血清炎性細胞因子和人血管生成素受體酪氨酸激酶2水平與首發精神分裂癥患者臨床癥狀的相關性

王安珍,張許來,嚴凡凡,孟小靖,程夏龍

精神分裂癥是一種常見的、病因不明的重型精神障礙,影響著約1%的世界人口[1]。精神分裂癥通常起病于青壯年人群,其癥狀特點是思維混亂、情感平淡、動機缺乏和認知障礙[2]。炎癥假說有助于解釋炎癥在精神分裂癥發病中的關鍵作用,應激可能增加促炎細胞因子的表達,從而導致精神分裂癥患者的臨床癥狀的加重[3]。

研究證據表明,白細胞介素(interleukin,IL)-1、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10和腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor-α,TNF-α)等血清炎性因子在精神分裂癥患者外周血中水平會發生變化[4]。人血管生成素受體酪氨酸激-2(tyrosine kinase with immunoglobulin and epidermal growth factor homology domains-2,Tie-2)在炎癥相關的病理性血管生成和炎癥過程中也起著關鍵作用[5]。該研究旨在研究首發精神分裂癥患者與健康人群血清炎性細胞因子和Tie-2水平的差異性,并探討血清炎性細胞因子和Tie-2水平與患者臨床癥狀之間的相關性,以期為首發精神分裂癥患者的臨床干預和治療預后提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 病例資料

1.1.1患者組 選取2019年1月—2022年6月在安徽省精神衛生中心(合肥市第四人民醫院)住院部住院治療的首次發作精神分裂癥患者,共有符合納入標準和排除標準的86例首發精神分裂癥患者入組本研究。所有入組的患者均接受MINI 6.0.0[6]的篩選,以確認首次精神狀態的臨床診斷。本研究在通過合肥市第四人民醫院倫理委員會審查及備案(編號:chiCTR1800019343)。

納入標準:① 年齡18～65歲;② 由3名獨立的臨床經驗豐富的精神科主治醫師參與診斷評估,診斷標準依據《精神障礙診斷和統計手冊》第五版(DSM-5)[7]中關于首發精神分裂癥的診斷標準;③ 入院前1個月內無急性傳染病或創傷性疾病,未使用皮質固醇類藥物。

排除標準:① 兩系三代近親屬有精神異常史;② 合并有其他精神障礙史,如雙相情感障礙和重度抑郁癥等;③ 患有嚴重顱腦或者軀體疾病的患者;④ 有精神活性物質依賴史;⑤ 孕婦或哺乳期婦女。

1.1.2對照組 共82例健康志愿者,來自社會招募。均符合以下入組標準:① 既往無精神疾病病史;② 身體狀況良好,無嚴重顱腦及軀體疾病病史;③ 近3個月內沒有服用免疫抑制劑或抗炎藥;④ 本人對該研究知情同意,并簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1社會人口學資料 患者的社會人口學數據,如性別、年齡和體質量指數(body mass index,BMI),從住院患者電子病歷系統中收集。由受過培訓的醫療衛生工作者進行面對面訪談,收集受試人群的社會人口學信息,包括:年齡、性別、身高和體質量等。

1.2.2臨床癥狀評定工具 陽性和陰性癥狀量表(positive and negative symptom scale,PANSS)廣泛用于測量成人精神分裂癥患者的臨床癥狀的嚴重程度。PANSS由30個項目組成,分為3個獨立的子量表,得分范圍為30～210分。陽性、陰性和一般精神病理學分量表呈正態分布,相互獨立,每個項目的得分根據臨床癥狀的嚴重程度逐漸增加,從1～7分不等。PANSS和子量表得分越高,表明臨床癥狀越嚴重[8]。簡明精神病評定量表(brief psychiatric rating scale,BPRS)是一個18個項目的評定量表,包括5個子量表:焦慮憂郁、思維障礙、缺乏活力、敵對猜疑、激活性?？偡址从沉思膊〉膰乐爻潭?得分越高表示疾病的嚴重程度越高。因子得分反映了疾病的臨床特征?？偡直硎九R床癥狀的總體水平,通常用于評估精神分裂癥患者的心理病理變化[9]。入組患者的癥狀評定均由精神科主治醫師完成,共3名主治醫師,3名主治醫師均通過PANSS量表與BPRS量表的一致性培訓和一致性評估測試,被試隨機匹配測試,屬于雙盲測評,控制偏倚。

