohen′s d 0.02～0.49)。重测信度，效度良好(组间相关系数0.73～0.94)[7]。

1.2.2 血液标本检测: 从受试者身上采集空腹静脉血样，在他们进行神经心理测试的当天测量中性粒细胞、淋巴细胞和血小板计数，计算NLR和PLR。而GDNF的检测需要先分离血清保存到-70 ℃冰箱待进一步分析。根据制造商的说明(Promega, Madison, WI, USA), 采用酶联免疫吸附试验进行GDNF血清浓度检测。所有的样品和标准品重复测量2次。由1名经验丰富的实验员一次性对同一批试剂盒上的所有平板进行检测。标准曲线范围为15.6～1 000.0 pg/mL。批内和批间变异系数分别为<5%和<10%。

1.3 统计学方法

2 结 果

2.1 一般资料的比较

观察组与对照组在年龄、性别、教育年限、吸烟状态和体质量指数方面的差异均无统计学意义(P>0.05)。与对照组比较，观察组NLR和PLR升高，而GDNF浓度降低; 在神经认知测试方面除Stroop-单词和颜色外，观察组认知表现均差于对照组，差异具有统计学意义(P<0.05), 见表1。

表1 2组一般资料比较

2.2 认知功能相关性分析

在双相障碍患者中，受教育程度与VFT-动作(r=-0.429,P=0.001)和TMT-B(r=0.344,P=0.010)均存在相关性。NLR和GDNF(r=-0.415,P=0.002)、VFT-动作(r=-0.379,P=0.004)及TMT-B(r=0.597,P<0.001)均存在相关性。GDNF亦与VFT-动作(r=0.269,P=0.047)及TMT-B(r=-0.407,P=0.002)呈显著相关。但是, PLR与神经认知测试之间未发现显著相关性(P>0.05)。此外对照组NLR、PLR、GDNF和神经认知测试之间无显著相关性(P>0.05)。

2.3 认知功能回归分析

因为NLR和GDNF均与VFT-动作和TMT-B相关，此外NLR和GDNF亦相关，因此需要进一步采用分层回归分析控制混杂因素，探讨NLR和GDNF交互作用对认知功能的影响。首先以TMT-B为因变量，第1层模型中，将P<0.05的人口学变量及文献报道有影响的临床变量(年龄、受教育程度、病程)同时纳入分析; 在第1层基础上将炎症指标NLR和GDNF作为第2层模型; 第3层在第1、2层基础上纳入交互变量NLR和GDNF交互作用进行分析。

研究发现第1层中R2=0.129, 说明单一的人口学和部分临床数据不能预测认知功能。第2层中,R2=0.609, 增加了0.479, 说明炎症因子(β=15.475,P<0.001)、GDNF(β=-0.016,P=0.046)可以预测TMT-B。第3层中，交互项(β=0.166,P<0.001)可以正向预测TMT-B, 其R2=0.914, 增加了0.305, 表明两者交互作用可以解释认知功能TMT-B总变异的30.5%, 见表2。当再次以VFT-动作为因变量时，未发现炎症因子和GDNF存在交互作用影响认知表现(P>0.05)。

