邵秋悅, 李則衡, 牛學(xué)斌, 滕 幸, 呼彪彪, 徐傳英, 崔桂云, 昝 坤

帕金森病(Parkinson disease,PD)是繼阿爾茨海默病之后的第二大常見的神經(jīng)退行性疾病。除了運(yùn)動(dòng)癥狀外,PD的非運(yùn)動(dòng)癥狀如認(rèn)知障礙、焦慮抑郁、自主神經(jīng)功能障礙和慢性疼痛等也受到越來越多的關(guān)注。疼痛在PD患者中的患病率為40%～85%[1],這種致殘性的非運(yùn)動(dòng)癥狀不僅給患者及家屬帶來了巨大的痛苦,而且給社會(huì)造成極大的負(fù)擔(dān)。

PD的病理特征是在殘留的神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)中出現(xiàn)嗜酸性包涵體,即路易小體,α-突觸核蛋白是形成路易小體的重要成分,錯(cuò)誤折疊的α-突觸核蛋白激活小膠質(zhì)細(xì)胞釋放炎癥因子,導(dǎo)致炎癥應(yīng)激和神經(jīng)元死亡[2]。在PD患者出現(xiàn)臨床癥狀時(shí),約60%的黑質(zhì)神經(jīng)元和80%的紋狀體多巴胺已經(jīng)退化和耗盡,對(duì)PD患者的尸檢調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)黑質(zhì)中有活化的小膠質(zhì)細(xì)胞和免疫反應(yīng)[3],因此表明,神經(jīng)炎癥是影響PD發(fā)病的重要因素。PD疼痛的機(jī)制尚不明確,近些年的研究發(fā)現(xiàn),疼痛閾值的降低、痛覺傳導(dǎo)通路神經(jīng)遞質(zhì)功能的紊亂、神經(jīng)炎癥等均可能參與了疼痛的發(fā)生[4,5]。臨床上PD患者腦脊液獲取困難,而PD患者的外周血中促炎細(xì)胞因子水平升高[6],進(jìn)一步證實(shí)了PD與外周炎癥之間的聯(lián)系。

炎癥因子在PD動(dòng)物模型中已被廣泛研究,然而,目前國內(nèi)外關(guān)于炎癥因子和PD伴疼痛的臨床研究較少,因此,迫切需要了解炎性因子對(duì)PD伴疼痛的影響。本研究旨在研究血清炎癥因子水平和PD伴疼痛的相關(guān)性,為PD伴疼痛尋找可能的生物標(biāo)志物。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2021年5月-2022年3月期間于徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科帕金森病中心住院且符合入排標(biāo)準(zhǔn)的帕金森病患者90例(PD組)。納入標(biāo)準(zhǔn):均符合2015年國際運(yùn)動(dòng)障礙協(xié)會(huì)(Movement Disorder Society,MDS)制定的PD診斷標(biāo)準(zhǔn)。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)其他錐體外系疾病,如MSA(多系統(tǒng)萎縮);(2)中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病,如急性腦梗死、腦出血和腦炎;(3)服用非甾體類抗炎藥和糖皮質(zhì)激素等影響免疫功能的藥物;(4)嚴(yán)重的肝腎疾病和其他可能影響外周血炎癥因子的免疫系統(tǒng)疾病;(5)不能配合完成研究的患者。此外,選擇同期在我院健康體檢中心體檢的88例年齡和性別匹配的健康人作為健康對(duì)照組(HC組)。本研究由徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(XYFY2021-KL243-01)。

