趙振華,汪效松,魏振,何瑩超,程瓊,汪銀洲
帕金森?。≒arkinson's disease,PD)是常見的神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病之一,臨床表現(xiàn)包括靜止性震顫、肌強(qiáng)直、運(yùn)動(dòng)遲緩等運(yùn)動(dòng)癥狀以及抑郁、認(rèn)知障礙、自主神經(jīng)功能異常等非運(yùn)動(dòng)癥狀[1]。PD起病隱匿,疾病早期可無(wú)明顯臨床癥狀,診斷較為困難,但是早期使用神經(jīng)保護(hù)治療可以減少神經(jīng)元變性,從而延緩疾病進(jìn)展。一旦進(jìn)入疾病中晚期,臨床癥狀明顯,雖然診斷較為容易,但是殘余神經(jīng)元已極少,藥物治療的“蜜月期”較短,效果欠佳,并且容易出現(xiàn)各種并發(fā)癥。因此,PD早期診斷對(duì)疾病治療、延緩疾病發(fā)展及監(jiān)測(cè)疾病變化至關(guān)重要,尋找靈敏度和特異度高的診斷方法和合適的生物標(biāo)志物迫在眉睫。目前,各國(guó)學(xué)者都致力于尋找高靈敏度和特異度的生物學(xué)標(biāo)志物,用于輔助PD的早期診斷和客觀評(píng)估疾病的嚴(yán)重程度。氧化應(yīng)激在PD發(fā)病機(jī)制中扮演了重要角色[2]。氧自由基(ROS)的生成過多或者清除障礙是PD患者多巴胺能神經(jīng)元丟失的一個(gè)重要因素,ROS異常增多的原因包括多巴胺代謝異常、自由基清除能力降低、離子水平紊亂及鈣超載[3]。此外,線粒體功能障礙可影響呼吸鏈復(fù)合物Ⅰ的正常功能,進(jìn)而導(dǎo)致三磷酸腺苷(ATP)的合成障礙,同時(shí)使ROS生成增加,異常增多的ROS又可以導(dǎo)致線粒體DNA的損傷并觸發(fā)線粒體損傷與氧化應(yīng)激之間形成惡性循環(huán)[4]。因此,氧化應(yīng)激可能成為反映PD疾病狀態(tài)的靈敏指標(biāo)。本研究旨在探討PD患者外周血漿氧化應(yīng)激的標(biāo)志物丙二醛(malonaldehyde,MDA)、8-羥基脫氧鳥苷(8-hydroxy-2-deoxyguanosine,8-OHdG)、DJ-1蛋白水平,以期為氧化應(yīng)激指標(biāo)在PD的診斷和疾病不同階段評(píng)估的臨床應(yīng)用價(jià)值提供新的參考依據(jù)。
1.1 研究對(duì)象 選取2016年12月—2017年6月于福建省立醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科門診就診及住院的原發(fā)性PD患者40例。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)均符合PD的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)[5];(2)年齡60~80歲。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)進(jìn)行性核上性麻痹、多系統(tǒng)萎縮、皮質(zhì)基底核變性等PD疊加綜合征;(2)阿爾茨海默病或有嚴(yán)重精神疾病史;(3)合并嚴(yán)重心、腦、肺、肝、腎、血液、內(nèi)分泌代謝疾病及腫瘤。另于同期在本院收集與PD患者無(wú)血緣關(guān)系的健康體檢者40例為對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)年齡60~80歲;(2)無(wú)震顫、行動(dòng)遲緩、肌強(qiáng)直等表現(xiàn);(3)無(wú)神經(jīng)系統(tǒng)疾病史及PD家族史。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)認(rèn)知功能下降、阿爾茨海默病或有嚴(yán)重精神疾病史;(2)合并嚴(yán)重心、腦、肺、肝、腎、血液、內(nèi)分泌代謝疾病及腫瘤。本研究經(jīng)福建省立醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),所有受試者知情并簽署知情同意書。
1.2 研究方法
1.2.1 病程評(píng)價(jià) 采用Hoehn-Yahr(H-Y)分期評(píng)估病情嚴(yán)重程度。分別為:Ⅰ期:?jiǎn)蝹?cè)受影響;Ⅱ期:雙側(cè)受影響但無(wú)姿勢(shì)平衡障礙;Ⅲ期:出現(xiàn)姿勢(shì)平衡障礙,常常容易跌倒;Ⅳ期:日常生活需要人照護(hù),獨(dú)立行走有困難;V期:幾乎全天須依賴輪椅,或者終日無(wú)法起身[6]。將Ⅰ~Ⅱ期的患者歸為早期PD組(n=23),Ⅲ期及以上的患者歸為中晚期PD組(n=17)。
1.2.2 統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表第3部分(UPDRS-Ⅲ)測(cè)評(píng) 旨在評(píng)價(jià)PD患者的運(yùn)動(dòng)障礙程度,包括言語(yǔ)、面部表情、靜止性震顫、手部動(dòng)作性/姿勢(shì)性震顫、強(qiáng)直、手指拍打試驗(yàn)、手動(dòng)作、輪替動(dòng)作、腿部靈活性、坐椅起立、姿勢(shì)、步態(tài)、姿勢(shì)平衡、軀體少動(dòng)14個(gè)條目,每個(gè)條目分為5個(gè)等級(jí),分別計(jì)為0~4分,分?jǐn)?shù)越高,運(yùn)動(dòng)障礙越嚴(yán)重[7]。
