帕金森病早期诊断诺谟图模型的建立及验证

魏 坚，孙 杰，崔诗爽

（1.上海交通大学医学院附属瑞金医院a.检验科，b.老年病科，c.神经内科，上海 200025；2.山东省聊城市聊城退役军人医院神经内二科，山东聊城 252000）

帕金森病（Parkinson’s disease, PD）是一种常见慢性进行性的神经系统疾病，患者临床表现为静止性震颤、运动迟缓、强直和姿势反射丧失，随着病情的进展还会出现认知能力下降、抑郁以及生活能力丧失等，严重影响着人类的健康[1]。近年来，随着人口老龄化的加剧，PD 发病率持续升高，已成为继阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)后的第二位高发神经退行性疾病[2-3]。根据预测，到2030 年我国PD 患者数量将超过500 万，2040 年全球PD 患者数量将达到1 200万以上[4-5]。目前帕金森的诊断主要依据运动缓慢、肌肉强直、震颤、姿势平衡障碍、嗅觉减退等临床表现，难以发现早期的帕金森患者。诺谟图(Nomogram)是一种二维图形计算工具，可以将复杂的变量因素可视化，实现在疾病典型临床表现出现之前，从多个维度来对疾病程度进行判断，近年来在医学疾病早期诊断中被广泛应用，但其目前在PD 早期诊断中应用的研究尚缺乏研究[6-8]。本研究拟通过阅读文献筛选PD 的危险因素，建立PD 的早期诊断诺谟图模型，旨在为PD 患者的早期识别及干预提供理论指导。

1 对象与方法

1.1 对象

本研究连续选取2013年6月至2019年12月期间在上海交通大学附属瑞金医院住院201 例的PD患者（PD 组），以及同期住院的201 例非原发性帕金森病神经系统慢性疾病患者（非PD组）。

201 例PD 患者纳入标准符合以下所有条件：①年龄18 岁；②符合2015 年国际运动障碍学会发布的帕金森病临床诊断标准及2016 年中国原发性帕金森病的诊断标准；③能够配合研究人员PD 项量表的评分。同时排除标准存在以下任意情况者：①诊断明确的帕金森综合征；②有明确的脑损伤、脑卒中、脑炎、中毒病史；③长期服用镇静、抗精神病药物；④确诊肝豆状核变性；⑤合并有心、肝、肾等重要脏器的内科严重病变。

201 例非PD 患者的纳入标准为符合以下所有条件：①年龄≥18 岁；②查体未见神经系统局灶性损害的体征；③无脑血管器质性疾病、精神疾病及其他神经系统疾病史。排除患者为存在以下任意情况：①有明确诊断帕金森病或帕金森综合征病史；②有其他重大内科疾病史，头颅磁共振检查显示有明显异常。

从这402 例患者中，依照常用比例（7∶3）[9]，采用随机分层抽样选择300 例（PD 患者和非PD 患者各150 例）作为训练集，用于帕金森危险因素的筛选及列线图模型构建；102 例（PD 患者51 例，非PD患者51 例）作为验证集（n=102），用于检验列线图模型的准确度。

1.2 方法

1.2.1 资料采集

由2 名神经内科医师采集受试对象的基本资料，记录包括性别、年龄、既往疾病史（高血压、糖尿病史）及吸烟、饮酒史。记录PD患者相关非运动症状，包括便秘、嗅觉减退、快速眼动睡眠行为障碍（rapid-eye-movement sleep behavior disorder, RBD）并进行MMSE 蒙特利尔认知评估量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)评分。吸烟分为“吸烟”“从不吸烟”；饮酒分为“饮酒”“从不饮酒”；年龄≥60岁定义为高龄；MoCA评分＞26定义为认知功能障碍。

