歐陽建平 曾卓穎 洪文旭 段 山 曾序春

1.深圳市人口和計(jì)劃生育科學(xué)研究所（518040）；2.深圳市疾病預(yù)防控制中心現(xiàn)代毒理學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

孤獨(dú)癥譜系障礙又名兒童孤獨(dú)癥或早年孤獨(dú)樣障礙，在我國香港、澳門、臺(tái)灣等地及日本地區(qū)又常稱為自閉癥，是廣泛性發(fā)育障礙（PDD）中最為常見的一種疾病。兒童孤獨(dú)癥譜系障礙一般發(fā)病在3歲前，以男性居多，男女比例為4～10：1。在西方發(fā)達(dá)國家，孤獨(dú)癥譜系障礙發(fā)病率同樣呈現(xiàn)顯著上升的趨勢(shì)。在美國，1990年報(bào)道孤獨(dú)癥譜系障礙發(fā)病率為0.2%～0.7%；2007年的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，全美3～17歲兒童青少年中，孤獨(dú)癥譜系障礙的患病率為1.1%［1］。38%的孤獨(dú)癥譜系障礙患兒不能獨(dú)立生活，需要終生照顧，給家庭和社會(huì)造成了沉重負(fù)擔(dān)。孤獨(dú)癥譜系障礙已經(jīng)成為嚴(yán)重危害兒童青少年健康的常見精神疾病，同時(shí)給社會(huì)服務(wù)體系造成了極大負(fù)擔(dān)。

語言交流障礙、社會(huì)交往障礙、興趣行為異常是孤獨(dú)癥譜系障礙的臨床三大主癥。各國學(xué)者對(duì)孤獨(dú)癥譜系障礙病因研究極為關(guān)注，但迄今為止醫(yī)學(xué)界沒有找到這一嚴(yán)重發(fā)育缺陷的確切病因和特效治療方法。我國1982年由陶國泰首先報(bào)道了4例兒童孤獨(dú)癥譜系障礙，開啟了我國孤獨(dú)癥譜系障礙臨床診治和科學(xué)研究的大門。目前，已有實(shí)驗(yàn)室利用蛋白質(zhì)組學(xué)開展孤獨(dú)癥譜系障礙的病因探討，并取得一定的進(jìn)展，本文對(duì)其作一綜述，希望能對(duì)孤獨(dú)癥譜系障礙病因的研究和治愈孤獨(dú)癥譜系障礙藥物的研發(fā)提供幫助。

1 孤獨(dú)癥譜系障礙的研究現(xiàn)狀

孤獨(dú)癥譜系障礙的病因至今不明，國內(nèi)外諸多學(xué)者從生理、解剖、免疫、神經(jīng)生化和影像學(xué)等多方面對(duì)孤獨(dú)癥譜系障礙病因進(jìn)行了廣泛的探討，并提出了一系列病因?qū)W假說。目前普遍認(rèn)識(shí)到孤獨(dú)癥譜系障礙是一種在遺傳因素作用下，受多種環(huán)境因子刺激導(dǎo)致的廣泛性中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育障礙性疾?。?］。有關(guān)孤獨(dú)癥譜系障礙的雙生子研究、家系研究、細(xì)胞遺傳學(xué)及分子遺傳學(xué)的研究均表明遺傳因素在孤獨(dú)癥譜系障礙的病因中起著重要作用。孤獨(dú)癥譜系障礙的神經(jīng)遞質(zhì)失衡學(xué)說認(rèn)為，孤獨(dú)癥譜系障礙的發(fā)生是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)和抑制性神經(jīng)遞質(zhì)失調(diào)的結(jié)果，導(dǎo)致對(duì)大腦的過度刺激且大腦無力濾出環(huán)境和人體自身的過度刺激。還有其他研究結(jié)果顯示腦器質(zhì)性因素、神經(jīng)生化因素、孕產(chǎn)期病變、感染及免疫異常等多方面原因均可能與孤獨(dú)癥譜系障礙有關(guān)［3］。

2 蛋白質(zhì)組學(xué)

1994年Wilkins等人第一次提出蛋白質(zhì)組概念，最初定義為"一個(gè)基因組所表達(dá)的蛋白"。蛋白質(zhì)組學(xué)是從整體角度分析細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)組成的動(dòng)態(tài)變化、表達(dá)水平和修飾狀態(tài)，了解蛋白質(zhì)間相互作用，揭示蛋白質(zhì)功能與細(xì)胞活動(dòng)的規(guī)律。通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析組織中蛋白表達(dá)和修飾的差異可以分離疾病分子標(biāo)記物，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種疾病的研究和診斷，比如肝硬化、前列腺癌、膀胱癌、阿爾茨海默病等，特別在兒童發(fā)育紊亂疾病領(lǐng)域的研究較多，蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)在孤獨(dú)癥譜系障礙方面的研究也有非常大的潛力［4］。

