生物標志物BDNF、MDA和CORT用于冰毒成癮康復評估的研究基礎和存在的問題

宋健文，譚曉輝，劉斌*

（1.廣東司法警官職業學院，廣州，510520；2.南方醫科大學法醫學院，廣州，510515；）

冰毒，也稱為甲基苯丙胺，是一種具有極強烈的精神興奮及致幻作用、成癮潛力高的新型毒品，成癮后主要表現為對毒品長期依賴和戒斷后的反復復吸，引發嚴重的社會問題及公共衛生問題?！?018年中國毒品形勢報告》指出冰毒已成為我國濫用的“頭號毒品”，冰毒成癮問題引起社會的廣泛關注。眾所周知，毒品成癮是一種慢性復發性腦科疾病，但目前臨床上并無可靠的癥狀或體征評估冰毒成癮病情或者康復情況，《強制隔離戒毒診斷評估辦法》（下稱《辦法》）及細則中也缺乏優質的特異性醫學指標，迫切需要尋找一種更加有效且便捷的成癮康復評估的方法。在臨床上，某些疾病也會因缺乏特殊的癥狀、體征等臨床表現而難以判定疾病的嚴重程度及預后，需要借助實驗室檢查疾病相關的生物學指標以輔助診斷，如通過檢測血清“乙肝兩對半”和肝酶診斷乙型肝炎和評估康復情況、通過測量血液中白細胞數量判斷是否存在感染。類似用于輔助診斷的生物學指標被業界稱為生物標志物。

生物標志物是一種能夠被檢驗并評價正常生理過程、病理過程或對藥物干預反應的客觀指標，也是生物體受到損害時的重要預警指示物，涉及細胞內分子結構及功能的變化，生化代謝過程與生理活動的異常表現，甚至是個體、群體或整個生態系統的異常改變等。生物標志物分析是一種有前景的技術，將極大的促進新型診斷和預測工具的發展，有助于追蹤疾病的變化[1]。近年來，隨著基因、蛋白和代謝等一系列組學技術的出現，對生物標志物的研究發展較快，越來越多優質的生物標志物被應用在臨床上，且在臨床上被證實有重要的應用價值。當前，生物標志物在冰毒成癮的診斷與康復評估等方面臨床應用的研究也逐漸豐富，部分生物標志物更是當前研究的熱點，研究基礎較好，具備戒毒實踐應用的條件，可考慮為冰毒成癮康復評估提供科學客觀的工具，為《方法》提供優質的指標。通過對近年來國內外權威文獻的調查，筆者從中篩選三個被臨床驗證、可以量化的、特異性和敏感性較好的冰毒成癮生物標志物并分別進行介紹。

一、腦源性神經營養因子（BDNF）

BDNF是1982年由德國生物學家Barde等研究人員首次在豬腦中發現的一種堿性蛋白質，前體有247個氨基酸殘基，經翻譯后加工形成了119個殘基，相對分子量為12 300。BDNF主要由腦組織合成，主要分布于中樞神經系統中，但研究發現周圍神經系統也有BDNF的合成。BDNF屬于神經營養因子家族的重要成員，是人體內含量最豐富的神經營養因子，可通過其高親和力受體trkB和低親和力受體p75NTR發揮生物活性，促進神經元的存活，尤其對多巴胺能神經元有很強的營養和保護作用，在神經元的維持、保持突觸完整性和可塑性中也起著重要作用。

研究表明，冰毒可增加大腦各個腦區BDNF的表達水平[2-3]。BDNF可在人體的血清被檢測得到，與健康人員相比，冰毒成癮人員戒斷時血清BDNF水平顯著升高[4]。即使是戒斷30天后，依然可以發現成癮者血清BDNF水平呈升高的狀態[5]。這些研究表明冰毒毒性作用、成癮與BDNF水平密切相關，但兩者之間的機制還未完全明確。研究表明，冰毒進入人體后，通過作用于中腦邊緣多巴胺能神經系統產生獎賞效應，正常生理條件下，多巴胺（DA）穩定存在于突觸囊泡中，濫用冰毒能快速進入大腦的單胺能神經末梢的囊泡中，通過偽遞的作用，與多巴胺轉運體（DAT）結合，促進DA大量釋放進入末梢胞質及突觸間隙，同時冰毒還導致酪氨酸活力下降，再攝取位點密度下降，使囊泡內DA耗竭，最終產生神經毒性[6]。中腦-邊緣多巴胺系統是藥物依賴產生的最主要神經解剖基礎，吸毒成癮以神經系統損害最為嚴重，冰毒長期濫用可導致最具特征的神經系統對抗性適應性變化，還可引起突觸可塑性的改變[7]。研究發現在動物伏隔核內注入BDNF可以減少冰毒誘導的DA的釋放和DA相關的異常行為[8]。動物實驗表明紋狀體BDNF水平的改變可以減輕冰毒誘導的神經毒性[9]，而且體外實驗還證實BDNF呈劑量依賴性阻斷冰毒誘導的神經元死亡[10]。此外，研究表明BDNF被證實是反映神經細胞可塑性變化的潛在指標。綜合上述，BDNF可能通過結合受體trkB增強神經元的存活、分化和可塑性，影響成癮的進展。另外，BDNF可調節DA和5-羥色胺的水平，保護DA能神經元的生存，通過影響神經遞質的合成、代謝以及釋放而對冰毒神經毒性產生保護性作用。