1.2 研究方法 收集所有受試者的一般資料,包括年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病、受教育年限、病程等,采用統(tǒng)一帕金森病評(píng)定量表的第三部分(Unified Parkinson Disease Rating Scale Ⅲ,UPDRS-Ⅲ)和Hoehn-Yahr(H-Y分期)評(píng)估PD患者運(yùn)動(dòng)功能和疾病嚴(yán)重程度,并完善國王帕金森病疼痛量表(King’s Parkinson’s Disease Pain Scale,KPPS)的評(píng)估,根據(jù)KPPS量表的評(píng)分,我們進(jìn)一步將PD患者分為PD不伴疼痛組(nPDP組)和PD伴疼痛組(PDP組)。所有患者均于入院后空腹采集靜脈血5 ml,采用12項(xiàng)細(xì)胞因子檢測(cè)試劑盒檢測(cè)白細(xì)胞介素-1β(IL-1β)、白細(xì)胞介素-2(IL-2)、白細(xì)胞介素-4(IL-4)、白細(xì)胞介素-5(IL-5)、白細(xì)胞介素-6(IL-6)、白細(xì)胞介素-8(IL-8)、白細(xì)胞介-10(IL-10)、白細(xì)胞介素-12p70(IL-12p70)、白細(xì)胞介素-17(IL-17)、干擾素-α(IFN-α)、干擾素-γ(IFN-γ)和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)水平。該項(xiàng)目采用的是基于熒光微球技術(shù)的免疫“雙抗體夾心”方法,檢測(cè)試劑盒由瑞斯凱爾公司提供。

2 結(jié) 果

2.1 PD組和HC組一般資料及血清炎癥因子水平的比較 PD組和HC組在年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病和受教育年限方面沒有顯著差異。PD組血清IL-1β、IL-6、IL-17水平均顯著高于HC組,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。兩組間其他炎癥因子水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(見表1、圖1)。

圖1 HC組與PD組血清IL-1β、IL-6、IL-17水平比較**P<0.01

表1 HC組和PD組一般資料及血清炎癥因子的比較

2.2 nPDP組和PDP組的組間資料比較 進(jìn)一步對(duì)PD組患者進(jìn)行亞組分析,發(fā)現(xiàn)nPDP組和PDP組組間年齡、性別、吸煙、飲酒、高血壓、糖尿病、受教育年限、病程、H-Y分期、血清IL-6、IL-17水平均沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。UPDRS-Ⅲ評(píng)分(P=0.020)和IL-1β(P<0.001)差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義,與nPDP組相比,PDP組的UPDRS-Ⅲ評(píng)分更高,血清IL-1β水平更高(見表2、圖2)。

***P<0.001。

表2 nPDP組和PDP組臨床特征及血清IL-1β、IL-6、IL-17水平比較

2.3 PD患者血清IL-1β、IL-6、IL-17與臨床特征的相關(guān)性分析 采用Spearman相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),PD患者血清IL-1β水平與KPPS評(píng)分呈正相關(guān)(r=0.371,P<0.001),與年齡、性別、病程、受教育年限、H-Y分期、UPDRS-Ⅲ評(píng)分均無相關(guān)性。血清IL-6水平與年齡呈正相關(guān)(r=0.231,P=0.002),與性別、病程、受教育年限、H-Y分期、UPDRS-Ⅲ評(píng)分、KPPS評(píng)分均無相關(guān)性。血清IL-17水平與年齡、性別、病程、受教育年限、H-Y分期、UPDRS-Ⅲ評(píng)分、KPPS評(píng)分均無相關(guān)性(見表3、圖3)。

圖3 PD組血清IL-1β水平與KPPS評(píng)分的相關(guān)性散點(diǎn)圖

表3 PD患者血清IL-1β、IL-6、IL-17與臨床特征的相關(guān)性

2.4 PD患者發(fā)生疼痛影響因素的Logistic回歸分析 以是否存在疼痛癥狀為因變量(是=1,沒有=0),先將各指標(biāo)進(jìn)行單因素Logistic回歸分析,結(jié)果顯示,UPDRS-Ⅲ評(píng)分、IL-1β是 PD 伴疼痛的影響因素(P<0.05)。繼續(xù)行多因素Logistic 逐步回歸分析顯示,UPDRS-Ⅲ評(píng)分較高、血清IL-1β水平較高是PD伴疼痛的危險(xiǎn)因素(P<0.05)(見表4)。

