血清IL-6、IL-10 及IFN-α 水平對首發抑郁患者雙側海馬區細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

炎癥因子學說是抑郁癥發病機制中的一種重要的假說，其中促炎性細胞因子及抗炎性細胞因子種類繁多，且作用各不相同。而大量病理學及影像學證據亦表明抑郁癥患者海馬存在功能結構的變化。雖然炎癥因子學說與腦結構功能異常學說研究點不一樣，但實際上是相互聯系及影響的。

以往的研究很少對這兩種學說所研究的對象進行聯系比較，我們針對這種潛在的聯系性，利用氫質子磁共振波譜技術(1H-MRS)檢測雙側海馬細胞代謝功能變化的同時測定外周血血清中幾種炎癥因子的水平高低，探討炎癥因子對首發抑郁患者海馬區細胞代謝的影響，有機地結合兩種學說去研究抑郁癥的發病機制。

1 材料與方法

1.1 實驗對象收集 收集20 例2010 年4 月～2013 年4 月經江蘇大學附屬醫院及附屬第四人民醫院精神科診斷為首發抑郁癥的患者并符合以下條件:(1)首次發作并且未經過抗抑郁藥物干預，同時未服用過其它精神類藥物;(2)未接受過電休克等物理治療;(3)未使用影響腦內乙酰膽堿等神經遞質的藥物;(4)排除其他精神障礙或藥物依賴、患有嚴重的軀體疾病或嚴重藥物過敏、患過腦器質性疾病或其他可能影響腦結構與功能的疾病;(5)近2w 無感冒、發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。

本研究經醫院倫理委員會批準，全部志愿者對本研究項目知情并簽署知情同意書。

1.2 磁共振波譜檢測 采用西門子公司Magnetom Trio Tim 3.0T 高場磁共振成像系統及MRS 專用頭顱線圈作為檢測設備。以TSE 序列MRI 常規掃描排除腦部器質性病變，并采用3 軸(X 軸、Y 軸、Z 軸)對雙側海馬進行1H-MRS 定位。VOI:(16×16);體素大小:1cm×1cm×1.5cm。采用(MVS)3D-CSI 序列對受試者進行1H-MRS 掃描(TR=1700ms，TE=135ms)。波譜掃描時避開顱骨、脂肪、氣腔及腦脊液等結構，并使用飽和帶以避免周圍組織對檢查結果的影響。體素內勻場、水抑制均由掃描程序自動完成。掃描完成后使用隨機LEONARDO 程序進行基線、相位校正。工作站記錄相關代謝指標并以Cr 為標準計算Glx/Cr、NAA/Cr、Cho/Cr、MI/Cr 的比值(Cr 由于其濃度在各種狀態下量化相對恒定，常被作為參照物)。所有數據均光盤刻錄儲存，之后由兩名副高以上職稱醫師統一時間同時獨立進行統計分析。

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

1.4 統計學分析 測得數據符合正態性分布，數據用Stata12.0 軟件包進行統計分析，計量資料以均數±標準差(±s)表示。采用t 檢驗的統計學方法，P＜0.05 為有統計學意義。采用Spearman 相關分析檢驗雙側海馬區多種代謝指標與血清中多種炎性因子水平的相關性，P＜0.05 為有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組雙側海馬各代謝指標變化 相對于正常組，首發抑郁組患者左側海馬的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)，右側海馬僅僅出現Glx/Cr(t=2.43，P＜0.05)的下降，其余指標未見有統計學意義的升高(見表1、見圖1)。

2.2 兩組血清中炎癥因子水平變化 相對于正常組，首發抑郁組患者外周血血清中IL-6 及IFNα 水平出現有統計學意義的升高(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)(見表2)。

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

表1 正常組與抑郁組的雙側海馬各1H-MRS 代謝指標比較

表2 正常組與抑郁組的血清炎癥因子水平比較(pg/ml)

表3 雙側海馬1H-MRS 各代謝指標檢測結果與血清炎癥因子水平高低的相關性

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

3 討論

Dowlati［1］認為慢性炎癥是產生抑郁癥的一個重要因素，Lee［2］的研究也表明產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別。筆者所在研究小組的前期研究通過檢測抑郁大鼠模型的腦脊液炎癥因子水平也發現其中幾種因子水平的升高［3］。由于對抑郁癥炎癥因子假說的研究大多只是集中在某些載體內(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于神經細胞代謝的影響是怎樣很少有涉及。且動物模型與臨床病例發病機制并不完全一致［4］。因此本研究選擇首發抑郁患者作為研究對象，以排除不同類型、不同病程、不同年齡、性別以及首發復發等干擾因素。首發抑郁患者由于是從正常逐漸變化為抑郁狀態，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的發病原因。海馬是如今公認的導致產生抑郁狀態的核心核團，調控著情感、情緒變化甚至學習記憶能力［6］，其中神經細胞的代謝變化極可能參與了整個抑郁癥發生的過程。筆者利用1H-MRS 這種無創的檢測神經細胞代謝變化的手段去活體研究首發抑郁癥患者敏感腦區受炎癥因子水平的影響，充分結合兩種不同手段去探討抑郁癥的發病機制。

L-6 促進B 淋巴細胞分化及增殖，這些物質能抑制神經細胞新生、發育，且能同步激活下丘腦-垂體-腎上腺軸，增加皮質激素分泌，促進細胞凋亡［7］。IFN-α 引起將色氨酸轉化為犬尿氨酸的IDO(吲哚胺2，3-雙加氧酶)的升高，導致色氨酸供應減少，從而減少5-HT 的合成，同時犬尿氨酸的代謝產物能引起神經元細胞的損失，導致抑郁癥［8］。IL-10 作為一種免疫抑制因子能夠調節免疫系統，對抗促炎性細胞因子的作用。筆者分別選擇這3 種對機體有著不同作用的炎癥因子做研究比較，發現在首發抑郁患者出現血清炎癥因子水平變化的同時，海馬的某些神經細胞代謝指標亦出現了有統計學意義的波動。IL-6、IFN-α 水平在首發抑郁患者的血清中都有較明顯的升高，做相關性分析發現同時雙側海馬的Glx/Cr都出現了下降，而NAA/Cr 及Cho/Cr 的變化僅僅出現在左側海馬，代表著肌醇磷酸循環的MI/Cr 值［9］卻并未出現明顯變化。由于存在大腦優勢半球的影響［10］，我們推測在早期的首發抑郁癥中IL-6、IFN-α水平升高影響最大的是海馬神經細胞的谷氨酸循環代謝，促炎癥細胞能夠破壞正常的神經細胞谷氨酸循環，使神經遞質代謝出現紊亂，這或許是抑郁癥產生的始發環節。緊接著的左側海馬NAA/Cr 及Cho/Cr 變化代表了神經元數目與神經細胞包膜完整性的變化，推測由于受到谷氨酸循環異常影響而出現了神經細胞的損害，是始發環節的一個發展，加深了神經元與神經細胞的破壞。IL-10 在本次研究中并未出現有意義的變化，猜測與抑郁癥的病程有關，它在早期的首發抑郁癥中并未激活起作用。

隨著更大樣本量的采集及BOLD［11］等腦功能成像的應用，我們將進一步做動態及藥物干預研究繼續探討炎癥因子對神經細胞代謝循環的影響。

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