帕金森病认知功能与血清犬尿氨酸水平的相关性

吴建丽，袁伟媛，高 源，田 凤，姚恩生

(石河子大学医学院第一附属医院神经内科，新疆 石河子 832008)

帕金森病(PD)是好发于中老年人的一种进行性神经系统变性疾病，隐匿起病，进展缓慢，临床上主要表现为运动迟缓、静止性震颤、肌强直和姿势平衡障碍等特征性运动症状[1]。在老年人群中患病率随年龄增长而逐渐增加，65岁以上老年人群患病率为1%～2%，85岁以上为3%～5%[2]。中国现在逐步进入老龄化社会，据统计，我国PD患者已达到260万例，约占全球患者的一半，预计每年新增PD患者近20万例，至2030年将有500万例PD患者[3]。认知障碍常发生在疾病早期，首诊PD患者帕金森病轻度认知障碍(PD-MCI)发生率为30%，其中60%～80%的患者在病程12年内进展为PD痴呆(PDD)，严重影响患者的生活质量[4-6]。

研究显示PD不仅累及多巴胺能系统，胆碱能、5-羟色胺能、去甲肾上腺素能和谷氨酸能系统也受到影响[7]。谷氨酸是人脑中主要的兴奋性神经递质，但谷氨酸受体的过度刺激可能导致神经元损伤，这一过程被称为兴奋毒性。而色氨酸代谢与PD病理改变密切相关[8]。在人体中，色氨酸(Trp)主要用于合成蛋白质，也可以通过犬尿氨酸代谢通路(KP)代谢，产生犬尿氨酸、犬尿喹啉酸(KYNA)、3-羟基犬尿氨酸(3-HK)及喹啉酸(QUIN)等各种代谢物[9]。近年来发现KP通路中的代谢产物与 PD 的兴奋毒性、氧化应激及神经炎性反应等密切相关，推测其可能在 PD 的诊断治疗方面存在一定价值[10]。但血清KYN水平与帕金森病认知障碍之间相关性仍需进一步探讨。

1 资料与方法

1.1一般资料:选取2019年8月～2020年12月就诊于石河子大学医学院第一附属医院的PD患者40例为试验组，同期健康体检者33例为健康对照组。纳入标准：①符合帕金森病诊断标准[1]；②经医学伦理委员会批准，患者或家属签署知情同意书。排除标准：①帕金森综合征/帕金森叠加综合征；②继发性PD；③无法配合完成智能量表评定者；④合并其他神经系统疾病，如急性脑血管病等；⑤合并严重心血管系统、呼吸系统及肿瘤等疾病者。

1.2方法：检测血清KYN，采集所有受试者晨起空腹静脉血2 ml，3 000 r/min离心10 min，取血清置于-80℃冰箱备用，采用广州医科大学附属脑科医院中心实验室液相色谱串联质谱法测定血清KYN。采用MMSE及MoCA量表评估入组者的认知功能。收集两组人群年龄、性别、教育年限、身高、体重等人口统计学资料。

2 结果

2.1两组一般资料比较：试验组与健康对照组比较，两组间年龄、性别、教育年限、BMI等方面比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2两组生化资料比较：试验组与健康对照组比较，两组间谷丙转氨酶(ALT)、直接胆红素、葡萄糖、胱抑素C、糖化血红蛋白、游离甲状腺激素(T4)等生化指标比较，差异有统计学意义(P<0.05)；其他方面比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表2。

表2 健康对照组与PD组生化指标比较[M(Q)]

2.3两组血清KYN水平及认知功能比较：与健康对照组比较，试验组血KYN水平较低，且MMSE、MoCA评分低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 健康对照组与PD组血KYN水平比较

2.4试验组血清KYN水平与临床资料、MMSE、MoCA及各维度分数相关性分析：试验患者血清KYN水平与MMSE总分及各维度包括定向能力、即刻记忆、注意力和计算力、延迟记忆、语言功能、结构模仿视空间等方面未见明显相关性(均P>0.05)。见表4。

表4 试验组KYN水平与MMSE相关性分析

PD患者血清KYN水平与命名能力呈正相关(P<0.05)；与MoCA总分及视空间、注意力、语言、抽象思维、延迟记忆、定向等维度未见明显相关性(均P>0.05)。见表5。

表5 试验组KYN水平与MoCA相关性分析

2.5试验组血清KYN水平的单因素Logistic回归分析：PD患者病程是血清KYN水平的独立危险因素(β=0.227,SE=0.109,Waldχ2=4.333,P=0.037,OR=1.255,95%CI=1.013～1.550)。

2.6对帕金森病发病情况进行单因素Logistic回归分析：试验组血清KYN水平、MMSE降低是PD患者的独立危险因素(OR>1，P<0.05)。见表6。

表6 单因素Logistic回归分析

2.7KYN对PD发病的预测价值ROC曲线结果表明，KYN的最佳截止值为0.365 μg/ml，灵敏度为62.5%，特异性为60.5%，曲线下面积为0.667(95%CI，0.539～0.795；P<0.05)。见图1。

