首发与复发抑郁症患者血清犬尿氨酸途径代谢物水平比较

老帼慧，宁玉萍，周燕玲

（广州医科大学附属脑科医院，广东 广州 510370 *通信作者：周燕玲，E-mail：zhouylivy@aliyun.com）

抑郁症是一种高发病率、高复发率的精神疾病，我国流行病学调查显示，抑郁症终生患病率高达6.9%［1］。情绪低落、兴趣减退、精力缺乏、自杀意念或自杀行为是抑郁症的常见症状。抑郁症发病机制至今尚未完全清楚。研究表明，犬尿氨酸途径（kynurenine pathway，KP）在抑郁症发病中具有重要作用［2-3］。人体中色氨酸（tryptophan，TRP）主要代谢为犬尿氨酸（kynurenine，KYN）及其下游代谢产物3-羟基犬尿氨酸（3-hydroxykynurenin，3-HK）、喹啉酸（qinolinic acid，QUIN）、犬尿喹啉酸（kynurenic acid，KYNA）等，少部分TRP 代谢为5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）［4-5］。临床研究显示，抑郁症患者存在KP 代谢物水平异常，外周血中3-HK 和QUIN 水平以及KYN/TRP 升高，KYNA 水平降低，且抑郁症状严重程度与KYNA 水平呈负相关，与3-HK和QUIN水平呈正相关［2，6-7］。伴自杀意念的患者脑脊液中QUIN 水平高于健康人群，QUIN 水平与自杀意念严重程度呈正相关［8］。既往研究表明，有效的抗抑郁药物治疗与KP 代谢物水平正常化密切相关［9-10］。有研究提示，KP 代谢物水平异常与抑郁症复发也有关系［11］。一项小样本（n=74）临床研究显示，复发抑郁症患者KP 代谢物水平异常比首发患者更严重，但该研究未分析首发和复发抑郁症患者KP 代谢物水平与抑郁症状严重程度之间的关系［11］。本研究通过比较首发与复发抑郁症患者血清KP 代谢物水平的差异，并分析KP 代谢物水平与抑郁症状严重程度的关系，为进一步研究抑郁症复发的潜在病理机制提供参考。

1 对象与方法

1.1 对象

连续纳入2016 年11 月-2018 年12 月在广州医科大学附属脑科医院门诊就诊的抑郁症患者。入组标准：①年龄18～65岁，性别不限；②符合《精神障碍诊断与统计手册（第5版）》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，fifth edition，DSM-5）抑郁障碍的诊断标准；③近4 周未服用任何精神科药物；④汉密尔顿抑郁量表17 项版（Hamilton Depression Scale-17 item，HAMD-17）评分≥17 分；⑤签署知情同意书。排除标准：①患有符合DSM-5诊断标准的其他严重精神障碍；②目前患有严重的躯体疾病，如不稳定的高血压病、心脏病、头颅外伤、癫痫、痴呆等；③妊娠或哺乳期妇女。符合入组标准且不符合排除标准共136 例。将首次发病且病程≤2 年的患者纳入首发组（n=62）；将发作次数≥2 次，且两次发作之间缓解期≥2 个月的患者纳入复发组（n=74）。

表1 首发组与复发组HAMD-17评分比较［（±s）/M（Q1～Q3），分］Table 1 Comparison of HAMD-17 score between first-episode group and recurrent group

表1 首发组与复发组HAMD-17评分比较［（±s）/M（Q1～Q3），分］Table 1 Comparison of HAMD-17 score between first-episode group and recurrent group

注：HAMD-17，汉密尔顿抑郁量表17项版

组 别HAMD-17评分总评分23.08±5.02 22.61±4.94 0.583 0.561睡眠障碍3.32±1.99 2.60±1.93-1.001 0.005首发组（n=62）复发组（n=74）t P焦虑/躯体化7.84±2.66 7.33±2.38 1.162 0.248体重0.0（0.0～1.1）0.0（0.0～1.1）2.071 0.040认知障碍3.08±1.61 3.36±1.62 2.132 0.035阻滞8.03±2.11 9.06±2.08-2.828 0.005

