血清IL-6、IL-10 及IFN-α 水平對(duì)首發(fā)抑郁患者雙側(cè)海馬區(qū)細(xì)胞代謝影響的磁共振波譜研究

朱 穎，王冬青，朱 彥，李月峰，朱海濤，殷瑞根，趙 亮

炎癥因子學(xué)說(shuō)是抑郁癥發(fā)病機(jī)制中的一種重要的假說(shuō)，其中促炎性細(xì)胞因子及抗炎性細(xì)胞因子種類(lèi)繁多，且作用各不相同。而大量病理學(xué)及影像學(xué)證據(jù)亦表明抑郁癥患者海馬存在功能結(jié)構(gòu)的變化。雖然炎癥因子學(xué)說(shuō)與腦結(jié)構(gòu)功能異常學(xué)說(shuō)研究點(diǎn)不一樣，但實(shí)際上是相互聯(lián)系及影響的。

以往的研究很少對(duì)這兩種學(xué)說(shuō)所研究的對(duì)象進(jìn)行聯(lián)系比較，我們針對(duì)這種潛在的聯(lián)系性，利用氫質(zhì)子磁共振波譜技術(shù)(1H-MRS)檢測(cè)雙側(cè)海馬細(xì)胞代謝功能變化的同時(shí)測(cè)定外周血血清中幾種炎癥因子的水平高低，探討炎癥因子對(duì)首發(fā)抑郁患者海馬區(qū)細(xì)胞代謝的影響，有機(jī)地結(jié)合兩種學(xué)說(shuō)去研究抑郁癥的發(fā)病機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象收集 收集20 例2010 年4 月～2013 年4 月經(jīng)江蘇大學(xué)附屬醫(yī)院及附屬第四人民醫(yī)院精神科診斷為首發(fā)抑郁癥的患者并符合以下條件:(1)首次發(fā)作并且未經(jīng)過(guò)抗抑郁藥物干預(yù)，同時(shí)未服用過(guò)其它精神類(lèi)藥物;(2)未接受過(guò)電休克等物理治療;(3)未使用影響腦內(nèi)乙酰膽堿等神經(jīng)遞質(zhì)的藥物;(4)排除其他精神障礙或藥物依賴(lài)、患有嚴(yán)重的軀體疾病或嚴(yán)重藥物過(guò)敏、患過(guò)腦器質(zhì)性疾病或其他可能影響腦結(jié)構(gòu)與功能的疾病;(5)近2w 無(wú)感冒、發(fā)熱及其他感染性病史。其中男8 例，女12 例，最大者35 歲，最小者17 歲，平均年齡(26±4)歲;受教育年限8～16(13.4±3.8)年;身高154～177(160±19)cm;體重46～80(63±10)kg;均為右利手。

20 例健康志愿者均為本院職工或其家屬，其中男9 例，女11 例;最大者37 歲，最小者20 歲，平均年齡(28±6)歲;受教育年限9～19(15.2±2.9)年;身高:156～179(164±22)cm，體重:44～78(58±11)kg，均為右利手。

本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，全部志愿者對(duì)本研究項(xiàng)目知情并簽署知情同意書(shū)。

1.2 磁共振波譜檢測(cè) 采用西門(mén)子公司Magnetom Trio Tim 3.0T 高場(chǎng)磁共振成像系統(tǒng)及MRS 專(zhuān)用頭顱線(xiàn)圈作為檢測(cè)設(shè)備。以TSE 序列MRI 常規(guī)掃描排除腦部器質(zhì)性病變，并采用3 軸(X 軸、Y 軸、Z 軸)對(duì)雙側(cè)海馬進(jìn)行1H-MRS 定位。VOI:(16×16);體素大小:1cm×1cm×1.5cm。采用(MVS)3D-CSI 序列對(duì)受試者進(jìn)行1H-MRS 掃描(TR=1700ms，TE=135ms)。波譜掃描時(shí)避開(kāi)顱骨、脂肪、氣腔及腦脊液等結(jié)構(gòu)，并使用飽和帶以避免周?chē)M織對(duì)檢查結(jié)果的影響。體素內(nèi)勻場(chǎng)、水抑制均由掃描程序自動(dòng)完成。掃描完成后使用隨機(jī)LEONARDO 程序進(jìn)行基線(xiàn)、相位校正。工作站記錄相關(guān)代謝指標(biāo)并以Cr 為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算Glx/Cr、NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr 的比值(Cr 由于其濃度在各種狀態(tài)下量化相對(duì)恒定，常被作為參照物)。所有數(shù)據(jù)均光盤(pán)刻錄儲(chǔ)存，之后由兩名副高以上職稱(chēng)醫(yī)師統(tǒng)一時(shí)間同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