近年來，對冰毒成癮人員體內BDNF水平的臨床研究越來越多。臨床前模型證實外周血清BDNF和中樞BDNF水平直接相關，特別是大腦皮質區[11]，Klein AB等直接指出血液BDNF水平可以反映中樞神經系統BDNF濃度[12]，這一觀點也被Wenwei Ren等[5，13]在后期的臨床試驗中所證實。蔣賢飛等[4]以233例冰毒濫用者為研究對象，以110 例健康體檢者為對照，采用ELISA法檢測血清BDNF水平，結果發現冰毒成癮組平均BDNF濃度為（205.81±75.36）pg/ml，明顯高于對照組（95.04±31.63）pg/ml。Otsuki K等[14]發現BDNF可以在淋巴細胞中表達，通過PCR分析技術跟蹤血液BDNF表達水平呈時間依賴性變化。Ki mDJ等[5]發現冰毒濫用者血漿中BDNF濃度較對照組明顯升高（2 536.3vs1 352.6 pg/ml)，即使戒斷30天或更多天后血漿BDNF濃度仍然處于高水平。Craig Hilbur等[15]發現15名冰毒成癮者血清中BDNF平均值為3 779.39pg/ml，高于酒精和可卡因成癮者水平，且發現血清中BDNF水平與精神興奮劑戒斷天數之間存在顯著的負相關關系，即隨著戒斷天數的延長，BNDF濃度呈下降趨勢。陶靜琰等[16]共收集179例冰毒成癮者及462例正常對照者血液，檢測血清BDNF發現冰毒成癮者急性戒斷期血清BDNF（1 460.28±490.69）pg/ml，亞急性戒斷期血清BDNF （1 363.70±580.59）pg/ml，均顯著高于正常對照者(1 225.49±361.42)pg/ml，但亞急性戒斷期血清BDNF濃度顯著低于急性戒斷期，說明冰毒成癮者血清BDNF在戒斷的第1個月內明顯增高，并隨著戒斷時間的延長呈下降趨勢。Wenwei Ren等[13]共招募179例冰毒成癮者及90例正常對照者，使用ELISA法檢測血清BDNF水平發現冰毒成癮者基礎BDNF 濃度明顯高于對照組 [（1 460.28±490.69）vs（1 241.27±335.52）pg/ml]，1個月后復查成癮組其中的40例，發現其平均BDNF水平明顯低于基礎濃度[（1 363.70±580.59）vs（1 621.41±591.07）pg/ml]，且和對照組沒有顯著差別。此外，該研究發現血液中BDNF水平與冰毒成癮人員的受教育程度、BMI、平均每日吸食量、最大每日吸食量、第一次吸毒的年齡、吸毒持續時間、戒斷癥狀、渴求以及性別等均無相關關系[13]。前述研究表明，BDNF是多巴胺能神經元損害的保護性因子，可對抗冰毒引起神經損害，冰毒神經損害越嚴重，其表達也就越多，在血液中水平越高，各項臨床試驗均表明在冰毒成癮者血液中BDNF水平顯著高于正常人群，提示戒斷開始時能檢測到其明顯升高，即使戒斷后仍然升高，但隨著戒斷時間的延長，呈現下降趨勢，說明冰毒成癮者存在神經損害，戒斷本身是一種措施，可以在一定程度上緩解神經損害，隨著戒斷時間的延續，神經損害緩解不斷好轉和康復，如采取干預措施促進戒毒康復，可能會使BDNF水平下降趨勢更快，進而可反映戒毒干預措施的有效性。