图1 ROC曲线评估KYN对PD的预测价值

3 讨论

目前PD诊断标准主要依靠临床表现，但患者早期往往以神经精神障碍、睡眠障碍、自主神经障碍和感觉障碍等非运动症状(NMs)为主，当患者出现典型的临床表现时，多巴胺能神经元大多丢失50%以上。因此，寻找简单、高效的检验与检查方法对于疾病早期诊断至关重要。有研究提示血清胆红素/胆绿素比值显著降低，并与疾病严重程度相关[11]，与本研究结果一致，试验组血直接胆红素水平明显高于对照组，但总胆红素及间接胆红素水平未见明显差异，提示高水平间接胆红素可能参与PD发病过程。PD患者黑质星形胶质细胞中血红素加氧酶过度表达，促进血红素降解为胆红素/胆绿素、游离铁和一氧化碳等生物活性分子，引起病理性铁沉积和生物能衰竭，加剧神经损伤[12]。本研究结果还提示试验组血清空腹葡萄糖及糖化血红蛋白水平较对照组明显升高，提示血糖升高与PD发病相关。糖尿病患者脑脊液tau和α-synuclein水平升高，黑质纹状体多巴胺能缺陷增加，加速PD运动症状进展及认知水平下降[13]。因此推测降低血清直接胆红素及血糖水平可能会延缓PD发生，但缺乏研究及试验证实。

PD的发病机制尚不明确，但是研究发现线粒体功能障碍、兴奋毒性、神经炎性反应、氧化应激、异常蛋白聚集、细胞凋亡在 PD 的发病中起关键作用[10]。PD患者的外周血和中枢神经系统中与色氨酸代谢产物水平均发生改变，且与疾病的严重程度有关[14]。本研究结果显示PD患者血清KYN显著低于对照组，这与Kuo-Hsuan Chang等[15]学者的研究结果一致，这提示犬尿氨酸代谢通路与PD发病相关。试验组与健康对照组比较，KANA/KYN比值降低，QUIN水平和QA/KA比值升高，且晚期PD患者(Hoehn-Yahr分期>2)与早期PD患者(Hoehn-Yahr分期≤2)和正常对照组比较，KA和KA/KYN比值降低，QA和QA/KA比值升高[16]。PD患者体内KYN代谢向3-HK及QUIN转移，3-HK可通过自由基的产生诱导神经变性和神经元凋亡，而QUIN可过度激活N-甲基-d-天冬氨酸(NMDA)谷氨酸受体，引起神经元兴奋性神经递质谷氨酸释放增加，产生兴奋毒性作用；星形胶质细胞的谷氨酸摄取减少，以及小胶质细胞的激活和神经炎性反应[15]，导致神经组织损伤[17-18]。对于接受左旋多巴治疗的PD人群，血清犬尿氨酸3-单加氧酶(KMO)活性增强，3HK/KYNA比值增加，从而导致患者发生药物诱导运动障碍的风险越高[19]。既往研究显示PD患者尿液KYN水平随着病情进展逐渐增加[20]，本研究也提示病程是血清KYN水平的独立危险因素，因此本研究推测血清KYN水平可能有助于预测PD 的疾病进展，但血清及尿液中KYN水平之间的差异是否有意义，仍需进一步研究。

本研究结果显示PD患者MMSE、MoCA均显著低于健康对照组，这与既往研究相一致[21]，这提示KP通路与神经退行性疾病认知障碍相关。目前认为PD组织病理学检查显示变性神经组织中可见α突触核蛋白(α-syn)、β淀粉样蛋白(β-amyloid，Aβ)和tau蛋白聚集，与PD-MCI和PDD形成有关[22-24]。Aβ细胞外沉积一方面诱导小胶质细胞产生促炎因子，另一方面还可激活KP中犬尿氨酸酶活性，神经毒性QUIN产生增加，进一步介导AD患者体内炎性反应、氧化应激及谷氨酸兴奋毒性等一系列正反馈环，从而加重神经元缺失导致痴呆[25]。动物细胞模型提示α-syn沉积与Aβ等病理改变之间的协同作用可能加速PD认知功能减退[26]。同时，虽然本试验结果未能发现PD患者血清KYN水平与MMSE、MoCA总分之间相关性，但是在进一步研究中发现PD患者命名能力越差，血清KYN水平越低，因此KYN水平与PD患者认知能力相关性仍需扩大样本量进一步探讨。

本研究表明，PD患者血清KYN水平较低，而血清KYN与PD患者认知障碍之间未见明显相关性。本研究存在不足之处：①样本量较小造成试验指标诊断PD价值较低；②本研究仅研究受试者血清KYN水平，未能采集尿液标本，研究结果不能解释PD患者血清及尿液标本KYN 水平差异原因；③对整个试验进行回顾，本研究试验组患者MMSE分值偏高，MoCA分值偏低，考虑试验对象受教育年限差异原因，若根据MoCA评分对PD患者认知能力进行分组，则认知障碍组病例数明显多于认知正常组，后期仍需进行多中心临床试验，增加样本例数，从而进一步验证PD患者血清KYN水平与认知功能相关性。

PD患者血清KYN低于健康对照组，且与病程呈正相关，即病程越久，KYN水平越低。因此，血清KYN水平可作为PD诊断及病情严重程度的血清生物学标志物。临床医生若在疾病早期可通过有效易得的实验室检查识别、诊断PD，提供规范、科学的用药方案，做好患者定期随访工作，将可能在一定程度上减缓疾病进展，改善患者生活质量。