3 蛋白質(zhì)組學(xué)在孤獨(dú)癥譜系障礙研究中的進(jìn)展

3.1 孤獨(dú)癥譜系障礙患者腦組織蛋白質(zhì)組學(xué)研究

孤獨(dú)癥譜系障礙是中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病，應(yīng)用磁共振（MRI）對(duì)腦部的結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥譜系障礙患者的腦干、小腦、大腦皮層等區(qū)域的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和形態(tài)表現(xiàn)異常。腦組織是孤獨(dú)癥譜系障礙最理想的研究材料，但用人腦做為實(shí)驗(yàn)材料存在以下一些問題：人腦比較稀缺，不易獲得；人腦結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)時(shí)很難取材均一；腦部細(xì)胞種類多，比較理想的方法是將各種腦細(xì)胞分離開，分別作蛋白質(zhì)組學(xué)研究，但現(xiàn)在并沒有理想的方法能將不同的腦細(xì)胞分離。通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)可能可以發(fā)現(xiàn)一些與腦發(fā)育相關(guān)蛋白。比如膽固醇與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育相關(guān)，有文獻(xiàn)報(bào)道膽固醇可能與孤獨(dú)癥譜系障礙相關(guān)［5］，在阿斯伯格癥患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)膽固醇總量比正常人高［6］，因此通過蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)可能能夠發(fā)現(xiàn)與膽固醇代謝相關(guān)的蛋白在腦部的變化。通過對(duì)孤獨(dú)癥譜系障礙患者腦組織進(jìn)行蛋白雙向凝膠電泳分析發(fā)現(xiàn)，8個(gè)孤獨(dú)癥譜系障礙患者中有4個(gè)患者醛酮變位酶1（GLO1）在419號(hào)氨基酸位點(diǎn)發(fā)生突變（C419A），隨后對(duì)71個(gè)孤獨(dú)癥譜系障礙患者和49個(gè)正常人的GLO1基因序列進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)該突變?cè)诠陋?dú)癥譜系障礙患者中明顯比正常人高［7］，證明該突變能顯著降低GL01的活性。迄今為止使用人腦組織做孤獨(dú)癥譜系障礙蛋白質(zhì)組學(xué)的研究極少。蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于老年癡呆癥、帕金森等腦部精神疾病腦組織的研究，這些研究將為孤獨(dú)癥譜系障礙的腦部組織蛋白質(zhì)組學(xué)研究提供有價(jià)值的參考。

3.2 孤獨(dú)癥譜系障礙患者腦脊液蛋白質(zhì)組學(xué)研究

100年前就有人通過腰椎穿刺的方法獲取腦脊液研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。腦脊液是最貼近中樞神經(jīng)系統(tǒng)的細(xì)胞外液組織，它是研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能重要的實(shí)驗(yàn)材料。腦脊液是一種水樣組織，清澈透明，含有少量細(xì)胞（0～4個(gè)/μl），蛋白濃度低，只有血液蛋白濃度的0.2%，其鹽濃度與血液中相似［8］，但蛋白組分和血液有一定的差異，且其中各種蛋白質(zhì)所占比例與血液中也有很大的差異。最初分離腦脊液蛋白的技術(shù)比較落后，只能分離出40種豐度較高的蛋白，隨著雙向凝膠電泳的應(yīng)用，分離得到的腦脊液蛋白質(zhì)種類大大增加［9］。雙向電泳能從數(shù)百微升的腦脊液中分離數(shù)百種蛋白，因此很多實(shí)驗(yàn)室開始使用該技術(shù)研究各種精神疾?。?0］。隨著分離技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)的進(jìn)步，現(xiàn)在通過雙向電泳技術(shù)和質(zhì)譜技術(shù)鑒定的蛋白數(shù)量已經(jīng)有了很大的提升。但這項(xiàng)技術(shù)有自身的缺陷，雙向電泳重復(fù)性不佳，要在患者之間、患者和正常人之間比較雙向電泳圖譜較困難，且分離的蛋白分子量和等電點(diǎn)都有一定的范圍要求。現(xiàn)在很多研究者更傾向于使用液相色譜和質(zhì)譜聯(lián)用（LC－MS）分離鑒定腦脊液中蛋白組分，液相色譜可以分離數(shù)百微克胰酶消化的蛋白混合物。目前已有多篇文獻(xiàn)使用LC－MS分離鑒定腦脊液中蛋白組分。迄今為止使用腦脊液研究孤獨(dú)癥譜系障礙的報(bào)道極少，特別是蛋白質(zhì)組學(xué)方面的研究更少，腦脊液對(duì)于孤獨(dú)癥譜系障礙的研究?jī)r(jià)值有待發(fā)掘。