綜合上述，冰毒成癮BDNF的動物和臨床研究基礎成熟且已被驗證，敏感性、特異性較好，指示性較強，受到其他因素的協變量影響較少，且在戒斷后呈時間依賴性變化，因此，筆者和其他研究人員一樣[13,17-18]，認為BDNF可以作為冰毒成癮的生物標志物，可以發展成為冰毒成癮人員戒毒康復的評估工具。

二、丙二醛（MDA）

眾所周知，MDA是機體內的氧自由基攻擊生物膜中不飽和脂肪酸形成的脂質過氧化物，可使DNA、膜蛋白、酶等發生交聯反應，增加膜通透性，導致細胞膜結構、功能和代謝發生改變，從而產生細胞乃至機體的損害甚至死亡。目前，在生物學界，MDA被公認為反映體內脂質過和氧化應激最重要的生物標志物[19-20]。

在生理條件下，機體內的氧化應激和自由基的產生處于平衡狀態。濫用毒品可使體內活性氧族（ROS）的產生和清除的平衡破壞，ROS（超氧化物、羥基自由基、過氧化氫等）產生過多而抗氧化物質（維生素E、谷胱甘肽、超氧化物歧化酶等）不足或者被削弱，過量的ROS可導致DNA損傷、蛋白質的變性以及脂質過氧化等，誘發氧化應激的發生。筆者既往研究[21-22]和其他學者的研究[23-24]發現冰毒可造成中樞神經系統產生大量的ROS，引起嚴重的氧化應激，導致神經毒性。使用抗氧化劑預處理可明顯減輕氧化應激引起的神經毒性和相關的精神異常狀態[21-22]。其機制可能為濫用冰毒導致囊泡外過量DA一方面通過單胺氧化酶轉變為DOPAC和H2O2，另一方面DA及DOPAC通過自身氧化作用轉化為O2-、6-OHDA等氧自由基，6-OHDA進一步反應產生更多的氧自由基，引起ROS大量形成。動物實驗發現，冰毒誘導的大量ROS可引起腦組織脂質和蛋白的過氧化，導致腦內MDA濃度顯著升高并產生腦組織損傷[25-26]，尸檢發現冰毒成癮者腦組織中MDA水平升高[27]。此外，研究表明，在人體的血液中也發現濫用冰毒者MDA水平顯著性升高[19-20，28]。吸食冰毒后，除了腦組織，冰毒廣泛分布于全身各個臟器，如心臟、肝臟和腎臟等，導致體內系統性多器官氧化應激損傷，引起血液MDA濃度升高[29]。有學者更是直接指出血液中MDA水平反映外周器官的氧化應激水平[20]。以上研究表明氧化應激在冰毒全身毒性機制扮演著重要的角色[21-22，30-31]。

MDA被證實為評價體內氧化應激的可靠生物標志物[28]。近年來，對于冰毒成癮者血液中MDA水平的研究備受關注，具有臨床指導意義研究有Suriyaprom等[32]發現60名冰毒成癮者血液中平均MDA水平顯著高于60名對照者（2.45vs1.41μmol/L）。SolhiHassan等[33]隨機選擇96名長期濫用冰毒的成癮者，通過TBA試劑盒測量血清中MDA水平，發現成癮組平均MDA水平明顯高于正常人[（4.38±5.05）vs（1.72±2.04）mmol/L]。Khadije Najafi等[19]收集20名濫用冰毒人員和22名健康者的血清，通過HPLC方法測量MDA濃度，結果顯示與健康組相比，冰毒成癮者MDA濃度顯著性升高 [（2.281 9±0.119 94）vs（5.136 7±1.067 74）μmol/L]。MELO P等[26]通過動物實驗發現冰毒成癮大鼠血漿中MDA水平顯著升高，即使停止吸毒10天，仍然發現MDA水平呈持續升高的狀態。Ming-Chyi Huang等[28]招募64名未經治療的冰毒成癮者和60名健康人員，通過TBA試劑盒檢測血清MDA濃度，結果發現冰毒成癮組MDA水平明顯高于健康人群[（10.5±5.1）vs（7.8±3.3）μmol/L]，在戒斷2周后MDA水平并未出現顯著性下降[（9.5±4.3）μmol/L]，仍然高于對照組。當前，我國強制隔離戒毒正在開展運動戒毒的研究，Kai Zhang等[20]招募68名冰毒成癮者和35名健康人員，68名成癮者在戒斷后再分為兩組，一組接受中等程度的運動療法，一種不接受運動療法，然后通過ELISA試劑盒測量血清MDA水平，結果發現成癮者基礎MDA水平明顯高于健康人員[（4.39±2.35）vs（7.27±4.94）nmol/ml]，戒斷12周后隨訪非運動成癮組和運動組血清MDA濃度仍明顯升高[（13.73±6.161）vs（9.40±2.15）nmol/ml]。此外，研究表明發現血液中MDA水平與SOD活性、白蛋白呈負相關關系，但與年齡、抽煙和酒精的攝入量、冰毒平均每日吸食次數、吸毒的年齡、吸毒時間長短等因素無明顯相關關系[28,32]。根據前述，MDA是氧化應激最重要的生物標志物，冰毒造成身體氧化應激損害越嚴重，其血液中水平越高，臨床試驗表明冰毒成癮者血液中MDA水平顯著高于正常人，反映在戒斷開始時能檢測到MDA明顯升高，但隨著戒斷時間的延長逐漸下降，說明冰毒成癮者存在軀體損害，戒斷可以在一定程度上緩解身體損害，隨著戒斷時間的延續，身體損害逐步康復，MDA水平下降。研究表明運動干預下可促進戒毒康復，可能會使MDA水平下降趨勢更快，因此，通過檢測MDA水平客觀上評價運動戒毒對軀體康復有現實的意義。

