首發精神分裂癥血清神經調節蛋白-1、腦電圖γ活動及認知功能相關研究☆

李婷 康敏敏 黃正元 熊鵬

精神分裂癥是一種以陽性癥狀、陰性癥狀以及持續認知功能障礙為特征的重型精神疾病，其核心癥狀中，各種治療對認知功能障礙的改善最難令人滿意[1]。精神分裂癥患者的長期預后和社會功能障礙均主要取決于認知功能受損程度，故探索認知功能相關發病機制具有重要意義。從神經生化方面看，神經調節蛋白-1（neuregulin-1，NRG-1）是一類含有表皮生長因子樣結構域的營養因子，與突觸可塑性、神經元遷移、再生及修復等密切相關[2]。近年遺傳證據表明NRG-1在精神分裂癥發病機制中起關鍵作用，特別在認知功能方面[3-5]。從神經電生理方面看，目前腦網絡振蕩活動已成為探索精神疾病神經基礎必不可少的標志物。γ共振是腦內頻率在40 Hz左右的節律性同步活動，可在腦電圖上呈現為γ波。早前研究提示γ共振可能是相應認知活動的神經電生理機制[6]。既往對于NRG-1研究多集中于動物基因模型，對于腦電圖γ活動研究則多集中在認知任務中的改變，而關于血清NRG-1濃度及靜息狀態腦電圖γ活動與精神分裂癥患者認知功能障礙關系的研究則較少。故本研究通過研究首發未服藥的精神分裂癥血清NRG-1濃度與靜息狀態前額葉腦電圖γ活動，及其與臨床癥狀和認知功能的相互關系，進一步探索與精神分裂癥認知癥狀相關的神經生化及神經電生理機制，為早期發現及治療精神分裂癥認知功能障礙提供簡便易測量的生物學指標。

1 對象與方法

1.1 研究對象收集2016年9月至2018年9月在昆明醫科大學第一附屬醫院精神科就診的首發未服藥精神分裂癥患者為患者組。納入標準：①符合《美國精神障礙診斷與統計手冊第5版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，5th Edition，DSM-5）精神分裂癥的診斷標準；②陽性與陰性癥狀量表（positive and negative syndrome scale，PANSS）總分≥60分；③首次發病，病程≤2年，且未使用過抗精神病藥物；④年齡18～35歲，性別不限；⑤初中及以上文化，依從性好，能夠配合完成認知功能評估；⑥無電休克治療史。排除標準：①存在精神發育遲滯、癲癇、腦炎等腦器質性疾病或其他神經系統疾病史者；②存在免疫、內分泌系統相關疾病或其他系統性疾病者；③既往有顱腦外傷者；④存在濫用藥物或精神活性物質者；⑤存在明顯自殺、自傷或危害他人安全者。共納入患者53例，男性26例，女性27例。

對照組來自社會招募健康志愿者。入組標準：①無精神疾病，且無精神疾病的家族史；②年齡18～35歲，性別不限；③初中及以上文化，依從性好，能夠配合完成認知功能評估。排除標準同患者組。共納入58名對照，男性29名，女性29名。

本研究獲昆明醫科大學倫理委員會審核批準。所有被試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 NRG-1檢測濃度 使用非抗凝管采集研究對象入組當日或次日清晨空腹肘靜脈血5 mL，室溫靜置后以3000 r/min離心15 min，取血清分裝，-80°C儲存待檢。使用酶聯免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA） 檢 測 血 清NRG-1濃度，使用美國Merck Milli-pore公司生產的試劑盒及其配套試劑，每個樣品檢測兩次，結果取兩次檢驗平均值。