1.2.2 铜蓝蛋白（ceruloplasmin,CER）水平测定

于入组次晨，抽取研究对象肘部外周静脉血，采用化学发光法检测血清CER水平。

1.2.3 统计学处理

采用R 软件(4．2．1)版本进行数据分析，R 包:rms[6．4．0], Resource Selection [0．3-5]进行数据清洗后，利用glm 进行单因素二分类logistic 回归筛选变量后，进行多因素二分类logistic 回归，并进行模型相关检验。使用单因素回归分析筛选PD可能的早期诊断因素，并进一步进行多因素回归分析，构建模型采用SPSS 26．0 软件进行统计学分析，运用卡方检验比较分类变量差异，运动独立样本t检验比较数值变量差异。P＜0．05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料

训练集与验证集2 个数据集间，性别、年龄、高血压史、糖尿病史、认知障碍、体位低血压、便秘、嗅觉减退、CER、吸烟、饮酒史差异无统计学意义（P＞0．05）（见表1）。

表1 训练集与验证集资料[n（%）]Table 1 General information of training and validation sets[n（%）]

2.2 单因素分析

本研究中训练集研究对象共300 例，采用单因素回归分析筛选PD的危险因素，其中性别、糖尿病史、体位性低血压、高血压病史、饮酒史在PD 组与非PD组间差异无统计学意义（P＞0．05）。高龄（OR=2．979，95% CI 为1．732～5．122，P＜0．001）、认知功能障碍（OR=2．280，95% CI为1．348～3．856，P=0．002）、RBD（OR=1．919，95% CI为1．156～3．187，P=0．012）、便秘（OR=2．383，95% CI为1．418～4．005，P＜0．001）、嗅觉减退（OR=1．795，95% CI 为1．083～2．975，P=0．023）、CER（OR=2．389，95% CI 为1．418～4．005，P＜0．001）在2组间的差异有统计学意义。

表2 PD危险因素单因素回归分析Table 2 Univariate regression analysis of risk factors for PD

2.3 多因素分析

定义中，PD 组=1，非PD 组=0，作为因变量，其他变量定义为自变量。对单因素分析中P＜0．05 的变量进行多因素logistic回归分析。结果显示，高龄＞60 岁（OR=3．413，95% CI 为 1．884～6．182，P＜0．001）、认知功能障碍（OR=2．588，95% CI为1．444～4．642，P＜0．001）、便秘(OR=2．897，95% CI 为1．623～5．169，P＜0．001)、RBD(OR=1．945，95% CI 为1．090～3．471，P=0．024)、嗅觉减退（OR=2．120，95% CI 为1．208～3．722，P=0．009）、CER 水平降低（＜20 mg/L）（OR=3．356，95% CI 为1．923～5．855，P＜0．001）是PD的危险因素（见表3）。

表3 PD危险因素多因素回归分析Table 3 Multivariate regression analysis of risk factors for PD

2.4 早期PD诊断模型的建立及验证

根据多因素回归分析分析的PD危险因素建立诺莫图，每个预测变量线条长度代表该因素对帕金森预测风险大小，对应最上方的单项分数；所有变量取值后对应的单项分数加起来合计的总得分对应帕金森的预测风险（见图1）。采用Bootstrap 方法,对诺谟图模型进行内部验证（见图2A）和外部验证（见图2B）。结果提示，PD 实际发生率与预测发生率相吻合，表明模型有较好的校准度；受试者操作特征曲线验证，内部验证（见图3A）和外部验证（见图3B）曲线下面积分别为0．729 和0．714，表明诺谟图有较好的诊断价值。

图1 PD的诺莫图早期诊断模型Figure 1 The nomogram early diagnostic model for PD

图2 诺谟图模型校准曲线验证Figure 2 Validation of the calibration curves for the Nomogram model

图3 诺谟图受试者操作特征曲线验证Figure 3 Validation of operating characteristic curves for Nomotu subjects

3 讨论

PD 是临床常见的神经系统变性疾病，随着病情持续进展，症状逐渐加重，患者失眠、认知功能减退、抑郁等风险升高，生活质量严重下降[10]。然而目前临床上缺少PD 的早期识别指标[11-12]。本研究结果显示，年龄＞60岁、MOCA评分＜26、CER水平降低、吸烟是PD的危险因素。