綜上所述，冰毒成癮MDA已被臨床試驗所驗證，敏感性較和指示性較好，協變量影響較少，在戒斷后呈時間依賴性變化，因此，筆者認為MDA可以作為冰毒成癮的生物標志物，可以發展成為戒毒康復的評估工具。

三、皮質醇（CORT）

下丘腦-腺垂體-腎上腺軸（HPA軸）參與控制應激反應，并調節許多生理過程，是神經內分泌系統的重要組成部分。生理條件下，下丘腦合成并分泌促腎上腺皮質激素釋放激素（CRH），CRH作用于腺垂體，促進促腎上腺皮質激素（ACTH）的釋放，ACTH進而作用于腎上腺皮質，使其合成并釋放糖皮質激素，即CORT。CORT是反映機體下丘腦-腺垂體-腎上腺軸（HPA軸）功能的重要指標[34-35]。

很多動物實驗均表明，冰毒可激活HPA軸，使血清或唾液中 CORT水平升高[35-36]。檢查51例長期吸食冰毒患者血樣CORT水平，結果發現CORT水平均較正常對照組顯著增高[37]?？赡鼙就ㄟ^單胺能通路和腎上腺功能的作用激活HPA軸功能所致[38]。另外，King等人在冰毒濫用者的精神癥狀和HPA軸功能的研究中，檢測了41例成癮者和75例健康對照者在TSST應激測試前30分鐘、測試當時以及測試后60分鐘時的唾液CORT水平，結果發現成癮者TSST測試當時的CORT水平升高，而測試后的水平與測試前沒有差別[39]。Williams等人報道攝入冰毒同類物MDMA后，CORT 水平增加并持續至少24小時，30小時后恢復到基礎水平[40]。更有研究發現在戒斷期冰毒成癮者戒斷96小時后CORT水平有下降[41]。上述研究表明，雖然體內CORT具備成為冰毒成癮評估生物標志物的潛力，但冰毒成癮者血液、唾液中CORT時間波動性大且受到較多因素的影響，如即時壓力、晝夜節律變化、運動等，只可反映急性應激狀態下HPA軸活性。

研究表明，身體分泌的CORT進入血液，通過頭皮毛細血管滲入毛囊，隨著頭發的生長，CORT在頭發中留下長久的痕跡。頭發皮質醇可反映較長一段時間內皮質醇暴露量的總和，不受短時間波動和生物節律的影響，因此使用頭發皮質醇評測HPA軸功能的長期基礎水平具有優越性。通過頭發取樣的皮質醇值也已被證明是有效的和可靠的[42-43]。Parrott等[44]以101例冰毒同類物成癮者為研究對象，發現成癮者頭發中CORT水平顯著高于正常人群，即使戒斷3個月后，其頭發CORT水平仍然高于對照組，且具有統計學意義。有研究發現毒品成癮者頭發皮質醇和尿液皮質醇之間存在正相關關系，且顯著高于健康人群[45]。楊瑾[34]采集107名冰毒成癮者毛發，通過高效液相大氣壓電離串聯質譜法（HPLCAPCI-MS/MS）測量頭發皮質醇的濃度，結果發現毒品濫用階段的頭發CORT為（9.91±5.92）pg/mg，戒斷1個月（14.82±10.65）pg/mg，戒斷2個月為（10.17±10.82）pg/mg，戒毒4個月內（8.37±5.47）pg/mg，經分析，不同吸戒毒狀態的頭發CORT水平具有統計學差異。研究人員同時進行了縱向比較，比較成癮者在戒毒的不同階段的頭皮CORT水平的差異，由于冰毒具有興奮神經作用，在冰毒濫用狀態下成癮者的CORT水平較高，在戒斷的第1個月內，HPA軸功能處于應激反應時期，戒毒人員的CORT急劇升高，但從第2個月開始，成癮者逐漸適應脫毒后的狀態，頭發CORT水平開始下降，隨著戒斷時間的延長，頭發CORT水平會進行性下降，直至戒斷后的第6個月內，頭發CORT水平明顯低于冰毒濫用狀態下水平（5.80±2.76）pg/mg，說明冰毒成癮者毛發CORT的變化隨機體恢復情況而變化。根據前述，冰毒造成毛發CORT升高，其毛發水平越高，反應其身體慢性中毒越重，故成癮者毛發CORT升高，在戒斷開始時能檢測到其明顯升高，戒斷本身可上緩解身體損害，隨著脫毒時間的延長，身體逐步康復，頭發CORT水平不斷下降。如采取干預措施促進戒毒康復，可能會使CORT水平下降加快，進而可反映干預措施對戒毒康復的積極意義。