1.2.2 腦電圖γ活動檢測 所有被試行腦電圖檢查。囑被試在腦電圖檢查前一天洗頭，減少頭皮油脂造成的皮膚電阻增加。檢查在進食后3 h內進行，在安靜、光線柔和的房間，使用普通腦電圖儀采集被試在清醒、閉眼、放松狀態下至少20 min的靜息腦電圖。參照國際10-20系統放置頭皮電極，共16導聯，使用0.5～100 Hz低通濾波及50 Hz陷波采樣過濾去除干擾，以時頻分析法收集位于前額葉FP1、FP2導聯中的γ活動。

1.2.3 臨床癥狀評估 由兩名經過培訓的精神專科醫師使用PANSS量表對精神分裂癥患者的臨床癥狀進行評估，每例均取兩醫師評分的平均值。

1.2.4 認知功能評估 由兩名經過培訓的研究生采用MATRICS公認認知成套測驗 （MATRICS consensus cognitive battery，MCCB）對所有研究對象進行認知功能測評，選取其中連線測驗（trail making test，TMT）、符號編碼（brief assessment of cognition in schizophrenia：symbol coding，BACS SC）、 言語記憶（Hopkins verbal learning test-revised，HVLT-R）、迷宮 （neuropsychological assessment battery：mazes，NAB）、視覺記憶（brief visuospatial memory test-revised，BVMT-R）、語義流暢性（category fluency，CF）等6個項目進行評估，以其測評粗分進行分析。

1.3 統計學方法采用SPSS 22.0進行統計分析。病程不符合正態分布，采用中位數（下四分位數，上四分位數）[M（QL，QU）]描述。 兩組性別、γ 活動分布比較采用χ2檢驗，年齡、體質量指數、受教育年限、血清蛋白因子濃度、MCCB各項目評分比較采用獨立樣本t檢驗。控制病程因素，患者血清NRG-1濃度與腦電圖γ活動、PANSS評分、MCCB各項目評分的關系，以及γ活動與PANSS評分、MCCB各項目評分關系分別使用偏相關分析。對照組血清NRG-1濃度與腦電圖γ活動關系，以及血清蛋白因子濃度水平與MCCB各項目評分的關系分別使用Pearson相關分析。檢驗水準α=0.05，雙側檢驗。

2 結果

2.1 社會人口學及臨床資料患者組與對照組性別（χ2=0.010，P=0.921）、年齡（t=-1.526，P=0.130）、體質量指數（t=-1.332，P=0.186）、吸煙（χ2=3.424，P=0.064）、受教育年限（t=-1.337，P=0.184）差異均無統計學意義。見表1。

表1 患者組與對照組社會人口學與臨床資料

2.2 血清NRG-1濃度、腦電圖γ活動、MCCB各項因子分患者組血清NRG-1濃度低于對照組（t=-2.785，P=0.006）。兩組腦電圖γ活動差異有統計學意義（χ2=27.140，P＜0.001），患者組 γ 活動出現者多于對照組。兩組MCCB的6項因子評分比較，患者組TMT評分高于對照組（t=3.551，P=0.006），BACS SC（t=-4.765，P＜0.001）、HVLT-R（t=-9.343，P＜0.001）、NAB（t=-8.787，P＜0.001）、BVMT-R（t=-6.721，P＜0.001）、CF（t=-15.818，P＜0.001）評分低于對照組。見表2。

表2 患者組與對照組血清NRG-1濃度、腦電圖γ活動、MCCB各因子分

2.3 血清NRG-1濃度和腦電圖γ活動相關性以病程為控制因素的偏相關分析示，患者組血清NRG-1濃度與腦電圖γ活動存在負相關 （r=-0.542，P＜0.001）。 而對照組兩者經 Pearson 相關分析未發現其相關具有統計學意義（r=-0.080，P=0.955）。

2.4 血清NRG-1濃度、腦電圖γ活動和PANSS評分相關性以病程為控制因素的偏相關分析中，患者組血清NRG-1濃度與其PANSS總分存在負相關（r=-0.360，P=0.009），而腦電圖 γ 活動則與PANSS 總分呈正相關（r=0.278，P=0.046）。