表2 双相障碍患者TMT-B影响因素回归分析

3 讨 论

双相障碍是一种复杂的精神疾病，其特征在于认知方面不同程度的损害，包括言语功能，处理速度和注意及记忆力。目前研究[8]显示，即使和健康人有相同的智力和受教育水平，双相障碍患者在临床症状稳定后仍存在认知损害，范围可能从接近正常到全部损害。MISKOWIAK K W等[9]发现双相障碍患者除了语言学习任务以外的所有神经认知功能测验都和正常人相似。SONKURT H O等[10]研究也表明双相障碍存在相当大的认知异质性。本研究发现双相障碍患者即使在稳定期，认知功能仍部分受损，尤其是执行功能。临床研究中还发现双相障碍患者的NLR和PLR比对照组升高, GDNF血清浓度降低，表明患者存在炎症反应增加和神经营养缺陷，这和国内外的研究[11]结果相一致。此外NLR作为内皮功能障碍和炎症的标志物具有预后和预测价值。KALELIOGLU T等[12]提出NLR和PLR在双相障碍躁狂期甚至正常状态中的病理生理学中都起作用。SAGLAM AYKUT D等[13]揭示NLR与双相障碍躁狂发作住院患者的Stroop干扰评分呈负相关。GDNF对大脑的黑纹状体和中脑边缘单胺能系统具有保护效果，被认为是多巴胺能和5-羟色胺能，而这两种递质与双相障碍的发病机制密切相关[14]。这些结果进一步支持炎症和神经营养因子在双相情感障碍病理生理学中的作用。但是观察到的GDNF减少和炎症因子含量增加是否由于病理或适应性反应仍有待确定。

认知缺陷是双相障碍患者的核心症状，而认知与工作、人际关系、日常生活密切相关，因此探索认知缺陷的病理机制至关重要。在本研究中，神经心理学测试与NLR、PLR和GDNF之间的相关性分析显示, NLR和GDNF分别与VFT-动作及TMT-B评分之间存在显著的相关，这和国内外的研究结果一致[15-16]。TSENG H H等[17]发现炎症状态升高和神经营养因子降低均会对额颞叶认知能力，如记忆、注意力和执行功能，产生负面效果。这些证据支持双相障碍患者升高的炎症标志物水平和降低的GDNF浓度均与认知功能较差相关。

最新数据证实不同类型的免疫细胞和上皮细胞具有释放GDNF家族配体并表达其受体的能力，从而参与修复炎症后上皮屏障损伤[18]。GDNF是炎症过程中的关键参与者，是连接神经元和上皮细胞之间的通讯员，参与造血细胞分化的调节以及在感染期间激活免疫系统反应[19]。此外，有证据表明GDNF部分由免疫细胞表达并调节促炎细胞因子的分泌，可用于治疗炎症性疾病[20], 而炎症因子也影响GDNF的表达和调节，因此两者之间相互影响相互依存。本研究结果GDNF和NLR相关符合这一观点，同时还发现炎症和神经营养因子存在交互作用对认知功能产生影响，这是研究创新点。尸检研究[21]显示，双相障碍患者前额叶和前扣带回皮质特定层的星形胶质细胞和小胶质细胞数量或密度降低。而星形胶质细胞主要分泌GDNF, 小胶质细胞负责清除中枢神经系统中损坏的神经，斑块及感染性物质。此外，在脑免疫细胞的背景下, GDNF及其受体在炎症条件下的小胶质细胞和相关巨噬细胞中表达，减少炎性细胞因子的分泌[22-23]。GDNF亦通过激活小胶质细胞功能帮助免疫系统从受感染的神经元中清除病毒。因此推测GDNF和炎症因子NLR相互作用影响双相障碍认知损害的病理机制。

本研究由于样本量相对较少而存在一些局限性：首先，这项工作表明GDNF与执行功能(TMT反映执行功能)变化之间存在相关性，但无法解释可能的因果关系，本研究无法区分GDNF水平的变化是否来自接触抗精神病药治疗或双相障碍自然精神病理学的结果；其次，神经心理测试时由于双相障碍患者仍服用药物，这可能会影响认知和促炎功能；最后，虽然2组患者的文化水平、吸烟状况和体质量指数相匹配，但有一些不可控制的因素，如遗传特征、生活方式、饮食运动和营养模式，对结果可能产生一定的混杂效应。因此本研究揭示了NLR和GDNF与TMT-B分数之间存在相关，还发现了两者交互影响认知表现，这表明了认知功能复杂的病理生理机制。未来可采用前瞻性研究控制相关的混杂因素来确认炎症和GDNF对双相障碍患者认知功能的影响。