精神分裂癥患者血清中輕稀土元素測定及分析

薛 新， 張傳波， 王棟芳， 閆賴賴,3， 葛茂宏， 董 梁， 劉雅瓊,3， 王京宇,3

(1. 北京大學 公共衛生學院， 北京 100191; 2. 山東省濰坊市精神衛生中心， 山東 濰坊 262400;3. 北京大學 食品安全毒理學研究與評價北京市重點實驗室，北京 100191)

精神分裂癥患者血清中輕稀土元素測定及分析

薛 新1， 張傳波2， 王棟芳1， 閆賴賴1,3， 葛茂宏2， 董 梁1， 劉雅瓊1,3， 王京宇1,3

(1. 北京大學 公共衛生學院， 北京 100191; 2. 山東省濰坊市精神衛生中心， 山東 濰坊 262400;3. 北京大學 食品安全毒理學研究與評價北京市重點實驗室，北京 100191)

目的：分析精神分裂癥患者血清輕稀土元素水平與精神分裂癥的關系。方法：應用電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)測定30例精神分裂癥患者入院用藥前(病例組)、臨床痊愈時(痊愈組)和30例健康人(對照組)血清中的輕稀土元素含量。結果：與健康對照組相比，病例組血清中鑭、鈰和鐠3種元素的含量明顯增高，釹元素在兩組間的差異無統計學意義；痊愈組血清中鈰和鐠兩種元素的含量明顯增高，鑭和釹元素在兩組間的差異無統計學意義。血清中鑭、鈰、鐠、釹的含量在病例組和痊愈組之間的差異無統計學意義。結論：精神分裂癥患者血清中鑭、鈰、鐠3種輕稀土元素的含量有明顯變化，提示精神分裂癥患者體內可能存在稀土元素的失調。

精神分裂癥； 血清; 輕稀土元素; 測定及分析

精神分裂癥(schizophrenia)是一種影響行為、思維和情感的精神疾患[1]，它是精神科的一種復發率高、致殘率高的慢性遷延性疾病[2],多起病于青壯年(16～30歲之間),且大部分遷延終生[3]。精神分裂癥在全球范圍內給患者、家庭、醫保付費方及社會帶來了沉重的負擔[4]。隨著對精神分裂癥研究的深入及細化,許多研究證實,其發病病因及機理的復雜性,是多因素相互作用的共同結果[5],但是,目前還沒有一種假說能夠完美地解釋精神分裂癥的發病機理。早在上個世紀初期,必需微量元素在精神分裂癥的發展中可能是一個致病因素的說法就已經被證實,雖然具體的機制及必需微量元素在其中的功能并沒有得到很好的理解[6]。近半個世紀以來,國內外的學者對精神分裂癥與化學元素之間的相關性進行了大量的研究[1,6-9],但研究的元素多是人體必需元素,極少有研究者研究稀土元素與精神分裂癥的關系。本研究分別對精神分裂癥患者入院用藥前和臨床痊愈時的血清輕稀土元素含量進行了測定,并分別與對照組進行比較,以及自身治療前后進行比較,旨在為研究稀土元素與精神分裂癥的關系提供一些線索。

1 對象與方法

1.1 對象

病例組所有研究對象均來自2015年3月—2015年12月在山東省濰坊市精神衛生中心住院治療的精神分裂癥患者,共30例,男19例,女11例,年齡18～52歲,平均年齡32.20歲。病例組納入標準：均符合ICD-10關于精神分裂癥的診斷標準,至少在2周前未服鐵劑、激素等對機體內微量元素代謝有影響的非精神病治療藥物,均食用本院普通住院膳食,年齡≥18周歲,性別不限。排除標準：伴有腦器質性疾病,嚴重軀體疾病,精神發育遲滯,酒精或物質濫用史,視力、聽力障礙,診斷明確的神經系統疾病史,孕婦及哺乳期婦女。病例組病人經8周左右住院治療后,根據ICD-10關于精神分裂癥的診斷標準達到臨床痊愈水平后被納入痊愈組。

對照組納入標準：與病例進行1∶1配比(配比條件：性別、年齡)，至少在2周前未服鐵劑、激素等對機體內微量元素代謝有影響的藥物，經血尿糞常規、肝功能、空腹血糖、腎功能等化驗及X線胸透、心電圖檢查等均屬正常。排除標準：既往或現患任何精神疾病者，伴有腦器質性疾病，嚴重軀體疾病，精神發育遲滯，酒精或物質濫用史，視力、聽力障礙，診斷明確的神經系統疾病史，孕婦及哺乳期婦女。共納入健康對照30例,男18例,女12例,年齡23歲～51歲,平均年齡32.53歲。

1.2 方法

于患者入院用藥前和臨床痊愈時各采集1次靜脈晨血5 mL,采用惰性分離膠采血管收集,及時分離血清,置-80 ℃冰箱內保存待測。同期采集對照人群靜脈晨血5 mL,采樣方案同病例組。使用美國Perkin-Elmer Sciex公司ElanDRCⅡ型電感耦合等離子體質譜儀(ICP-MS)測定血清中輕稀土元素水平。