1.2.3 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測(cè) 由本院護(hù)士清晨抽取5 ml患者空腹肘靜脈血,常規(guī)分離血漿,置于-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆谩2捎昧虼捅韧姿岱z測(cè)血漿中MDA水平,采用ELISA法檢測(cè)血漿中8-OHdG、DJ-1蛋白水平。操作步驟均嚴(yán)格按照說明書進(jìn)行。MDA試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所,8-OHdG ELISA試劑盒購(gòu)自美國(guó)Abcam公司,DJ-1蛋白ELISA試劑盒購(gòu)自美國(guó)R&D公司。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以(x ±s)表示,兩組間比較采用t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,組間兩兩比較采用q檢驗(yàn);計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。以P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 3組基本情況比較 3組性別、年齡比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);早期、中晚期PD組UPDRS -Ⅲ評(píng)分、病程比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,見表1)。
表1 3組基本情況比較Table 1 Demographic characteristics of the participants
2.2 3組血漿氧化應(yīng)激指標(biāo)水平比較 3組血漿MDA、8-OHdG水平比較,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中,早期、中晚期PD組MDA水平高于對(duì)照組,早期PD組8-OHdG水平高于對(duì)照組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。3組血漿DJ-1蛋白水平比較,差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,見表2)。
表2 3組血漿氧化應(yīng)激指標(biāo)水平比較(x±s,μg/L)Table 2 Levels of MDA,8-OHdG and DJ-1 protein in the controls,mild PD patients and moderate-to-severe PD patients
PD是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性疾病,PD的主要病理學(xué)特點(diǎn)是腦黑質(zhì)中多巴胺能神經(jīng)元變性壞死,黑質(zhì)紋狀體通路退化,而導(dǎo)致這一改變的確切病因尚不十分清楚。環(huán)境因素、遺傳因素、免疫學(xué)異常以及氧化應(yīng)激反應(yīng)等可能參與多巴胺能神經(jīng)元的變性死亡過程[8-9]。氧化應(yīng)激學(xué)說認(rèn)為,正常體內(nèi)細(xì)胞不斷產(chǎn)生自由基,引起脂質(zhì)過氧化,對(duì)蛋白質(zhì)、DNA均可產(chǎn)生氧化損傷;同時(shí),人體內(nèi)存在酶性和非酶性兩種抗氧化防御系統(tǒng)來清除這些自由基,保護(hù)大腦免受氧化損傷。氧化與抗氧化功能處于動(dòng)態(tài)平衡,如果氧化與抗氧化系統(tǒng)功能平衡失調(diào)則導(dǎo)致多巴胺能神經(jīng)元變性死亡[10]。
3.1 8-OHdG ROS可以直接造成DNA的氧化損傷,8-OHdG是最具有代表性的損傷產(chǎn)物之一[11]。ROS攻擊DNA中的鳥嘌呤的第8位碳原子,使脫氧鳥苷轉(zhuǎn)換為8-OHdG。由于8-OHdG只通過上述途徑形成,不是細(xì)胞更新產(chǎn)物,并且可以在體內(nèi)穩(wěn)定存在,在體液中的水平不受飲食等因素影響,因此是可靠的DNA氧化損傷的標(biāo)志物[11]。ISOBE等[12]采用高效液相色譜法檢測(cè)了20例PD患者腦脊液的8-OHdG水平,發(fā)現(xiàn)患者的8-OHdG水平顯著高于對(duì)照組,并且與疾病病程明顯相關(guān),說明8-OHdG是靈敏可靠的標(biāo)志物。雖然腦脊液檢查可以直接反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)的內(nèi)環(huán)境,但是不適合隨訪及多次采樣。BOLNER等[13]同樣采用高效液相色譜法檢測(cè)受試者的尿8-OHdG水平,發(fā)現(xiàn)PD患者明顯高于對(duì)照組。CHEN等[14]比較了211例PD患者和135例正常個(gè)體的外周血8-OHdG水平,同樣發(fā)現(xiàn)PD患者的8-OHdG水平明顯升高,并且中晚期PD患者中8-OHdG水平隨著HY分期的升高而逐漸升高。國(guó)內(nèi)采用8-OHdG作為PD生物標(biāo)志物的研究仍比較少。本研究結(jié)果顯示,PD患者的血漿8-OHdG水平高于對(duì)照組,且早期PD患者8-OHdG水平升高更為顯著,這提示PD患者早期階段DNA氧化應(yīng)激損傷的程度可能更為嚴(yán)重,抗氧化應(yīng)激治療應(yīng)及早應(yīng)用。
