孤独症谱系障碍儿童的血清谷氨酸水平研究

安英萍，张婕

（1.西安医学院，陕西 西安 710021；2.西安市儿童医院儿童保健中心，陕西 西安 710002）

0 引言

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder, ASD)是一类发病于儿童早期的神经发育障碍性疾病，表现为兴趣狭窄、缺乏社交技能以及重复刻板行为[1]。近年来，ASD的发病率逐年增高，2016年美国11个洲监测到的8岁儿童患病率为1/54[2]，2014年-2016年Zhou等在我国调查发现6-12岁儿童ASD的患病率为0.7%[3]，2017年-2018年曹春红等对西安市城区的调查显示3-6岁儿童现患率为7.3‰[4]。

目前对ASD病因学探索涉及基因、环境因素、遗传学以及免疫学等多方面[5-6]。

近年来，谷氨酸功能失调学说被认为与ASD发病有关。在成熟的大脑中，信息处理过程主要依赖于兴奋与抑制信号的整合，这一过程主要依赖于兴奋性神经递质-谷氨酸（glutamate,Glu）与抑制性神经递质-γ-氨基丁酸（gammaaminobutyric,GABA）[7]。研究发现，谷氨酸作为大脑内主要兴奋性神经递质，在中枢神经系统中起到重要作用，尤其在神经活动、感觉、认知功能等方面[8]。关于ASD儿童谷氨酸的研究，涉及到血液、尿液、粪便、脑脊液、磁共振波谱以及动物模型等方面。Aldred等[9]研究表明，与正常对照组相比ASD患者血浆中谷氨酸的浓度显著增高。Cochran[10]等通过氢质子磁共振波谱发现，与正常对照组相比青少年ASD患者脑内谷氨酸峰浓度明显增高。Wei等[11]研究发现，与普通的老年小鼠相比，老年ASD样小鼠大脑皮质中谷氨酸的释放水平反而降低。

这些关于谷氨酸与ASD之间的关系有明显的争议，因此需要更进一步探索。另外，目前关于谷氨酸与ASD儿童临床症状相关性研究国内较少，是否存在地区、人种差别等尚不得知。本研究是对ASD儿童与神经发育行为正常儿童的血清谷氨酸水平进行检测，探讨其与ASD儿童临床症状的相关性，为ASD儿童的病因提供进一步临床研究支持。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2021年5月至2021年11月在西安市儿童医院儿童保健中心就诊的40名2-6岁ASD儿童和40名同年龄组神经发育行为正常的儿童为研究对象。

ASD组纳入标准：（1）符合美国《精神障碍诊断与统计手册》第5版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5，DSM-5）孤独症诊断标准[12]；（2）入组前2周未服用任何中枢神经系统药物 (包括中枢兴奋剂、抗精神病药、抗抑郁药及苯二氮卓类药物等 ), 未进行特殊饮食疗法；（3）入组前未经过相关康复训练；（4）参与研究的ASD患儿均经过2位高级职称医师进行评估；（5）儿童孤独症评定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]得分＞30分，孤独症行为量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]得分＞67分。排除标准：（1）伴有其他脑器质性疾病；（2）患有严重的心、肝、肾等躯体疾病；（3）单纯语言发育障碍及其他广泛性发育障碍；（4）伴有遗传代谢疾病。

对照组排除标准：（1）有ASD直系亲属；（2）有神经发育障碍疾病；（3）遗传代谢性疾病、急慢性感染性疾病等。

1.2 样本量估算

按两独立样本均数比较的研究设计计算样本量。谷氨酸的均值和标准差参考既往文献[15]里的相应数值及实验人数，取α=0.05，1-β=0.9，估算每组所需样本量为40例。

1.3 血清谷氨酸水平测定

（1）标本采集：晨起8点，研究对象于手指尖用75%的乙醇棉签消毒后，采用触压式采血器穿刺，深度不超过2.0mm，用无菌棉球弃去第一滴血，连续采集4个血滴于S&S903滤纸，每个血斑的直径不小于8mm，室温下自然干燥2-3小时后，血斑颜色从鲜红色变成褐色即可递送至实验室。

（2）检测方法：应用AB SCTEX API3200型液相色谱串联质谱仪进行检测。

1.4 量表

1.4.1 孤独症评定量表

儿童孤独症评定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]，根据家长、病史记录提供的信息以及现场行为观察等进行评价。该量表包含15个条目，每个条目的评分采用1-4分的等级评分：1分正常，2分轻度异常，3分中度异常，4分重度异常。将15个条目得分累加形成量表总分，总分＜30分表示非孤独症；30-35分，并且＞3分的项目＜5项，评定为轻中度孤独症；总分≥36分，并且至少有5项评分＞3分，评定为重度孤独症。

1.4.2 孤独症行为量表

孤独症行为量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]，由父母或共同生活两周以上的人填写，该量表包含57个条目，每个条目根据诊断价值的高低给予1-4分的得分。各条目得分累加形成量表总分。筛查划界分为57分，诊断划界分为67分。