1.3 統計學方法

應用SPSS20.0統計軟件進行統計分析。因為所測血清元素含量不滿足正態分布,所以用中位數M(P25-P75)描述數據。兩組之間的比較采用秩和檢驗,P<0.05為差異具有統計學意義。

2 結果

2.1 病例組與對照組血清輕稀土元素含量的比較

精神分裂癥患者入院用藥前血清中鑭、鈰和鐠3種稀土元素的含量(見表1)明顯高于健康對照組(P<0.05),而釹元素在兩組間的差異無統計學意義。

表1 病例組與對照組用藥前血清輕稀土元素含量比較 mg/L

2.2 痊愈組與對照組血清輕稀土元素含量的比較

精神分裂癥患者臨床痊愈時血清中鈰和鐠兩種稀土元素的含量明顯高于健康對照組(P<0.05),而鑭和釹元素在兩組間的差異無統計學意義。見表2。

表2 痊愈組與對照組臨床痊愈時血清輕稀土元素含量比較 mg/L

2.3 病例組和痊愈組血清輕稀土元素含量的比較

精神分裂癥患者入院用藥前和臨床痊愈時血清中4種輕稀土元素(鑭、鈰、鐠、釹)的含量(見表3)，在兩組間的差異無統計學意義。

表3 病例組和痊愈組血清輕稀土元素含量比較 mg/L

3 討論

我國是一個稀土大國,稀土的儲藏量居世界首位。稀土在工農業和醫藥等行業有著廣泛的應用,稀土大量進入環境和食物鏈中,愈來愈多的人們在或多或少地接觸稀土元素,因而不可避免地面臨體內稀土元素蓄積的健康問題[ 10-11]。秦俊法等[12]對稀土的人體健康效應進行了系統綜述,結果表明：稀土對大腦功能、免疫功能、肝腎功能、生殖功能、心臟功能、血液成分、皮膚病變、呼吸系統均有影響。其中,稀土對中樞神經系統功能活動的影響一直是稀土毒理學研究中較活躍的領域,稀土對神經系統的毒性作用也受到了廣泛的關注。朱為方[13]、彭瑞玲[14]和范廣勤[15]等分別對稀土礦區兒童智商和發育情況進行了一系列調查,均發現礦區兒童較對照區智商下降,特別是在視覺記憶等方面下降明顯。有動物實驗資料[16]表明,稀土可通過血腦屏障進入腦組織,并影響中樞神經系統中神經介質的攝取和釋放,甚至可引起腦組織的病理性改變。朱為方等[17]分別以含140～147 mg/kg(中劑量組)和5.6～6.2 mg/kg(低劑量組) 氯化稀土的飼料喂養Wistar大鼠,240天后采用單盲法檢驗發現,兩組大鼠海馬乙酰膽堿酯酶活性較對照組顯著降低。病理切片發現,中劑量組大鼠大腦神經元胞體腫脹及噬節現象均較對照組多。這說明攝入低劑量稀土(相當于成人日攝入量為2.04～2.22 mg/d)在短期內(8個月)即可出現大腦的毒性反應。

郭靜等[18]曾對精神分裂癥患者血清中41 種微量元素含量進行過測定,其中,鑭、鈰、鐠、釹4種元素的含量明顯低于健康對照者。而王棟芳等[19]發現精神分裂癥患者血清中釹元素的含量明顯高于健康對照,而鑭、鈰、鐠3種元素和健康對照者比無顯著差異。

本研究首次對精神分裂癥患者入院用藥前和臨床痊愈時的血清中輕稀土元素含量都進行了測定,發現治療前后患者血清中4種輕稀土元素的含量并無顯著差異。但是,精神分裂癥患者入院用藥前血清中鑭、鈰和鐠3種稀土元素的含量明顯高于健康對照(P<0.05),臨床痊愈時血清中鈰和鐠2種稀土元素的含量明顯高于健康對照(P<0.05),而鑭元素在兩組間則無顯著差異。這提示精神分裂癥患者體內可能存在稀土元素的失調,但是二者的關系有待從更大范圍、更多角度、更深層次進行研究。

本次研究與以往的研究結果不盡相同,可能與納入排除標準、標本采集保存及地區的差異等因素有關。

References)

[1] Rahman M A,Azad M A K,Hossain M I,et al. Zinc,Manganese,Calcium,Copper,and Cadmium Level in Scalp Hair Samples of Schizophrenic Patients[J]. Biological Trace Element Research,2009,127(2):102-108.

[2] 張玲. 精神分裂癥治療依從性的研究進展[J]. 神經疾病與精神衛生,2007,7(5):404-407.

[3] Mueser K T,Mcgurk S R. Schizophrenia[J]. Lancet,2004,363(9426):2063-2072.