表4 血清IL-1β水平與PD伴疼痛的二元Logistic回歸分析

2.5 血清IL-1β診斷PD伴疼痛的ROC曲線 進(jìn)一步分析了血清IL-1β對(duì)PD伴疼痛的診斷效能,我們繪制ROC曲線,結(jié)果顯示,血清IL-1β診斷PD伴疼痛的曲線下面積(AUC) 0.741,95%CI0.640～0.842,P<0.001。血清IL-1β診斷PD伴疼痛的最佳截?cái)嘀禐?.815(pg/ml),靈敏度為93.6%,特異度為44.2%(見圖4)。

圖4 血清IL-1β診斷PDP的ROC曲線

3 討 論

疼痛是PD的一種常見的非運(yùn)動(dòng)癥狀,對(duì)患者的生活質(zhì)量有很大的影響,甚至比運(yùn)動(dòng)癥狀影響更大[7]。一個(gè)患者可能有幾種不同類型的疼痛癥狀,導(dǎo)致對(duì)疼痛的診斷和治療受限。因此,迫切需要了解PD相關(guān)疼痛的病理生理機(jī)制,尋找可能的生物標(biāo)志物,這對(duì)于PD相關(guān)疼痛的治療,改善患者生活質(zhì)量有著至關(guān)重要的作用。

本研究在比較PD組和HC組血清炎癥因子水平時(shí)發(fā)現(xiàn),與HC組相比,PD組血清IL-1β、IL-6、IL-17水平更高,這與Green等的研究結(jié)果一致[8,9]。既往PD動(dòng)物模型研究表明,α-突觸核蛋白過度表達(dá)發(fā)生在多巴胺能神經(jīng)元變性、死亡以前,會(huì)引發(fā)黑質(zhì)紋狀體中小膠質(zhì)細(xì)胞的激活,造成炎癥因子水平增加[3]。IL-1β是IL-1家族的一員,由活化的單核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生,目前研究已經(jīng)證實(shí),IL-1β在PD患者中通過谷氨酸興奮性毒性引發(fā)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng),并直接導(dǎo)致神經(jīng)元死亡[10]。IL-6是調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞分化和成熟的促炎因子,參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病的病理生理過程[11]。IL-17是一種由Th17細(xì)胞產(chǎn)生的關(guān)鍵促炎因子,與炎癥的發(fā)病機(jī)制有關(guān)。RORγT是促進(jìn) Th17 細(xì)胞分化并產(chǎn)生 IL-17的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子,IL-1β通過IRF4通路刺激RORγT的產(chǎn)生,IL-6可通過信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)gp130的酪氨酸殘基誘導(dǎo)STAT3激活,STAT3可以誘導(dǎo)RORγt的表達(dá),因此IL-1β和IL-6可以促進(jìn)IL-17的產(chǎn)生[12]。外周過度的免疫炎癥反應(yīng)導(dǎo)致血腦屏障受損,免疫細(xì)胞和炎癥因子滲入大腦,小膠質(zhì)細(xì)胞、星形膠質(zhì)細(xì)胞激活,并釋放其他炎癥介質(zhì),有助于增強(qiáng)神經(jīng)炎癥,介導(dǎo)神經(jīng)退行性疾病的發(fā)生和進(jìn)展[13]。由于PD患者在臨床中腦脊液獲取困難,而外周與神經(jīng)炎癥存在一定關(guān)系,所以我們選擇研究外周炎癥在PD中的作用。