1.3 血清炎癥因子水平測(cè)量 所有受試者均在早晨6:30～8:00 時(shí)間段1H-MRS 掃描前空腹抽取肘靜脈血3ml，不抗凝，自然狀態(tài)下放置30min 后離心(3000r/min，10min)分離血清后置于－20℃低溫保存。采用ELISA 法對(duì)保存的血清樣本進(jìn)行IL-6、IL-10 及IFN-α 水平的檢測(cè)。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 測(cè)得數(shù)據(jù)符合正態(tài)性分布，數(shù)據(jù)用Stata12.0 軟件包進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。采用t 檢驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法，P＜0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。采用Spearman 相關(guān)分析檢驗(yàn)雙側(cè)海馬區(qū)多種代謝指標(biāo)與血清中多種炎性因子水平的相關(guān)性，P＜0.05 為有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組雙側(cè)海馬各代謝指標(biāo)變化 相對(duì)于正常組，首發(fā)抑郁組患者左側(cè)海馬的Glx/Cr 及NAA/Cr 顯示下降(Glx/Cr:t=2.69，＜0.05;NAA/Cr:t=2.81，P＜0.05);而Cho/Cr 顯示升高(t=2.36，P＜0.05)，MI/Cr 變化不明顯(t=1.19，P＞0.05)，右側(cè)海馬僅僅出現(xiàn)Glx/Cr(t=2.43，P＜0.05)的下降，其余指標(biāo)未見(jiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的升高(見(jiàn)表1、見(jiàn)圖1)。

2.2 兩組血清中炎癥因子水平變化 相對(duì)于正常組，首發(fā)抑郁組患者外周血血清中IL-6 及IFNα 水平出現(xiàn)有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的升高(IL-6:t=4.53，P＜0.05;IFN-α:t=4.49，P＜0.05)，IL-10 水平變化不明顯(t=0.26，P＞0.05)(見(jiàn)表2)。

2.3 雙側(cè)海馬各代謝指標(biāo)與血清中各種炎癥因子水平的相關(guān)性分析 雙側(cè)海馬的Glx/Cr 水平與IL-6、IFN-α 水平呈明顯負(fù)相關(guān)［左側(cè):(IL-6:r=－0.555，P＜0.05;IFN-α:r=－0.604，P＜0.05);右側(cè):(IL-6:r=－0.575，P＜0.05;IFN-α:r=－0.511，P＜0.05)］，左側(cè)海馬的NAA/Cr 水平與IL-6、IFN-α 水平亦呈顯著負(fù)相關(guān)(IL-6:r=－0.582，P＜0.05;IFN-α:r=－0.593，P＜0.05)，左側(cè)海馬的Cho/Cr 水平與IL-6、IFN-α 水平成明顯正相關(guān)(IL-6:r=0.601，P＜0.05;IFN-α:r=0.548，P＜0.05)。其余代謝指標(biāo)與血清炎癥因子水平相關(guān)性不明顯(見(jiàn)表3)。

表1 正常組與抑郁組的雙側(cè)海馬各1H-MRS 代謝指標(biāo)比較

表2 正常組與抑郁組的血清炎癥因子水平比較(pg/ml)

表3 雙側(cè)海馬1H-MRS 各代謝指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果與血清炎癥因子水平高低的相關(guān)性

圖1 正常組與抑郁組雙側(cè)海馬的1H-MRS 波譜圖對(duì)比(左為正常組，右為抑郁組)