对照组来自社区招募的健康人群。入组标准：①年龄18～65 岁，性别不限；②能理解本研究内容并能配合完成各项检查；③自愿参与本研究并签署知情同意书。排除标准：①本人或两系三代亲属目前或既往患有符合DSM-5 诊断标准中的任一精神障碍；②目前患有感染性疾病、与犬尿氨酸代谢相关的疾病以及其他其他躯体疾病；③妊娠或哺乳期妇女。符合入组标准且不符合排除标准共60 例。本研究经广州医科大学附属脑科医院伦理委员会审查通过［伦理审批号：（2016）第（030）号］。

1.2 评定工具及评定方法

采用自编基本资料调查表收集患者的性别、年龄、受教育年限、病程、体质量指数，收集对照组的性别、年龄、受教育年限及体质量指数。

使用HAMD-17 评定抑郁症患者的抑郁症状。HAMD-17 包括5 个因子：焦虑/躯体化、体重、认知障碍、阻滞、睡眠障碍［12］。采用0～4 分5 级评分，评分越高表明抑郁症状越严重［13］。被试入组当天，由3 名具有5 年以上临床工作经验的精神科医师在安静的心理测评室完成，评定耗时15～20 min。评定者在研究开始前进行量表评定一致性培训，一致性检验良好，组内相关系数（ICC）为0.88。

1.3 KP代谢物检测方法

实验仪器：HP1200高效液相色谱仪（美国Agilent公司）；液相色谱/三重四极杆串联质谱联用仪（美国Agilent 公司）；Milli-Q 超纯水系统（美国比尔里卡公司）。

实验试剂：色氨酸（纯度99.0%～101.0%，Lot：LBD9323V）；犬尿氨酸（纯度≥98%，Lot：#BCBH7784 4V）及犬尿喹啉酸（纯度≥98%，Lot：#SLBC5374V）购自美国Sigma 公司。犬尿氨酸-13C415N（纯度98%，Lot：1971-070A6）及犬尿喹啉酸-d5（纯度98%，Lot：10-ABY-121-1）购自加拿大Toronto Research Chemicals 公司。色谱纯甲醇购自德国Merck 公司；质谱纯甲酸铵购自印度Sigma-Aldrich公司。

在入组当天，采集被试肘静脉血样本约4 mL，离心半径10 cm，3 000 r/min 离心3 min，取上层血清至2 mL 离心管中储存于-80℃超低温冰箱。实验开始前，将血清取出冻融。采用液相色谱串联质谱（liquid chromatography-tandem mass spectrometry，LC-MS/MS）法检测血清TRP、KYN和KYNA水平。

色谱条件：Agilent Eclipse XDB-C18 色谱柱（4.6 mm x150 mm，5 um）为固定相，TRP-KYN 流动相为甲醇-水（45∶55，含0.005 mol/L甲酸铵），KYNA流动相为甲醇-水（35∶65，含0.005 mol/L 甲酸铵），流速0.5 mL/min；柱温35℃；TRP-KYN 进样体积为3 uL，KYNA进样体积为5 uL。

质谱条件：TRP（m/z 205.1→188.1），KYN（m/z 209.1→146.1），氘代内标犬尿氨酸-13C4，15N（m/z 214.1→149.1），KYNA（m/z 190.1→144.1）和氘代内标犬尿喹啉酸-d5（m/z 195.1→149.1）。TRP、KYN、KYNA的线性范围分别为1～50 μg/mL、0.1～5 μg/mL、1～60 μg/L；最低定量浓度分别为1 μg/mL、100 ng/mL、1 ng/mL，日间变异系数分别为0.55%～1.88%、0.92%～4.33%、1.37%～4.08%，日内变异系数分别为2.80%～7.06%、5.37%～9.85%、5.34%～10.73%。

1.4 统计方法

采用SPSS 22.0 进行统计分析。计数资料以［n（%）］表示，组间比较采用χ2检验；计量资料以（±s）或［M（Q1～Q3）］表示，组间比较采用单因素方差分析或两独立样本t 检验。首发组、复发组与对照组KP 代谢物水平的比较采用协方差分析，协变量为年龄、性别、体质量指数以及组间比较差异有统计学意义的人口学变量，再进行事后两两比较。采用偏相关分析考查HAMD-17 总评分及各因子评分与KP 代谢物水平的关系，需要校正的变量为年龄、性别和体质量指数。检验水准α=0.05，均为双侧检验。