目前PD相關(guān)疼痛的機(jī)制并不明確,主要包括以下幾種:第一,PD伴疼痛患者可能存在基底節(jié)功能障礙,基底神經(jīng)節(jié)可以整合傳入的傷害性信息,在疼痛回避和傷害行為中起到積極作用?；坠?jié)多巴胺能神經(jīng)元失去神經(jīng)支配會(huì)導(dǎo)致PD疼痛的調(diào)控系統(tǒng)功能障礙[14]。第二,PD伴疼痛患者神經(jīng)遞質(zhì)水平下降,多巴胺是調(diào)節(jié)疼痛感知的關(guān)鍵神經(jīng)遞質(zhì),參與了島葉皮質(zhì)介導(dǎo)的鎮(zhèn)痛作用。多巴胺水平下降會(huì)使患者疼痛閾值下降,進(jìn)而導(dǎo)致疼痛[15,16]。第三,神經(jīng)免疫。目前已有研究表明丘腦底核是調(diào)節(jié)疼痛處理和感知的基底神經(jīng)節(jié)回路的有效通路點(diǎn)[17]。Park等的研究發(fā)現(xiàn)PD疼痛模型小鼠丘腦底核可見小膠質(zhì)細(xì)胞的激活[18],膠質(zhì)細(xì)胞異常激活后,釋放與疼痛相關(guān)的炎癥介質(zhì),引起神經(jīng)免疫性炎癥,從而參與疼痛的調(diào)控[19]。

我們研究PD組血清IL-1β水平與疼痛的關(guān)系發(fā)現(xiàn),PDP組血清IL-1β水平高于nPDP組,血清IL-1β與KPPS量表評(píng)分呈正相關(guān),PDP患者血清IL-1β的高表達(dá)表明IL-1β可能參與了PD相關(guān)疼痛的病理生理過程。IL-1β是一種促炎細(xì)胞因子,目前研究證實(shí)其在持續(xù)慢性疼痛狀態(tài)中升高[20]。IL-1β是疼痛通路中USP5和Cav3.2通道相互作用上調(diào)的上游觸發(fā)因子[21]。之前的一些研究表明炎癥組織部位的疼痛敏感性增強(qiáng)是由于免疫細(xì)胞局部釋放痛覺感受器敏化劑,包括前列腺素E2和神經(jīng)生長(zhǎng)因子等。IL-1β不僅可以誘導(dǎo)痛覺感受器敏化劑的合成,還可以快速激活痛覺感受器以產(chǎn)生動(dòng)作電位并誘導(dǎo)疼痛超敏反應(yīng)。IL-1β 可以通過作用于辣椒素受體(TRPV1)直接敏化痛覺感受器,也可以通過提高前列腺素合成間接敏化痛覺感受器誘發(fā)疼痛。TRPV1與人體痛覺的產(chǎn)生密切相關(guān),可以調(diào)節(jié) Ca2+內(nèi)流,觸發(fā)神經(jīng)末梢釋放神經(jīng)肽類和興奮性氨基酸,最終引起大腦皮質(zhì)痛覺的形成。IL-1β還能以p38絲裂原激活蛋白激酶(p38 MAP激酶)依賴的方式起作用,通過緩解抗河豚毒素電壓門控鈉通道的靜息緩慢失活來增加痛覺感受器的興奮性[22]。此外,IL-1β可以刺激環(huán)氧化酶COX-2的表達(dá)[23],而COX-2的抑制是非甾體抗炎藥(NSAIDs)鎮(zhèn)痛作用的基礎(chǔ)。本研究通過二元Logistic回歸分析顯示,血清IL-1β水平較高是PD伴疼痛的危險(xiǎn)因素。繪制ROC曲線顯示,血清IL-1β診斷PD伴疼痛的曲線下面積(AUC)為 0.741,即血清IL-1β對(duì)PD伴疼痛診斷具有一定的價(jià)值,可能成為診斷PD伴疼痛的生物學(xué)標(biāo)志物。

目前,國內(nèi)外鮮有血清IL-1β與PD伴疼痛相關(guān)研究的報(bào)道。本研究的局限之處在于:樣本量較少,而且我們的研究是橫斷面研究,不能夠說明血清IL-1β和PD伴疼痛的因果關(guān)系,未來的研究應(yīng)進(jìn)一步增加樣本量,并進(jìn)行縱向研究,以提高我們的研究結(jié)果的可信度,為PD相關(guān)疼痛的病理生理機(jī)制和診斷治療提供重要線索。