[4] 管麗麗,杜立哲,馬弘. 精神分裂癥的疾病負擔(綜述)[J]. 中國心理衛生雜志,2012,26(12):913-919.

[5] 王坤,杜省古. 精神分裂癥病因學的研究進展[J]. 醫藥與保健,2014,22(1):180.

[6] Pfeiffer C C,Bacchi D. Copper,zinc,manganese,niacin and pyridoxine in the schizophrenias[J]. Journal of Applied Nutrition,1975(27):106-120.

[7] Yanik M,Kocyigit A,Tutkun H,et al. Plasma Manganese,Selenium,Zinc,Copper,and Iron Concentrations in Patients with Schizophrenia[J]. Biological Trace Element Research,2004,98(2):109-117.

[8] Wolf T L,Kotun J,Meador-Woodruff J H. Plasma copper,iron,ceruloplasmin and ferroxidase activity in schizophrenia[J]. Schizophrenia Research,2006,86(1/2/3):167-171.

[9] Liu T,Lu Q B,Yan L,et al. Comparative Study on Serum Levels of 10Trace Elements in Schizophrenia[J]. Plos One,2014,10(7)：e0133662.

[10] 王夔.生命科學中的微量元素[M].北京:中國計量出版社,1996:450-509.

[11] Hirano S,Suzuki K T. Exposure,metabolism,and toxicity of rare earths and related compounds[J]. Environ Health Perspect,1996,104(Suppl 1) :85-95

[12] 秦俊法,陳祥友,李增禧. 稀土的人體健康效應[J]. 廣東微量元素科學,2002,9(6):1-17.

[13] 朱為方,徐素琴. 稀土區兒童智商調查研究:Ⅰ.贛南稀土區生物效應研究[J]. 科學通報,1996,41(10):914-916.

[14] 彭瑞玲,潘小川,解清,等. 稀土暴露與0～30月齡嬰幼兒智能發育狀況的相關性研究[C]// 中國稀土學會學術年會. 2000.

[15] 范廣勤,鄭輝烈,袁兆康. 稀土暴露對兒童智商的影響[J]. 環境與健康雜志,2005,22(4):256-258.

[16] Zhu W,Xu S,Shao P,et al. Bioelectrical activity of the central nervous system among populations in a rare earth element area[J]. Biological Trace Element Research,1997,57(1):71-77.

[17] 朱為方,徐素琴. 贛南稀土區生物效應研究:稀土日允許攝入量[J]. 中國環境科學,1997(1):63-66.

[18] 郭靜,曾靜,閆賴賴,等. 精神分裂癥患者血清41種微量元素定量檢測及分析[J]. 臨床軍醫雜志,2013,41(1):44-46.

[19] 王棟芳,劉鐵兵,閆賴賴,等. 精神分裂癥患者血清中4種輕稀土元素的分布特征[C]// 全國稀土分析化學學術研討會. 2013.

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.016

Determination and analysis of light rare earth elements in schizophrenia patients’ serum

Xue Xin1, Zhang Chuanbo2, Wang Dongfang1, Yan Lailai1,3, Ge Maohong2, Dong Liang1, LiuYaqiong1,3, Wang Jingyu1,3

(1. School of Public Health, Peking University, Beijing 100191, China; 2. Weifang Mental Health Center of Shandong Province, Weifang 262400, China; 3. Beijing Key Laboratory for Food Safety Toxicology Research and Evaluation, Peking University, Beijing 100191, China)

Objective: To analyze the relationship between the levels of light rare earth elements in schizophrenia patients’ serum and schizophrenia. Methods: By using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), the contents of light rare earth elements in 30 cases of schizophrenia patients’ serum before getting treatment (case group), and during the clinical recovery (recovery group), and 30 healthy people (control group) are respectively determined. Results: Compared with the healthy control group, the serum contents of the 3 elements of lanthanum(La), cerium(Ce) and praseodymium(Pr) in the case group increase significantly while the difference of neodymium(Nd) contents between the two groups has no statistical significance. The serum contents of the 2 elements of Ce and Pr in the recovery group increase significantly, while the difference of Nd contents between the two groups has no statistical significance. The difference of the serum contents of La, Ce and Pr between the case group and the recovery group has no statistical significance. Conclusion: The serum contents of the 3 elements of La, Ce and Pr in the schizophrenia patients change obviously, which indicates that there may be a disorder of rare earth elements in the schizophrenia patients.

schizophrenia; serum; light rare earth elements; determination and analysis

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.015

2016-12-05

北京大學醫學交叉學科種子基金項目“精神分裂癥及對照人群外周血中無機元素、膽固醇、免疫復合物的同步分析與數據挖掘”(BMU20140435)

薛新(1990—)女，云南玉溪，碩士研究生，研究方向為微量元素與人體健康

E-mail：xinxue818@126.com

王京宇(1956—)，男，北京，博士，教授，研究方向為生命元素組學.

E-mail：wjy@bjmu.edu.cn

R749.3

B

1002-4956(2017)4-0056-03