2 结 果

2.1 一般资料

首发抑郁症患者共62 例，其中男性34 例，女性28 例；平均年龄（33.03±11.86）岁；平均受教育年限（12.40±3.01）年；病程（4.62±3.16）月；体质量指数（21.61±3.03）。复发抑郁症患者共74 例，其中男性33 例，女性41 例；平均年龄（34.17±10.42）岁；平均受教育年限（12.70±3.52）年；病程（97.23±73.37）月；体质量指数（22.38±3.53）。对照组60 例，其中男性35 例，女性25 例；平均年龄（31.31±10.80）岁；平均受教育年限（12.11±2.72）年；体质量指数（22.53±3.80）。首发组、复发组及对照组的年龄、性别、体质量指数和受教育年限差异均无统计学意义（P均＞0.05）。

2.2 首发组和复发组HAMD-17评分比较

首发组HAMD-17 的体重和睡眠障碍因子评分均高于复发组（t=2.071、-1.001，P＜0.05 或0.01），认知障碍和阻滞因子评分均低于复发组（t=2.132、-2.828，P＜0.05 或0.01），差异均有统计学意义。见表1。

2.3 首发组、复发组与对照组KP代谢物水平比较

单因素方差分析结果显示，首发组、复发组与对照组TRP（F=8.736，P＜0.01）、KYNA（F=3.953，P=0.021）水平以及KYN/TRP（F=6.828，P=0.001）和KYNA/KYN（F=5.551，P=0.005）差异均有统计学意义。事后两两比较结果显示，与对照组相比，首发组和复发组TRP 水平更低（t=-3.044、-4.477，P＜0.05 或0.01），KYN/TRP 更高（t=2.343、3.644，P＜0.05 或0.01）；首发组和对照组KYNA（t=2.490、2.636，P＜0.05 或0.01）以及KYNA/KYN（t=2.894、2.616，P均＜0.01）均高于复发组。见表2。

表2 首发组、复发组及对照组KP代谢物水平比较（±s）Table 2 Comparison of KP metabolite levels among first-episode group，recurrent group and control group

表2 首发组、复发组及对照组KP代谢物水平比较（±s）Table 2 Comparison of KP metabolite levels among first-episode group，recurrent group and control group

注：TRP，色氨酸；KYN，犬尿氨酸；KYNA，犬尿喹啉酸；①代表首发组；②代表复发组；③代表对照组

组 别首发组（n=62）复发组（n=74）对照组（n=60）犬尿氨酸代谢物水平TRP（ng/mL）10 663.72±1 952.44 10 189.06±2 291.19 11 818.63±1 980.61 8.736＜0.010①=②＜③F P事后两两比较KYN（ng/mL）268.16±84.02 270.06±78.53 261.50±75.07 0.435 0.648-KYNA（ng/mL）6.73±2.20 5.65±2.54 6.82±3.06 3.953 0.021①=③＞②KYN/TRP 0.03±0.01 0.03±0.01 0.02±0.01 6.828 0.001①=②＞③KYNA/KYN 0.03±0.01 0.02±0.01 0.03±0.01 5.551 0.005①=③＞②

2.4 相关分析

首发组KYN/TRP 与HAMD-17 焦虑/躯体化因子评分呈正相关（r=0.261，P＜0.05），KYNA/KYN与HAMD-17 总评分及阻滞因子评分均呈负相关（r=-0.286、-0.282，P均＜0.05）。见表3。

表3 首发患者KP代谢物水平与HAMD-17评分的相关性Table 3 Correlation between KP metabolite levels and HAMD-17 scores in first-episode patients

复发组KYN/TRP 与HAMD-17 焦虑/躯体化因子评分呈正相关（r=0.280，P＜0.05）。见表4。

表4 复发患者KP代谢物水平与HAMD-17评分的相关性Table 4 Correlation between KP metabolite levels and HAMD-17 scores in recurrent patients

3 讨 论

本研究结果显示，首发和复发抑郁症患者的TRP 水平均低于健康对照组，KYN/TRP 高于健康对照组；与首发患者比较，复发患者KYNA 水平及KYNA/KYN 更低。另外，首发和复发抑郁症患者血清KYN/TRP 越高，焦虑/躯体化症状越严重；首发抑郁症患者血清KYNA/KYN 越低，阻滞症状和抑郁总体症状越严重。