1.2.3血清炎性細胞因子的測定方法 在患者入院后和健康人群隔夜禁食后的第2天上午7:00—8:00采集靜脈血樣。由值班護士采集靜脈血樣(約5 ml)。每個樣本在室溫下儲存30 min,送往實驗室,并在3 000 r/min下離心5 min。分析前,將血清樣本儲存并冷凍在-80 ℃,通過冷鏈物流方式將血液標本寄至第三方檢測實驗室(上海優寧維有限公司),使用超敏感電化學發光檢測技術(Meso scale discovery,MSD)測量炎癥生物標記物(IL-1β、IL-4、IL-6、IL-10、TNF-α和Tie-2)的多重水平。

1.2.4超敏感電化學發光檢測技術(MSD)方法的優勢 MSD靈敏度可達0.05 pg/ml,有效線性范圍可達6 log,而傳統ELISA方法的常規線性范圍只能達到10～1 000 pg/ml。生物學實驗應考慮兼顧考慮患者組和對照組的樣本,而待測蛋白在樣品中的濃度分布一般在十分之幾到幾千pg之間。ELISA試劑盒的線性范圍不能同時考慮檢測高和低蛋白豐度,需要進行大量的預實驗來探索稀釋度,這既耗時又費力。MSD提供了從亞皮克到數萬皮克濃度的廣泛線性范圍,有效地將所有樣品置于最佳線性范圍內,并實現精確測定[10]。對于某些疾病樣本中待檢測蛋白質濃度下調的當前研究項目,MSD檢測方法可以同時檢測高分子量和低分子量形式。因此,具有較高的臨床應用價值[11]。

2 結果

2.1 患者組與對照組的社會人口統計學信息和臨床特征本研究共納入168例參與者,包括86例首發精神分裂癥患者(40例男性和46例女性)和82例健康人群(34例男性和48例女性)。在性別、年齡和體質量指數方面,各組之間沒有發現統計學上的顯著差異。所有患者都接受了嚴格的PANSS和BPRS評估。見表1。

表1 兩組間人口學及臨床資料比較

2.2 患者組與對照組的血清炎性細胞因子水平MSD方法用于測量患者組和對照組的血清炎性細胞因子水平。如表2所示,患者組的血清IL-1β和IL-4水平高于對照組(P<0.05),而患者組的Tie-2水平低于對照組(P<0.05)。此外,兩組間IL-6、IL-10或TNF-α水平差異無統計學意義(P>0.05)。這些結果表明,首發精神分裂癥患者與健康人群相比,首發精神分裂癥患者的部分血清炎性細胞因子水平可能更高。見表2。

表2 兩組基線血清炎性細胞因子水平差異分析[pg/ml,M(P25,P75)]

2.3 患者組IL-1β、IL-4及Tie-2與臨床癥狀的相關性分析如表2所示,患者組的IL-1β水平與BPRS總分、敵對猜疑因子分和PANSS陽性分呈正相關(P<0.05)。這表明,隨著IL-1β濃度的增加,患者組的臨床癥狀可能出現加重。見表3。

