神经内分泌免疫调节网络在焦虑症发病机制中的作用*

焦虑症，又称焦虑障碍，是一组以病理性焦虑情绪为主要临床表现的精神障碍，患者在精神因素影响下以发作形式或持续状态出现焦虑反应，伴有一系列躯体化症状和病理变化，是现代社会最常见的精神疾病之一[1]。根据流行病学调查，全球三分之一的人口在一生中受到焦虑症的影响[2]。焦虑症的发病与遗传、社会环境、心理状态等因素的刺激引起的机体内环境紊乱关系密切。神经内分泌免疫调节(Neuroendocrine Immunomodulation, NIM)网络是一个复杂的多向调节环路，功能上的相互联系和作用通过系统间共有的化学信息分子与受体实现[3]，使机体在各种不同条件下保持内环境稳态[4]。由于神经内分泌系统与免疫系统的相关作用是双向的，他们拥有一套共同的神经肽激素、细胞因子以及拥有相同的受体，使这三大系统之间或系统内部相互交通和调节，由此构成了NIM网络。其体液通路主要由下丘脑-垂体-肾上腺(Hypothalamus-Pituitary-Adrenal，HPA)轴、下丘脑-垂体-甲状腺(Hypothalamus-Pituitary-Tyroid，HPT)轴、下丘脑-垂体-性腺(Hypothalamus-Pituitary-Gonadal，HPG)轴与免疫因子组成。文献表明，HPA和HPG的激素在神经内分泌免疫调节中起最重要的作用[5]。近年来，NIM网络在焦虑症发病机制中的作用受到越来越多的关注，本文对近年来的相关研究进行综述，以期为焦虑症的防治策略提供借鉴。

1 神经内分泌系统在焦虑症发生中的作用

1.1 HPA轴与焦虑症 下丘脑分泌促肾上腺皮质激素释放激素(Corticotropin Releasing Hormone，CRH)，可刺激垂体释放促肾上腺皮质激素(Adrenocortico-tropic Hormone， ACTH)，肾上腺在ACTH的作用下合成糖皮质激素(Glucocorticoid，GC)，主要是人类的皮质醇(Cortisol，CORT)和啮齿类动物的皮质酮(Corticosterone，CORT)，CORT又对下丘脑和垂体具有负反馈作用，抑制CRH和ACTH的合成与释放，由此构成HPA轴。作为参与应激反应的主要应激轴，HPA轴的失调与焦虑症的发生发展密切相关。

动物实验研究发现HPA轴的失衡在焦虑症的发生发展中发挥重要作用。Kosari-Nasab M等[6]发现轻度创伤性脑损伤(mild Traumatic Brain Injury，mTBI)诱发的焦虑相关症状小鼠ACTH和CORT水平升高，以阈下剂量的促肾上腺皮质激素释放因子(Corticotropin Releasing Factor，CRF)激活CRF-1受体会导致焦虑样行为和HPA轴对压力的反应增加。该研究还发现，HPA轴功能障碍的正常化可有效治疗或减轻焦虑症，阈下剂量的安他拉明(Antalarmin)阻断CRF-1受体可降低mTBI诱导的小鼠焦虑相关症状和HPA轴对应激的反应。

临床研究发现，应激性的生活事件与焦虑症发病密切相关，在几乎所有的焦虑症的报告中都显示HPA轴的异常[7]。Liu L等[8]研究发现，HPA轴活动在中国母亲及父亲体罚与儿童焦虑之间存在一定的调节作用，CORT水平和昼夜皮质醇节律的恶化即节律的平坦化与儿童焦虑密切相关。在患有焦虑症的老年人中，HPA轴对心理情绪压力的应激反应性升高，与昼夜节律的破坏和盐皮质激素(Mineralocorticoid)受体介导的GC负反馈有关[9]。

1.2 HPG轴与焦虑症 HPG轴依据性别的不同又可分为下丘脑-垂体-卵巢(Gypothalamus-Pituitary-Ovary，HPO)轴和下丘脑-垂体-睾丸(Hypothalamus-Pituitary-Testicle，HPT)轴。下丘脑产生促性腺素释放激素(GnRH)，刺激垂体分泌促卵泡成熟素(Follicle-Stimulating Hormone，FSH)和促黄体生成素(Lutei-nizing Hormone，LH)，卵巢可合成和分泌孕酮(Progesterone，P)、雌激素[主要是雌二醇(Estradiol，E2)]以及雄激素[主要是睾酮(Testosterone，T)]；睾丸可合成和分泌T和E2等性激素。性激素又可对GnRH、FSH和LH进行负反馈调节。