KP 被认为与抑郁症的发病相关［14-15］。在炎症或应激状态下，KP 的限速酶吲哚胺2，3-双氧酶（indolamine 2，3-dioxygenase，IDO）过度活化，大量TRP 被代谢为KYN［16-17］。O'Connor 等［18］研究显示，对小鼠脑内注射脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）可诱导小鼠出现抑郁样行为，但对IDO 基因敲除的小鼠或者药物1-甲基色氨酸抑制IDO 活性的小鼠脑内注射LPS，未诱导出现抑郁样行为。慢性疼痛可诱导大鼠出现抑郁样行为、海马IDO 水平上调及血清白介素-6（interleukin-6，IL-6）水平升高；IDO 基因敲除或药物抑制IDO活性均可减轻大鼠的疼痛感受和抑郁样行为［19］。由此推测，IDO 过度激活与抑郁症密切相关。本研究结果显示，首发和复发抑郁症患者血清TRP 水平均低于健康人群，与既往多项研究结果一致［2，7，20］，抑郁症患者大脑中IDO 被激活后，TRP 更多进入KYN 代谢途径，导致脑内TRP 耗竭，进而脑内5-HT不足，出现情绪障碍。

KYN可自由通过血脑屏障［21］，脑内KYN可在星形胶质细胞犬尿氨酸转氨酶（kynurenine aminotransferases，KATs）作用下代谢为KYNA，而在小胶质细胞及巨噬细胞犬尿氨酸-3-羟化酶（kynurenine monooxygenase，KMO）作用下被代谢为3-HK，进一步分解为QUIN［22-24］。KYNA 和QUIN 分别具有N-甲基-D-天冬氨酸（N-methyl-D-aspartic acid，NMDA）受体拮抗作用和激动作用，分别发挥神经保护作用和神经毒性作用［25］。本研究仅检测了KYN下游产物KYNA，复发患者KYNA 水平及KYNA/KYN低于对照组和首发患者，提示复发患者KYN进入KYN-KYNA 代谢途径可能更少。在生理条件下，KYN-KYNA 和KYN-QUIN 两条代谢途径处于平衡状态。在炎症条件下，脑内小胶质细胞及巨噬细胞被激活的程度高于星形胶质细胞，KMO 表达比KATs 更加活跃，因此，KYN 更多代谢为QUIN，生成的KYNA 相应减少［26］。

既往研究表明［27］，抑郁症患者血清KYNA/3-HK和KYNA/QUIN 在发作期及缓解期均低于健康人群，且缓解期患者的症状缓解时间与KYNA/QUIN呈正相关，快感缺失严重程度与KYNA/QUIN 呈负相关。Bay-Richter 等［28］研究表明，与健康人群相比，自杀未遂患者脑脊液中KYNA 水平更低、QUIN水平更高，并且在自杀行为出现之后2 年的随访中仍存在这种改变，且KYNA 水平低的患者抑郁症状更严重。本研究结果进一步支持假说——KYN 代谢失衡与抑郁症发病密切相关。另外，本研究也观察到复发患者的KYNA 水平及KYNA/KYN 低于首发患者和健康人群，与Doolin 等［11］报道的复发患者血浆KYNA 水平和KYNA/QUIN 低于首发患者及健康人群的结果类似。由此推测，KYN 下游代谢异常可能与抑郁症的复发存在相关性。

本研究中，首发和复发抑郁症患者血清KYN/TRP 与焦虑/躯体化症状呈正相关，但犬尿氨酸代谢物水平与抑郁症状的相关性在首发和复发患者中不完全相同，首发患者还表现出KYNA/KYN 越高、阻滞症状和抑郁总体症状越严重。该结果验证了KYN 下游代谢紊乱在抑郁症病理生理中起到重要作用的假说。

本研究存在以下局限性：①仅检测抑郁症患者血清KP 代谢物水平，外周循环的KYNA 难以通过血脑屏障进入脑内，故血清中KYNA 水平不能完全等同于脑内KYNA 水平；②缺少TRP-KYN 途径关键酶IDO、TDO 及KYN-QUIN 途径重要代谢物3-HK 和QUIN 的检测结果，未能全面分析KYN 下游代谢物水平的变化；③样本量较小，未随访进行纵向队列研究，不能得出KYN 下游代谢水平异常与抑郁症复发的因果关系。下一步研究将建立大样本首发抑郁症患者随访队列，纵向观察首发与复发抑郁症患者KP 代谢物水平变化，并完善3-HK、QUIN和相关酶水平的检测。