2.5 血清NRG-1濃度、腦電圖γ活動和MCCB各評分相關性以病程為控制因素的偏相關分析中，患者組血清NRG-1濃度與HVLT-R評分呈正相關（r=0.332，P=0.016），患者組腦電圖 γ活動與 HVLT-R（r=-0.442，P=0.001）、NAB（r=-0.307，P=0.027）評分分別呈負相關。見表3。

表3 兩組血清蛋白因子、腦電圖γ活動與MCCB各項目評分相關性（r）

3 討論

本研究選擇首發未服藥精神分裂癥患者和健康對照為研究對象，檢測血清蛋白因子NRG-1濃度、腦電圖γ活動，并使用PANSS及MCCB評估，以簡單客觀測量方式間接探索精神分裂癥認知功能障礙相關的神經生化、神經電生理發病機制。

KASTIN等[7]研究表明外周血中NRG-1能夠通過其可飽和受體介導的機制進入大腦，由此推測外周血中NRG-1的水平可能反映中樞的NRG-1水平。本研究結果顯示精神分裂癥患者組血清NRG-1濃度低于對照組，這與黃曉江等[8]同樣用ELISA法檢測NRG-1水平結果相一致。同時患者組血清NRG-1水平與PANSS總分呈負相關，提示精神分裂癥嚴重程度可能與神經營養不足，神經元遷移、再生、修復缺陷，及突觸的損傷程度相關。本研究發現患者組與對照組腦電圖γ活動具有顯著差異，且腦電圖γ活動與PANSS總分呈正相關，這與 BARADITS等[9]和 MITRA等[10]的研究結果相符，提示精神分裂癥嚴重程度可能與神經元的電傳導活躍程度相關，但亦有研究報道腦電圖γ活動與精神分裂癥陽性癥狀中的幻覺相關[11]，這有待進一步探究。本研究發現患者組血清NRG-1濃度與腦電圖γ活動存在負相關，表明精神分裂癥在神經生化和神經電生理兩方面發病機制不是互相獨立的，可能為一種抑制關系，這與DEL等[12]和SUH等[13]的研究相符，另外該研究提示兩者的這種關系可能與抑制性中間神經元參與的發病途徑相關。

認知功能方面，本研究發現患者組TMT評分高于對照組，而 BACS SC、HVLT-R、NAB、BVMTR、CF評分低于對照組，表明精神分裂患者發病初期就已經存在認知功能障礙，這與既往研究結果相一致[14-15]。兩組血清NRG-1濃度、腦電圖γ活動與MCCB各項評分的相關性分析顯示患者組中NRG-1濃度與HVLT-R評分呈正相關，腦電圖γ活動與HVLT-R、NAB評分分別呈負相關，且兩者都與言語記憶存在相關性，提示兩者可能共同參與認知功能障礙發病機制相關的某條調節途徑。ANDERSSON等[16]的研究發現，NRG-1及其受體ErbB4組成的信號通路及NRG-1參與的多巴胺受體通路會聚集在γ-氨基丁酸Parvalbumin陽性神經元的同一快速脈沖籃細胞上，共同調節γ振蕩功率，且這些通路的受體都處于影響大腦認知網絡活動的良好位置，本研究結果與之相符合。

綜上所述，本研究發現精神分裂癥患者早期即存在神經生化及神經電生理方面異常，且與精神分裂癥患者的癥狀嚴重程度、認知功能障礙相關。這可能為早期識別精神分裂癥認知功能障礙提供簡便可靠的生物標記物，同時也可為改善精神分裂癥患者認知功能障礙提供可行的臨床策略。但是，本研究目前只采集了首發精神分裂癥患者未服藥前這一時間點的相關數據，只進行了少量樣本的橫向研究。未來需擴大樣本量，同時縱向觀察治療前后NRG-1濃度、腦電圖γ活動與認知功能的變化及其相互關系，為將來揭示認知功能障礙神經生化、神經電生理兩方面病理機制的動態聯系提供更多信息。