动物实验研究发现HPG轴的紊乱与焦虑密切相关。成年雌鼠在进行卵巢切除(Ovariectomized，OVX)后，焦虑程度明显升高[10]。在围绝经期小鼠模型中，发现小鼠焦虑样行为明显增加，卵泡耗尽以及封闭卵泡增加，过渡性卵泡耗竭伴有血浆P和T水平的降低，而FSH、E2水平无变化[11]。过量的T亦可引导雄性啮齿类动物的焦虑行为，正常雄性大鼠在给予GnRH激动剂后焦虑样行为有所增加，可能是由于T水平的过度升高[12]。

临床研究表明，E2、P和T这类性激素与焦虑症发病有密切的联系。越来越多的临床研究表明女性比男性更容易患上焦虑症等以压力和恐惧为基础的疾病，女性患焦虑症的风险大约是男性的两倍[13]，且在女性育龄期经历激素水平剧烈波动的阶段如月经期、妊娠期、产后和更年期，罹患焦虑症或焦虑相关症状恶化的风险会更高。Reynolds TA等[14]研究了100名波兰妇女和61名美国妇女的唾液样本，评估受试者在月经周期三个阶段中的焦虑情况，发现在月经周期中平均P水平较高的妇女的焦虑水平高于平均P水平较低的妇女。有研究测定了993名20～80岁男性的血清总T、雄烯二酮(Androstenedione)和性激素结合球蛋白(Sex Hormone-Binding Globulin，SHBG)的浓度，并在10年随访的最后一年，评估了受试者为期12个月、终生和突发的焦虑、抑郁障碍，发现男性较高的血清总T水平与患焦虑症的风险增加有关[15]。

综合以上临床和实验研究，可见HPG轴的紊乱与焦虑密切相关，但E2、P和T等性激素过高或过低都会影响焦虑水平，恢复HPG轴稳态可以对焦虑症起到较好的治疗作用。但性别差异合并HPG轴紊乱与焦虑之间的相关性，以及具体激素指标与焦虑产生之间的作用机制并不十分明确，有待进一步研究。

1.3 HPT轴与焦虑症 HPT轴是由下丘脑、垂体和甲状腺构成的神经内分泌轴。下丘脑分泌促甲状腺激素释放激素(Thyrotropin Releasing Hormone，TRH)，促使垂体分泌促甲状腺激素(Thyroid Stimulating Hormone，TSH)，甲状腺在TSH刺激下分泌甲状腺激素(Thyroid Hormone，TH)，THs包括甲状腺素(Thyroxine，T4)和三碘甲状腺原氨酸(Triiodo-thyronine，T3)。TH又可对TSH和TRH进行负反馈调节。

动物模型中发现HPT轴的紊乱可导致焦虑，且与部分脑区5-羟色胺(5-HT)能与γ-氨基丁酸(GABA)能系统的改变有关，重复的慢性刺激可引起焦虑样反应[16]，以热干环境和足部电击进行慢性应激致焦虑的Wistar大鼠血清T3、T4、游离三碘甲状腺素(free Triiodothyronine，fT3)和游离甲状腺素(free Thyroxine，fT4)水平均下降。在大脑中，T3的浓度可由2型脱碘酶(Type 2 Deiodinases，D2)进行调节，D2基因敲除小鼠表现出焦虑样行为，其海马T3含量降低，T4水平增高，且杏仁核T3依赖基因Dio3表达下降，表明该结构中甲状腺功能发挥低下，进而影响到有关GABA能传输的钙结合蛋白钙视网膜蛋白(Calcium-Binding Protein Calretinin，Calb2)基因的表达在杏仁核减少[17]。

临床研究发现患者甲状腺功能的异常在焦虑症的发病中起到重要作用。甲状腺激素水平与成年人的情绪障碍有关，焦虑症与甲状腺疾病之间有明显的合并症[18]，患有甲状腺功能亢进的患者有与焦虑症患者相同的症状，如焦虑、疲劳、注意力不能集中、睡眠障碍等，甲状腺功能减退亦可增强焦虑[19]。Young J等[20]对2 451名其母亲在妊娠期间自述有甲状腺方面问题的加拿大青少年进行了精神障碍的测评，发现母亲妊娠期甲状腺问题与青少年社交焦虑障碍(Social Anxiety Disorder，SAD)等精神问题之间存在紧密联系。