3.1 高龄

西班牙一项横断面研究标明，高龄PD 患者的症状更严重[13]。本研究中与非PD 组患者相比，PD组高龄患者占比较高，提示高龄是PD 形成的危险因素。研究表明，高龄患者的α 突触核蛋白和t-tau蛋白水平降低，提示高龄患者的纹状体结构受累较为严重，多巴胺水平降低更明显，通常有更重、更多的PD症状[14-15]。

3.2 非运动症状

研究报道，患者常在PD 的前驱期或临床前期出现一些非运动症状，如便秘、认知功能、嗅觉减退、快速眼动睡眠行为障碍下降[16]。据报道，帕金森的非运动症状至少较PD 典型的临床症状提前4～6 年出现，提示这些非运动症状对PD 的早期识别和诊断有十分重要的价值[16]。嗅觉障碍是PD 患者前驱期的最多见的非运动症状之一，90%以上的PD 患者可能出现嗅觉障碍，但其具体发生机制尚不明确[17]。便秘有可能是PD 患者前驱期较先出现的非运动症状之一[18]。研究发现，在PD 患者被确诊的10～20 年即可出现便秘症状，且便秘与PD 的发病风险密切相关，其机制可能病理性α 突触核蛋白包涵体在胃肠道异常沉积有关[19-20]。RBD 是一种睡眠障碍，表现为在快速动眼睡眠期间肌肉失张力和异常行为表现[21]。研究显示，RBD 在PD 患者中的发生率可高达50%，超过80%的RBD 患者将发展成为突出核蛋白病相关的神经退行性疾病，RBD 被认为是PD 前驱期的特异性临床表现之一，有预测PD 临床严重程度的潜在价值[22-23]。与上述研究一致，本研究结果显示，嗅觉减退、RBD、认知功能障碍是PD的危险因素，有助于PD的早期诊断。

3.3 CER水平

CER是一个相对分子质量为132 000，由1 046个氨基酸组成的单多肽链，是一种肝脏产生的铜转运蛋白，也是人体内唯一的铜氧化酶[24-25]。CER 是一种具有4 个活性铜原子的多铜氧化酶，可将Fe2+氧化为Fe3+，并同时将氧气完全还原为水[24]。研究表明，脑中的铁代谢与CER密切相关，PD患者的黑质中出现明显的铁沉积现象，提示CER 代谢异常可能是PD的危险因素[26-27]，CER在神经退行性病变中起保护作用[28]。与上述研究一致，本研究结果显示，CER水平降低是PD的危险因素。研究表明，低CER 水平会导致黑质-多巴胺失衡，这可能是CER水平降低影响了黑质铁代谢功能所导致。

3.4 小结与展望

目前帕金森早期诊断相对缺乏，本研究用PD危险因素构建诺了谟图诊断模型，模型中训练集和验证集校准曲线均与理想中的45°虚线相接近，经受试者操作特征曲线验证该模型具有较好的诊断效能，提示本研究建立的PD 早期诊断诺谟图模型有较快速、准确的预测价值，可以为PD的早期诊断提供一定的参考价值。

综上所述，高龄、认知功能障碍、RBD、便秘、嗅觉减退、CER 水平降低是PD 的危险因素[29]。本研究通过建立PD 诺莫图预测模型，经过训练集及验证集验证，表明有较好的预测价值，可以有效地早期识别PD，这对PD 临床及护理工作有着极大的指导价值。然而，本研究作为单中心回顾性分析，样本量有限，存在混杂偏倚，还需要后期研究对本模型进行进一步验证。

利益冲突说明/Conflict of Interests

所有作者声明不存在利益冲突。

伦理批准及知情同意/Ethics Approval and Patient Consent

本文不涉及伦理批准及知情同意。

作者贡献/Authors’Contributions

魏坚撰写，崔诗爽收集资料并设计，孙杰设计并审核。