3 討論

Dowlati［1］認(rèn)為慢性炎癥是產(chǎn)生抑郁癥的一個(gè)重要因素，Lee［2］的研究也表明產(chǎn)生抑郁狀行為的大鼠其血清中炎癥因子的水平與正常大鼠有較大區(qū)別。筆者所在研究小組的前期研究通過(guò)檢測(cè)抑郁大鼠模型的腦脊液炎癥因子水平也發(fā)現(xiàn)其中幾種因子水平的升高［3］。由于對(duì)抑郁癥炎癥因子假說(shuō)的研究大多只是集中在某些載體內(nèi)(如:外周血清、腦脊液或腦組織液)炎癥因子的水平高低，所以究竟這些炎癥因子對(duì)于神經(jīng)細(xì)胞代謝的影響是怎樣很少有涉及。且動(dòng)物模型與臨床病例發(fā)病機(jī)制并不完全一致［4］。因此本研究選擇首發(fā)抑郁患者作為研究對(duì)象，以排除不同類(lèi)型、不同病程、不同年齡、性別以及首發(fā)復(fù)發(fā)等干擾因素。首發(fā)抑郁患者由于是從正常逐漸變化為抑郁狀態(tài)，不受病程、治療或年齡等因素的干擾［5］，能更單純地研究抑郁癥始發(fā)的發(fā)病原因。海馬是如今公認(rèn)的導(dǎo)致產(chǎn)生抑郁狀態(tài)的核心核團(tuán)，調(diào)控著情感、情緒變化甚至學(xué)習(xí)記憶能力［6］，其中神經(jīng)細(xì)胞的代謝變化極可能參與了整個(gè)抑郁癥發(fā)生的過(guò)程。筆者利用1H-MRS 這種無(wú)創(chuàng)的檢測(cè)神經(jīng)細(xì)胞代謝變化的手段去活體研究首發(fā)抑郁癥患者敏感腦區(qū)受炎癥因子水平的影響，充分結(jié)合兩種不同手段去探討抑郁癥的發(fā)病機(jī)制。

L-6 促進(jìn)B 淋巴細(xì)胞分化及增殖，這些物質(zhì)能抑制神經(jīng)細(xì)胞新生、發(fā)育，且能同步激活下丘腦-垂體-腎上腺軸，增加皮質(zhì)激素分泌，促進(jìn)細(xì)胞凋亡［7］。IFN-α 引起將色氨酸轉(zhuǎn)化為犬尿氨酸的IDO(吲哚胺2，3-雙加氧酶)的升高，導(dǎo)致色氨酸供應(yīng)減少，從而減少5-HT 的合成，同時(shí)犬尿氨酸的代謝產(chǎn)物能引起神經(jīng)元細(xì)胞的損失，導(dǎo)致抑郁癥［8］。IL-10 作為一種免疫抑制因子能夠調(diào)節(jié)免疫系統(tǒng)，對(duì)抗促炎性細(xì)胞因子的作用。筆者分別選擇這3 種對(duì)機(jī)體有著不同作用的炎癥因子做研究比較，發(fā)現(xiàn)在首發(fā)抑郁患者出現(xiàn)血清炎癥因子水平變化的同時(shí)，海馬的某些神經(jīng)細(xì)胞代謝指標(biāo)亦出現(xiàn)了有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的波動(dòng)。IL-6、IFN-α 水平在首發(fā)抑郁患者的血清中都有較明顯的升高，做相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)同時(shí)雙側(cè)海馬的Glx/Cr都出現(xiàn)了下降，而NAA/Cr 及Cho/Cr 的變化僅僅出現(xiàn)在左側(cè)海馬，代表著肌醇磷酸循環(huán)的MI/Cr 值［9］卻并未出現(xiàn)明顯變化。由于存在大腦優(yōu)勢(shì)半球的影響［10］，我們推測(cè)在早期的首發(fā)抑郁癥中IL-6、IFN-α水平升高影響最大的是海馬神經(jīng)細(xì)胞的谷氨酸循環(huán)代謝，促炎癥細(xì)胞能夠破壞正常的神經(jīng)細(xì)胞谷氨酸循環(huán)，使神經(jīng)遞質(zhì)代謝出現(xiàn)紊亂，這或許是抑郁癥產(chǎn)生的始發(fā)環(huán)節(jié)。緊接著的左側(cè)海馬NAA/Cr 及Cho/Cr 變化代表了神經(jīng)元數(shù)目與神經(jīng)細(xì)胞包膜完整性的變化，推測(cè)由于受到谷氨酸循環(huán)異常影響而出現(xiàn)了神經(jīng)細(xì)胞的損害，是始發(fā)環(huán)節(jié)的一個(gè)發(fā)展，加深了神經(jīng)元與神經(jīng)細(xì)胞的破壞。IL-10 在本次研究中并未出現(xiàn)有意義的變化，猜測(cè)與抑郁癥的病程有關(guān)，它在早期的首發(fā)抑郁癥中并未激活起作用。

隨著更大樣本量的采集及BOLD［11］等腦功能成像的應(yīng)用，我們將進(jìn)一步做動(dòng)態(tài)及藥物干預(yù)研究繼續(xù)探討炎癥因子對(duì)神經(jīng)細(xì)胞代謝循環(huán)的影響。

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