慢性失眠患者血清膠質細胞損害標志物研究☆

李瑩雪 錢婷婷 葛義俊 孔曉藝 張萍 厲雪艷 任重陽 莊戰強 陳貴海

慢性失眠（chronic insomnia，CI）是臨床上最常見的睡眠障礙，表現為夜間失眠和日間功能障礙（認知功能損害、情緒改變和軀體不適）[1]。其中認知功能損害是患者前來就診的重要原因，也是近年研究熱點。meta分析表明CI患者存在輕-中度認知功能（主要為記憶、注意、執行功能）損害[2]，但是其機制不明確。星形膠質細胞（astrocytes，AC）是中樞神經系統中數量最多的神經細胞，對睡眠和認知功能均具有重要調節作用[3]。AC不僅作用于視交叉上核調節睡眠的晝夜節律性[4]，還參與調節睡眠內穩態過程[5]。目前僅本課題組前期研究發現CI患者可能存在膠質細胞損傷，表現為血清S100鈣結合蛋白 B （S100 calcium binding protein B，S100B）濃度升高[6]。除S100B外，膠質纖維酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）也是目前研究較多的AC損傷標志物，但國內外暫無CI患者血清GFAP的研究報告。本研究聯合監測CI患者血清AC損傷標志物的水平，進一步驗證CI患者存在AC損傷的假設，探討CI患者血清S100B和GFAP水平改變及其與睡眠質量、認知功能的相關性。

1 對象與方法

1.1 研究對象連續收集2017年3月至2018年7月在安徽醫科大學附屬巢湖醫院睡眠障礙門診以失眠為主訴的CI患者。入組標準：①符合國際睡眠障礙分類第三版中CI診斷標準[7]；②年齡18～65周歲，受教育6年或以上；③匹茲堡睡眠質量指數（Pittsburgh sleep quality index，PSQI）評分＞7分，17項漢密爾頓抑郁量表（17-item Hamilton epression scale，HAMD-17）評分＜17分。 選取同期無失眠主訴和相關病史的健康體檢者 （PSQI評分＜7分、HAMD-17評分＜7分）納入對照組。排除標準：①近期有顱腦、脊髓等神經系統損傷；②患有影響睡眠和（或）認知功能檢測的內科疾病（如肝腎疾病、心血管疾病、甲狀腺疾病等）、神經系統疾病（如癡呆）、精神疾病和其他睡眠障礙；③懷孕或哺乳期；④近2周有感染或炎癥疾病；⑤近2周內使用鎮靜催眠藥物；⑥有視覺、聽覺和運動障礙而不能完成測試。最終納入CI患者60例，對照組32名。本研究得到安徽醫科大學附屬巢湖醫院倫理委員會批準 （編號：201805-kyxm-01），所有受試者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料 收集受試者姓名、年齡、性別、教育程度、疾病史、家族史等信息。

1.2.2 臨床量表和記憶評估 采用PSQI、HAMD-17和蒙特利爾認知評估量表 （Montreal cognitive assessment，MoCA）分別評估所有受試者睡眠質量、情緒和總體認知水平，使用九盒迷宮[8]評估物體/空間參考記憶、物體/空間工作記憶以及物體再認記憶能力。

1.2.3 血清S100B和GFAP檢測 于上午8:00-10:00抽取受試者肘靜脈血約3 mL（采血前受試者空腹、避免劇烈運動以及精神刺激）。靜置30 min，以3000 r/min的速度離心5 min。取血清置于-80°C保存。按照ELISA試劑盒說明書測定血清S100B和GFAP含量（美國RD公司，產品目錄號DY1820-05、DY2594-05）。

1.3 統計學方法采用SPSS16.0進行統計學分析。符合正態分布的計量資料采用（x±s）表示，組間比較采用兩獨立樣本的t檢驗。非正態分布資料用中位數及上下四分位數[M（QL，QU）]描述，組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗。控制年齡、性別、受教育程度、HAMD-17后，采用偏相關分別分析血清蛋白與臨床量表、九盒迷宮各類記憶錯誤數的相關性。檢驗水準α=0.05，雙側檢驗。

2 結果

2.1 一般資料兩組間年齡、性別、受教育程度均無統計學差異（P＞0.05，見表 1）。 CI組的 PSQI分高于對照組（t=28.591，P＜0.001）。

2.2 認知功能與對照組比較，CI組MoCA分降低（Z=-3.645，P＜0.001），物體工作（Z=-2.973，P=0.003）、空間工作（Z=-5.166，P＜0.001）和物體再認（Z=-2.613，P=0.009）記憶錯誤數均較高，但物體參考和空間參考記憶錯誤數組間差異無統計學意義（P＞0.05），見表 2。