3.2 MDA ROS攻擊脂質(zhì)類主要產(chǎn)生MDA、酮基、羥基、羰基、氫過氧基等。MDA是脂質(zhì)過氧化的降解產(chǎn)物,其水平也可以間接反映細(xì)胞損傷的程度。DEXTER等[15]通過尸檢發(fā)現(xiàn)PD患者黑質(zhì)部位的MDA水平要高于患者腦組織其他部位,同時(shí)也高于正常個(gè)體黑質(zhì)的MDA水平。這說明MDA可能是一個(gè)可靠的反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)脂質(zhì)氧化損傷的指標(biāo)。DE FARIAS等[16]對(duì)血清中脂質(zhì)氫過氧化物水平、MDA水平、一氧化氮代謝產(chǎn)物水平、巰基水平、過氧化氫酶活性、超氧化物歧化酶活性、對(duì)氧磷酶1活性等幾種氧化應(yīng)激產(chǎn)物進(jìn)行檢測(cè)分析,發(fā)現(xiàn)PD患者的MDA水平較正常個(gè)體明顯升高,并且靈敏度和特異度均高于其他幾種標(biāo)志物。葉心國(guó)等[17]對(duì)86例PD患者的血漿超氧化物歧化酶、谷胱甘肽及MDA水平進(jìn)行研究,發(fā)現(xiàn)患者的MDA水平明顯高于正常個(gè)體。但是,周紅等[18]的研究結(jié)果卻未發(fā)現(xiàn)相應(yīng)改變。本研究發(fā)現(xiàn),PD患者的血漿MDA水平較對(duì)照組升高,提示這些PD患者的氧化應(yīng)激損傷可能在疾病發(fā)展過程中逐漸增強(qiáng),有必要注重抗氧化的藥物治療,比如加用較大劑量的輔酶Q10、維生素E等,可能有助于減緩疾病進(jìn)展。
3.3 DJ-1蛋白 DJ-1蛋白在抗氧化應(yīng)激方面具有重要作用。發(fā)生氧化應(yīng)激時(shí),DJ-1蛋白的106位半胱氨酸殘基會(huì)被氧化修飾,位于胞漿的DJ-1蛋白進(jìn)入到線粒體內(nèi),通過直接清除ROS和調(diào)節(jié)其他抗氧化酶的活性發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[19]。目前,對(duì)于外周DJ-1蛋白能否作為PD的合適的生物標(biāo)志物尚存在爭(zhēng)議。WARAGAI等[20]檢測(cè)了104例PD患者血漿DJ-1蛋白,發(fā)現(xiàn)PD患者明顯高于對(duì)照組,并且蛋白水平的升高與疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)。但是,SHI等[21]的研究卻并未發(fā)現(xiàn)類似的結(jié)果。何丹等[22]對(duì)215例PD患者的血清DJ-1蛋白水平進(jìn)行檢測(cè),并未發(fā)現(xiàn)患者與正常對(duì)照存在差別,并且DJ-1蛋白水平與疾病嚴(yán)重程度無(wú)關(guān)。本研究也未發(fā)現(xiàn)DJ-1蛋白水平在各組中存在顯著差別。究其原因,可能與DJ-1蛋白容易受到外周血污染有關(guān)[23]。因此,有些學(xué)者嘗試檢測(cè)外周血中其他形式的DJ-1蛋白,比如氧化DJ-1蛋白[24]、DJ-1蛋白的同形體[25],希望能夠更好地反映PD的氧化應(yīng)激障礙和病情的嚴(yán)重程度,但是這些結(jié)果仍有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
綜上所述,PD患者存在過度異常的氧化應(yīng)激損傷。外周血檢測(cè)8-OHdG水平和MDA水平可能作為輔助PD患者診斷并了解病程嚴(yán)重程度的生物學(xué)預(yù)測(cè)指標(biāo)。本研究樣本量有限,仍需進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量、增加隨訪的時(shí)間和增加個(gè)體自身指標(biāo)的比較來進(jìn)一步驗(yàn)證。
作者貢獻(xiàn):趙振華進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)整理和撰寫論文;魏振和何瑩超進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理、數(shù)據(jù)收集;汪效松和汪銀洲進(jìn)行研究的實(shí)施與可行性分析及論文的修訂;程瓊進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制及審校。
本文無(wú)利益沖突。