2 免疫系统在焦虑症发病机制中的作用

在NIM网络中，免疫系统相关的调节主要通过各种细胞因子来完成。临床研究发现焦虑症患者的免疫系统通常发生变化，一般表现为促炎因子水平升高，炎症反应增强。创伤后应激障碍(PTSD)与白细胞介素6(Interleukin 6，IL-6)、IL-1β、肿瘤坏死因子α(Tumor-Necrosis Factor α，TNF-α)以及干扰素γ(Interferon，IFN-γ)水平的升高有关[21]。在GAD患者外周血血清中亦发现有明显升高的C反应蛋白(C-Reactive Protein，CRP)、IL-1α、IL-2、IL-6、IL-8、IL-12、IFN-γ和粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(Granulocyte-Macrophage Colony Stimulating Factor，GM-CSF)水平[22]。GAD患者与健康受试者相比，促炎因子与抗炎因子比率(TNF-α/IL-10、TNF-α/IL-4、IFN-γ/IL-10和IFN-γ/IL-4)较高，促炎反应水平较高而抗炎反应水平较低[23]。Villanueva J等[24]测量了确诊及确诊后已缓解的焦虑障碍患者血浆中的CRP、IL-6和TNF-α，发现CRP水平在焦虑症男性患者中明显升高，但是在社交恐惧症(Social Phobia)患者尤其是女性患者中，却表现CRP和IL-6水平较低。可见焦虑症患者炎症水平增强的现象比较多见，具体情况与患者性别、年龄、发病迟发性或急性、焦虑症的疾病类型均有关。

动物研究亦发现，机体免疫功能的异常是诱导焦虑的重要因素。Yang L等[25]以腹腔注射脂多糖(Lipopolysaccharide，LPS)诱导小鼠焦虑样行为，其血清和脑组织趋化因子CXCL12水平升高，而其特异性受体CXCR4的拮抗剂AMD3100或CXCR4的shRNAs都可以改善炎症引起的小鼠焦虑行为，表明CXCL12介导的焦虑是通过CXCR4引起的。Fan KQ等[26]的实验发现，以足部电击诱导的白三烯B4(Leukotriene B4)可触发CD4+T细胞中的严重线粒体裂变，衍生的黄嘌呤通过腺苷受体A1对左侧杏仁核的少突胶质细胞起作用且促进焦虑样行为，表明周围CD4+T细胞是引起焦虑的关键介质。Mckim DB等[27]以足部电击建立小鼠PTSD模型，发现其小胶质细胞数量以及小胶质细胞与免疫细胞比例增加。小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞来源之一，可分泌促炎因子，向大脑募集单核细胞，炎症单核细胞上调IL-1β，刺激脑内皮细胞IL-1受体1(IL-1R1)而促进焦虑。

有效的抗焦虑治疗也具有一定的抗炎作用，抗炎治疗对焦虑症亦具有改善作用。例如Fourrier C等[28]发现因缺乏瘦素而肥胖的小鼠表现明显的焦虑样行为及海马IL-1β、IL-6、TNF-α，血浆CORT、IL-6水平的升高。长期食物限制可降低其焦虑行为水平、血浆CORT水平、IL-6水平和海马TNF-α水平，给以布洛芬(Ibuprofen)进行慢性抗炎治疗亦可降低小鼠焦虑行为和海马TNF-α的mRNA表达，用依那西普(Etanercept, ETN)进行慢性脑部TNF-α阻断也可以改善小鼠的焦虑行为。

3 NIM网络在焦虑症发病机制中的作用

动物研究发现神经内分泌系统与免疫系统之间的交互作用在焦虑发生中起到重要作用。Xu Y等[29]发现OVX焦虑小鼠海马的IL-1β和IL-18水平以及核苷酸结合寡聚化结构域样受体家族pyrin结构域蛋白3(Nucleotide Binding Oligomerization Domain-Like Recep-tors, NLRP3)和半胱氨酸钙蛋白酶1(Caspase-1)的表达有所增加。慢性社会不稳定应激(Chronic Social Instability Stress)雌性模型小鼠会出现明显焦虑样行为[30]，在其海马中发现IL-10表达下降，5-HT能和去甲肾上腺素能神经传递活性增加，且其较高的血浆CORT和较低的下丘脑GC受体表达水平表明HPA轴反应程度提高。Toll样受体(Toll-Like Receptors，TLRs)在先天免疫中发挥着重要作用，经过急性束缚应激之后，TLR5基因敲除的雄性小鼠与野生小鼠相比焦虑样行为明显减少，且其血浆CORT水平降低。血浆CORT水平下降被认为是TLR5缺失致使肠道菌群失调所导致的始于下丘脑的HPA轴改变，最终导致肾上腺释放的CORT减少，而出现焦虑[31]。Wang HL等[32]发现，以LPS诱导母鼠阴道炎，其雄性后代焦虑相关行为增加，血清CORT水平升高，且下丘脑室旁核(Hypothalamic Paraventricular Nucleus，PVN)中CRH蛋白表达以及c-Fos阳性细胞增多，小胶质细胞增多，表明产前阴道感染可增强其雄性后代HPA轴反应，同时引起脑内炎症反应，从而增加了焦虑行为。社交挫败的小鼠出现焦虑样行为[33]，且其血浆CORT水平升高，CORT诱导因子Tsc22d3的表达上调，阻断了树突状细胞(Dendritic Cell，DC)和IFN-γ+中的I型IFN反应细胞的激活。