2.3 血清S100B、GFAP的含量CI組血清S100B（t=5.574，P<0.001）和 GFAP（Z=-4.150，P<0.001）濃度高于對照組，見表2。

表1 兩組的背景資料

表2 兩組間認知功能、血清S100B和GFAP含量的比較

2.4 血清S100B和GFAP與臨床參數的相關性對所有受試者，控制年齡、性別、教育程度和HAMD-17分后的偏相關分析顯示（見表3）：血清S100B和GFAP含量與PSQI分呈正相關（P<0.01），與MoCA分負相關（P<0.01），與空間工作記憶錯誤數正相關（P<0.01），GFAP還與物體再認記憶錯誤數正相關（P<0.01）。

當僅考察CI組時，控制同樣參數的偏相關分析顯示 （見表 3）：血清S100B和 GFAP分別與PSQI分正相關（P<0.01），與 MoCA 分負相關（P<0.05），GFAP 還與病程（P=0.030）、空間工作（P=0.011）和物體再認記憶（P=0.043）錯誤數正相關（P<0.05）。

表3 血清S100B和GFAP與臨床參數的相關性（r）

3 討論

既往認為CI僅涉及功能損害（主要為認知功能損害），但神經影像學研究顯示CI患者出現部分腦區體積的變化（尤其是認知相關區域）[9]。然而目前對CI患者腦微結構的改變仍知之甚少。AC具有調節突觸活動、維持離子穩態、釋放膠質遞質、保障血腦屏障的完整性等多種生理功能[10]。生理情況下，AC主要通過調節細胞外腺苷水平和腺苷受體參與調節睡眠內穩態[11-13]。同時，AC釋放的某些神經活性分子 （如三磷酸腺苷、谷氨酸、S100B）通過調節突觸可塑性，影響記憶功能[14-16]。本研究同時檢測了CI患者血清GFAP和S100B濃度，結果表明CI患者血清S100B和GFAP水平同步性增加，且兩者的水平均與睡眠質量及認知功能負性相關。

目前對睡眠紊亂與AC間的關系僅有少量研究。例如，短期睡眠喪失（睡眠剝奪6 h）可導致AC結構和形態發生可逆性改變[17]。雖然S100B和GFAP是較多研究的AC標志性蛋白，但僅一項研究涉及CI[6]。該研究表明CI患者血清S100B濃度升高，且經有效治療半年后S100B濃度沒有顯著性降低。本研究不但驗證了之前關于CI患者血清中AC釋放的S100B升高的結果[6]，而且首次證明CI患者血清中AC更特異的GFAP也增加。盡管本研究顯示CI患者血清S100B和GFAP濃度均與睡眠質量及認知功能負性相關，但關聯程度有些差別。S100B濃度與失眠的嚴重程度 （由PSQI分表示）和總體認知功能損害（由MoCA分表示）呈正相關，這與之前的研究結果基本一致[6]。不同的是，血清GFAP濃度還與失眠病程和由九盒迷宮檢測的空間工作和物體再認記憶損害呈正相關。這說明雖然兩種血清標志物在樣本的易獲得性和檢測成本無差異，但GFAP與臨床資料關聯更密切，可能更具有臨床價值。

解釋這種差異的原因可能是血清S100B升高并非中樞神經系統損傷患者所獨有，因為S100B除存在于神經膠質細胞中，還少量存在于外周組織[18]。故以血清S100B濃度作為AC損傷的標記，雖然其敏感性高但特異性略低[19-22]。此外，低濃度的S100B（在皮摩爾至納摩爾水平）具有神經營養作用[23]。這可能是CI患者血清S100B與多維記憶損害不相關的原因之一。另一方面，GFAP是較S100B更特異的AC標志物[24]。許多研究已證實GFAP血清水平是創傷性腦損傷的生物學標記，與腦損傷的嚴重程度相關[25]。研究發現，慢性睡眠剝奪大鼠（連續21 d的6 h睡眠）海馬和梨狀皮質的GFAP表達增加[26]。GFAP作為AC的基本骨架——中間微絲，僅存在于AC的胞體中，其血清水平可能全部來源于中樞神經系統[27]。因此血清GFAP水平可能是評估CI患者AC損傷比S100B更為可靠的指標。

總之，本研究提示血清S100B和GFAP水平有望成為診斷CI或評估CI嚴重程度的生物學標記，且GFAP可能更具有臨床價值。本研究樣本量相對較小，僅評估研究對象的主觀睡眠質量，未能評估客觀睡眠質量。未來仍需大量研究探索CI患者AC損傷與認知損害的因果關系。

利益沖突：無