表3 患者組IL-1β、IL-4及Tie-2與臨床癥狀的相關性分析

2.4 患者組臨床癥狀嚴重程度預測影響因子的逐步回歸分析和ROC曲線分析逐步回歸分析模型(表4)表明,患者組PANSS陽性分和BPRS總分對IL-1β水平均有正性影響(P<0.05)。患者組PANSS陰性量表因子分、一般精神病理量表因子分、PANSS總分對Tie-2水平也均有正性影響(P<0.05)。用ROC曲線進一步評估IL-1β和Tie-2水平在首發精神分裂癥患者臨床癥狀嚴重程度預測方面的有效性和靈敏性,IL-1β可以在1.181 pg/L的臨界水平上有效預測首發精神分裂癥患者臨床癥狀的嚴重程度,其特異性為0.850,敏感性為0.972(圖1A)。Tie-2可以在2 127.076 pg/L的臨界水平上有效預測首發精神分裂癥患者臨床癥狀的嚴重程度,其特異性為0.675,敏感性為0.639(圖1B)。IL-1β和Tie-2的AUC分別為0.836 1和0.646 2。這些結果表明,IL-1β和Tie-2可能是預測首發精神分裂癥患者臨床癥狀嚴重程度的重要影響因子。見表4和圖1A、B。

圖1 患者組與對照組IL-1β(圖1A)和Tie-2(圖1B)的ROC曲線分析

表4 患者組臨床癥狀嚴重程度預測影響因子的逐步回歸分析

3 討論

本研究結果顯示,IL-1β和IL-4水平在首發精神病患者中顯著升高。這一結果與之前的研究[12]一致,但與其他研究[13]不一致?；颊呓M和對照組之間IL-6、IL-10和TNF-α水平的統計顯著差異,類似于一些已發表的研究結果[13-14]。這些研究結果不一致可能與入組標準、藥物干預等因素有關。

本研究顯示BPRS總分、敵對猜疑因子分、PANSS陽性分與IL-1β水平呈正相關;這些發現與之前的研究結果一致[15]。進一步的逐步線性回歸分析也表明,患者組PANSS陽性分和BPRS總分對IL-1β水平均有正性影響。然而,仍然需要縱向研究來評估這一假設。研究[16]表明,精神分裂癥的陽性癥狀主要與中邊緣系統多巴胺能神經元的過度激活有關。促炎細胞因子對精神分裂癥的神經遞質系統、神經發生和神經發育有重要影響。結合這些發現及本研究表明,IL-1β可能參與導致首次發作精神分裂癥的病理生理變化,并且IL-1β的基線水平可作為評估首次發作精神分裂癥患者陽性癥狀治療效果的生物標志物。

逐步線性回歸模型分析也表明,患者組PANSS陰性量表因子分、一般精神病理量表因子分、PANSS總分對Tie-2水平也均有正性影響。Tie-2是血管生成素-1和-2(Ang1和Ang2)的同源受體,是一種跨膜酪氨酸激酶受體,主要在血管內皮細胞中表達,并控制血管生成和血管重塑[17]。除了血管功能外,Tie-2,尤其是Tie-2/Ang信號軸,在炎癥過程中也起著重要作用。本研究結果顯示,與健康對照組相比,首次發作精神分裂癥患者的Tie-2表達降低。Tie-2在體內的表達取決于流量。炎癥過程中發生的血管擴張與內皮切應力的降低有關,從而降低了Tie-2的表達;然而,炎癥的調節機制仍有待研究。以上研究表明精神分裂癥與慢性低程度炎癥相關。

該研究有以下局限性:首先,本研究的橫斷面設計限制了關于炎性細胞因子和Tie-2在首發精神分裂癥中作用的因果推斷;需要進行前瞻性縱向研究,以獲得關于疾病風險預測因子的更準確的因果信息。其次,臨床研究樣本量相對較小,沒有評估抗精神病藥物的療效;因此,需要對抗精神病藥物劑量進行進一步的定量研究,以便從第一次發作的精神分裂癥患者中獲得更多的結果。未來的研究應旨在將這些發現復制到首發和藥物依賴性精神病患者的樣本中。最后,該研究沒有評估年齡、飲食、心理壓力和生活方式等可能影響免疫系統和炎癥反應的混雜因素。

綜上所述,該研究表明,首次發作的精神分裂癥患者血清中具有促炎和血管炎癥反應,表現出輕度炎癥。Tie-2和IL-1β可能是精神分裂癥患者炎癥和血管功能障礙之間的重要介質。未來的前瞻性縱向研究應進一步探討Tie-2和炎性細胞因子在精神分裂癥血管炎癥過程中的作用。減少炎癥和適宜的干預措施可能有助于精神分裂癥患者更好地康復。