綜合上述，毛發CORT可用于評估冰毒成癮者的濫用戒斷狀態，且指標指示性強，可作為成癮行為的生物標志物。此外，頭發皮質醇還是評價毒品成癮者的心理健康水平的敏感的生理指標[34]，在戒毒康復評估中可以結合心理指標進行綜合分析，有更大的戒毒應用價值。

四、存在的問題及建議

毒品濫用者是一個特殊的社會群體，從司法角度來看.他們既是違法者，又是受害者，從醫學的角度來看，他們也是一種特殊的患者?？陀^評價這類特殊患者的康復情況對于戒毒工作有積極的意義。綜上所述，作者分別從血液樣本反應神經損害康復、血液樣品反映軀體損害康復以及毛發樣品反映身體毒性三個方面進行介紹，三個生物標志物是當前冰毒成癮研究的熱點，且已被臨床試驗驗證和正在進行臨床應用評估，具備成為冰毒成癮康復評估工具的巨大潛力，但最終要發展用于指導臨床決策的檢測項目仍然需要解決一些問題：

1.臨床試驗所檢測的數據不統一：通過前文的闡述，同一指標不同研究的報告所測的數據不接近、不統一，部分甚至有很大的差距，這有可能與樣本量大小、檢測方法、實驗的試劑或者實驗環境等情況差異所致。因此，需要在臨床試驗前應合理生物標志物的性能（如陽性／陰性預測值）以確保治療效果的正確解讀，此外，在隨機對照臨床試驗數據的共享可允許生物標志物在被納入前瞻性臨床試驗前先進行回顧性分析。再者，不同的研究在基線檢測時對研究對象戒斷時間長短并未注明，可能存在實驗數據之間的差異，對于評價成癮、戒斷時和康復戒斷中的指示作用造成影響，下一步研究需嚴格注明和進行分類。

2.臨床監測時間較短：一般而言，冰毒成癮的脫毒治療期限為3～6個月。但三個標志物中，除CORT外，另外兩個指標最長的監測期僅為3個月，監測時間與戒毒工作的實踐存在差距，延長監測時間，不但可加深對標志物的認識用于評估，甚至可將這些生物標志物應用于精準醫療，即作出更多的個體化治療計劃。

3.疾病協變量的影響：生物標志物容易受到疾病協變量的影響。研究表明，除了冰毒成癮可以引起體內這些生物標志物的顯著變化外，神經系統疾病和精神疾?。ㄈ缇穹至寻Y、抑郁癥、腦缺血等），甚至酒精成癮等，也可引起BDNF水平的變化[46]；動脈粥樣硬化、糖尿病、HIV感染等也可導致MDA水平上升[19]；心血管疾病、慢性阻塞性肺部疾病等也可引起頭發CORT升高[47-48]。因此如在臨床應用往往還要排除相關疾病的影響，建議通過聯合多個指標的檢測，形成多維度的檢測體系，提高康復評估的準確性。

4.利用大數據解決生物標志物的篩選：目前，仍有不少生物標志物未明確臨床應用價值，未來一方面可以通過先關技術等進行大規模相關生物學指標的篩選，尋找出跟多敏感性、特異性更好的新型生物標志物，另一方面，對于現有已深入研究的可能應用于臨床的生物標志物進行更大范圍人群的驗證，優化實驗設計，并將之應用于臨床。