3.3 孤獨(dú)癥譜系障礙患者血清蛋白質(zhì)組學(xué)研究

腦組織和腦脊液獲取較困難，腦組織不能通過活體獲取，腦脊液雖然可以從活體中獲取，但對(duì)患者具有一定的創(chuàng)傷，除了腦組織和腦脊液，現(xiàn)在更多的研究者將孤獨(dú)癥譜系障礙蛋白質(zhì)組學(xué)研究聚焦在血清蛋白上。很多疾病能導(dǎo)致血清中部分蛋白在結(jié)構(gòu)、功能和數(shù)量上發(fā)生變化，這種變化對(duì)疾病診斷監(jiān)測(cè)和治療具有重要的指導(dǎo)意義。孤獨(dú)癥譜系障礙可能會(huì)導(dǎo)致患者血液中蛋白、多肽、神經(jīng)遞質(zhì)等的組分和活性發(fā)生變化。例如在孤獨(dú)癥譜系障礙患者血液中存在針對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)抗原的自身抗體，血液中神經(jīng)遞質(zhì)血清素和β-內(nèi)啡肽含量增加，褪黑激素水平降低［11］，類鴉片活性肽水平增加，絲氨酸蛋白酶活性改變，補(bǔ)體系統(tǒng)非正常激活等。因此通過檢測(cè)血液中蛋白和多肽等物質(zhì)的異常變化，可能可以發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥譜系障礙與這種變化之間的關(guān)系。Corbett等［12］使用高效液相色譜－電噴霧質(zhì)譜法（LCESI－MS）對(duì)4～6歲的孤獨(dú)癥譜系障礙患者和正常人血液進(jìn)行蛋白質(zhì)組學(xué)分析，實(shí)驗(yàn)總共鑒定了6348個(gè)肽段，其中發(fā)現(xiàn)4種蛋白中的5個(gè)肽段在孤獨(dú)癥譜系障礙患者血液中高表達(dá)，這四種蛋白是apoB－100、補(bǔ)體因子FHR1、補(bǔ)體因子 C1q、FN1。apoB－100與磷脂、膽固醇、維他命E的運(yùn)輸相關(guān)，而膽固醇與神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育相關(guān)。補(bǔ)體因子FHR1、C1q表達(dá)異常表明孤獨(dú)癥譜系障礙患者體內(nèi)補(bǔ)體系統(tǒng)可能活性異常。Momeni等［13］應(yīng)用表面加強(qiáng)激光解析電離飛行時(shí)間質(zhì)譜（SELDI－TOF）技術(shù)分析孤獨(dú)癥譜系障礙患者血清蛋白組分發(fā)現(xiàn)，在孤獨(dú)癥譜系障礙患者血清中有3個(gè)肽段表達(dá)異常，且這3個(gè)肽段都是補(bǔ)體C3的肽段。Taurines等［14］采用疏水C8磁珠預(yù)分離血清蛋白，采用基質(zhì)輔助激光解吸電離飛行時(shí)間質(zhì)譜技術(shù)（MALDI－TOF－MS）分析預(yù)分離的血清蛋白，發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥譜系障礙患者與正常人有3個(gè)MALDI－TOF－MS峰存在明顯差異。血液中除了血漿蛋白可作為蛋白質(zhì)組學(xué)研究材料外，血細(xì)胞也是蛋白質(zhì)組學(xué)研究的重要材料，Shen等［15］從血液中分離單核細(xì)胞，經(jīng)培養(yǎng)轉(zhuǎn)化成淋巴細(xì)胞B，采用蛋白抗體芯片技術(shù)分析孤獨(dú)癥譜系障礙患者和正常人蛋白組分表達(dá)差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)4個(gè)與免疫通路相關(guān)的蛋白，即IKKα、Tyk2、EIF4G1、PRKCI表達(dá)異常。雖然現(xiàn)在還沒有從血液中找到確切的孤獨(dú)癥譜系障礙生物標(biāo)記物，但孤獨(dú)癥譜系障礙能導(dǎo)致血液中組分的改變，特別是免疫系統(tǒng)相關(guān)蛋白。雖然血液較容易獲取，但血漿蛋白質(zhì)組學(xué)研究中也有許多技術(shù)難題，如血漿中高豐度蛋白質(zhì)的去除、血漿中蛋白質(zhì)組分不穩(wěn)定，加上實(shí)驗(yàn)室技術(shù)平臺(tái)的不同造成不同實(shí)驗(yàn)室間數(shù)據(jù)可比性不強(qiáng)等問題均尚待解決。

4 展望

孤獨(dú)癥譜系障礙發(fā)病因素多，致病基因較多，且與環(huán)境等因素有密切關(guān)系，因此孤獨(dú)癥譜系障礙的診斷和治療較困難。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種與孤獨(dú)癥譜系障礙相關(guān)基因，但這些基因遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解釋孤獨(dú)癥譜系障礙的發(fā)病原因。蛋白質(zhì)是生命活動(dòng)的執(zhí)行者，孤獨(dú)癥譜系障礙的臨床表現(xiàn)可能是相關(guān)蛋白發(fā)生了改變，比如突變導(dǎo)致蛋白質(zhì)、氨基酸序列改變，基因調(diào)控區(qū)突變導(dǎo)致蛋白表達(dá)量發(fā)生變化，或者蛋白質(zhì)被異常修飾等。因此使用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)可能可以發(fā)現(xiàn)這些變化。目前已經(jīng)有實(shí)驗(yàn)室開展了孤獨(dú)癥譜系障礙在蛋白質(zhì)組學(xué)方面的研究，并已經(jīng)取得一定的進(jìn)展。相信隨著蛋白質(zhì)組學(xué)在孤獨(dú)癥譜系障礙研究中的進(jìn)一步深入，可以從中發(fā)現(xiàn)更多有價(jià)值的信息。

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