对NIM网络的调节以恢复其平衡也可有效改善焦虑症。Lu Z等[34]使小鼠下肢不触地(Hindlimb Un-loading，HU)以模拟微失重状态致其焦虑，置于缓慢释放柠檬烯(Limonene)的环境中治疗后发现小鼠焦虑程度明显减轻，且可以明显降低模型小鼠血清中显著增加的CORT、ATCH水平以及腹腔巨噬细胞中IL-1β和IL-6水平。对小鼠进行长期社交挫败应激(Chronic Social Defeat Stress，CSDS)，发现服用姜黄素(Curcumin)的小鼠抗压能力明显，可防止其出现焦虑样行为。在急性约束应激后，发现服用姜黄素的小鼠CORT水平更低，外周IL-6水平也更低[35]。另有研究发现对OVX焦虑小鼠施以炎症小体抑制剂VX-765可逆转海马中IL-1β和IL-18水平的升高，且改善了焦虑样行为；E2和ERβ激动剂亦可以逆转OVX引起的焦虑行为及炎症指标的增加，此外也逆转了P2X7受体(P2X7R)表达增加[28]，说明E2的调节作用依赖于ERβ，E2缺乏会导致NLRP3炎症小体的激活，从而导致海马体的神经炎症并产生焦虑，NLRP3炎症小体可能是与E2缺乏相关的情绪障碍的潜在治疗靶点。由此可见，对免疫系统的调节可以改善由神经内分泌系统异常引起的焦虑。

临床研究显示神经内分泌系统和免疫系统的变化通常同时出现于焦虑症患者身上，Lipschutz R等[36]研究了74名10～14岁青少年巨噬细胞迁移抑制因子(Macrophage Migration Inhibitory Factor，MIF)基因的多态变化与MIF水平、HPA轴反应和对社会压力因素的焦虑反应和焦虑自我评级的关系，发现携带MIF-173*C和CATT7等位基因与非携带者相比，CORT的反应性会减弱；有CATT7-173*C和CATT7-173*C单体型的青少年对应激的CORT反应性较低，CATT5-173*C和CATT6-173*C单体型与整个压力源中较低的自我报告的焦虑评级有关。在大学生演讲前及演讲完成后20 min分别收集唾液样本[37]，检测发现演讲后唾液CORT和IL-1β水平升高，以沟通焦虑量表-状态忧虑(Communication Anxiety Inventory-State Apprehension，CAI-SA)评价其沟通焦虑水平，以社交互动焦虑量表(Social Interaction Anxiety Scale，SIAS)评价其社交互动焦虑水平，以拒绝敏感度问卷(Rejection Sensitivity Questionnaire，RSQ)评价其拒绝敏感性，多变量分析表明，自我报告的沟通焦虑和社交焦虑水平升高与皮质醇和IL-1β反应增加独立相关，并进一步增强HPA轴和炎性细胞因子活性(即皮质醇和IL-1β)，说明沟通焦虑及社交焦虑情绪与HPA轴反应的增强及炎症细胞因子活性的提高均有联系。

4 小结

焦虑症的发病原因复杂，是多因素共同介导的，NIM网络可以反映环境因素和遗传因素对机体从分子水平到器官水平的影响，无论在临床研究还是动物实验研究中均发现NIM网络的紊乱可致使相关激素和细胞因子及其受体对某些脑区功能产生影响，在焦虑症的发病中起到重要作用。传统中医学亦认为人以天地之气生，四时之法成，在环境、心理等因素的影响下，在阴阳五行的生化制约等关系中形成了复杂而微妙的动态平衡，打破了这样的平衡就容易产生各种疾病，NIM网络的相关研究与传统中医的这种思维特点不谋而合。以这种整体观为核心指导思想的中医治疗方法如中药、针灸、推拿等治疗焦虑症的临床研究已可见疗效显著且安全性高[38～40]。目前临床上治疗焦虑症的药物主要靶向GABA、5-HT等受体，这些药物的使用虽然带来了一定的疗效，但是存在不良反应多、易引起戒断反应等缺点[41]。故从NIM网络的角度进行焦虑症发病机制的探讨，针对NIM网络平衡的恢复对预防和治疗焦虑症的方法进行探索具有重要意义。