1.5 质量控制

（1）血样采集过程中记录好患者姓名、年龄、性别、门诊号等，若出现血样不合格情况，应重新进行采血，以保证数据的准确性。（2）数据经审核后采用EpiData双录入建立数据库，并进行数据逻辑审核。

1.6 统计学分析

采用 SPSS 25.0 软件进行统计学分析。符合正态分布或近似正态分布的计量资料以均数± 标准差（）表示，不符合正态分布的计量资料采用中位数（四分位数间距）[M（P25，P75）]表示。符合正态分布且方差齐的两组间数据比较采用两样本t检验，不符合正态分布的计量资料采用Mann-Whitney U 检验。计数资料以例数和百分率[n（%）]表示，组间计数资料的比较采用χ2检验。采用偏相关分析法（控制年龄和性别两个变量）评估血清谷氨酸水平与 ABC 和 CARS量表评分的关系。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 基本情况

ASD组和对照组均各40人，两组在性别、年龄上比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 ASD组和对照组的基本情况

2.2 ASD组和对照组血清谷氨酸水平比较

ASD儿童血清谷氨酸水平明显高于对照组（P＜0.05），见表2。

表2 ASD组和对照组血清谷氨酸水平比较

2.3 不同程度ASD儿童血清谷氨酸水平比较

重度组ASD儿童血清谷氨酸水平明显高于轻-中度组（P＜0.05），见表3。

表3 轻-中度和重度ASD儿童血清谷氨酸水平比较

2.4 血清谷氨酸水平与CARS和ABC量表的相关性

控制性别和年龄因素后，进行偏相关分析，血清谷氨酸水平与CARS得分呈正相关（r=0.339，P＜0.05），与ABC得分无明显相关性，见表4。

表4 ASD儿童血清谷氨酸水平与CARS和ABC量表的相关性

3 讨论

由于ASD病因的复杂性，发病机制仍然尚不清楚，谷氨酸作为大脑内最主要的兴奋性神经递质，在兴奋与抑制平衡中，发挥重要作用，大脑兴奋与抑制信号失衡，会造成人体功能与生长发育的紊乱，从而可能导致ASD的发生，提示我们谷氨酸可能在ASD病因中起到一定作用。为了保持突触传递的正常运转，星形胶质细胞和Glu神经元以及GABA神经元之间的谷氨酸-谷氨酰胺代谢偶联起到重要作用，通过防止过量的谷氨酸扩散到周边神经元，来避免神经元的过度兴奋，起到一定保护作用[16]。尽管谷氨酸不易穿过血脑屏障，但研究发现，血液与中枢神经系统中的谷氨酸含量密切相关，因此血液中的谷氨酸水平可以反映脑内谷氨酸水平[17]。本研究通过调查我国2-6岁ASD儿童的血清谷氨酸水平，同时采用CARS、ABC量表对ASD儿童临床症状进行评估，探讨ASD儿童血清谷氨酸水平与其临床症状的相关性，为ASD病因及临床干预治疗提供进一步支持。

本研究发现，ASD儿童血清谷氨酸水平明显高于对照组儿童。Abu等[18]的研究表明，与正常对照组相比，ASD患者血浆中谷氨酸的浓度显著增高，而谷氨酰胺的浓度显著降低，也即孤独症患者血浆中谷氨酸与谷氨酰胺的比值显著高于正常对照组。Shimmura等[19]对高功能孤独症患者的研究也得出了相似的结果，并且，血浆中谷氨酸与谷氨酰胺的水平可以将高功能孤独症患者与正常对照区分开来，区分的正确率达到91%。在Zheng等[13]的关于ASD儿童血液谷氨酸水平Meta分析中，也得出相同的结论。

本研究还发现，重度ASD儿童血清谷氨酸水平高于轻-中度ASD儿童，表明高水平的谷氨酸会加重ASD的严重程度。Cai等[20]研究发现与精神发育正常的儿童或者与单纯精神发育落后的儿童相比，ASD儿童血浆中谷氨酸的水平显著增高，并且谷氨酸增加的水平与孤独症样症状的严重程度呈正相关。Shinohe等[21]的也研究发现，血清中谷氨酸的浓度与孤独症诊断访谈量表中的社交互动异常得分呈显著正相关的关系。

另外，本研究发现，控制性别和年龄因素后，进行偏相关分析，ASD儿童血清谷氨酸水平与CARS得分呈正相关。Nikvarz 等[22]对NMDA受体拮抗剂美金刚治疗孤独症的疗效观察发现，采用ABC、CARS和临床全球印象严重度量表（Clinical Global Impression-Severity，CGI-S）评定患者的行为症状，结果显示患者ABC中4个分量表的得分以及CARS的10项得分和总分均降低。

本研究也存在一些不足，如患儿均来自单一地区，样本均来自门诊，病例数偏少，且未顾及到不同地区、不同人种的血清谷氨酸水平特点。本研究进一步证实了血清谷氨酸水平升高可能与ASD有关，但谷氨酸具体如何作用于ASD病程中仍需研究，另外需要扩大临床其余谷氨酸相关样本量，如尿、粪、脑脊液等，以探索不同体液下谷氨酸与ASD的关系。我们坚信，在不久的将来，随着对孤独症病因的研究，有效科学的治疗方法终会出现。