血清CD73和帕金森病患者運動障礙相關性研究

趙 媛 劉 向 楊國鋒

帕金森病(Parkinson′ s disease,PD)是最常見的引起老年人運動障礙的神經退行性疾病,其典型臨床核心運動4主征為震顫、強直、少動和運動遲緩、姿勢步態不穩。隨著病情進展,PD運動癥狀進行性加重,成為引起PD患者生活質量下降、生活依賴度增高的主要原因[1,2]。目前研究表明,黑質紋狀體多巴胺(dopamine,DA)能神經元的進行性丟失可引起多巴胺D2/D1受體介導的紋狀體抑制性和興奮性調節功能失衡,間接通路(膽堿能通路)的興奮性增加,引起PD患者運動障礙[3,4]。

核苷酸酶(Ecto-5′-Nucleotidase,5′-NT,CD73)存在于大多數正常組織中,可將細胞外單磷酸腺苷(adenosine monophosphate,AMP)轉化為腺苷,作用于腺苷受體而在免疫、炎癥和維持細胞穩態中發揮作用[5]。既往研究表明,持續存在的小膠質細胞介導的神經炎癥是PD疾病進展的主要原因[6]。研究證明,PD中CD73可與A2A受體 (adenosine A2A receptor,A2AR)相互作用形成二聚體,增強小膠質細胞激活及其下游炎性細胞因子IL-β、IL-6和TNF-α的表達[7]。此外,CD73的高表達可以增加蒼白球外側部GABA能的釋放,使紋狀體-蒼白球棘突投射神經元的興奮性增高,增加皮層對運動的抑制[4,8,9]。因此,基于CD73參與了調控PD炎性反應及病程進展,CD73已逐漸成為PD診療的重要靶點。

但目前國內外尚缺乏監測血清CD73在PD中動態變化及探索其在PD診斷中臨床價值的相關研究。本研究通過分析血清CD73在不同H&Y(Hoehn &Yahr)分期PD患者中的水平變化,以及其與運動障礙嚴重程度的相關性,探討血清CD73可否用作PD診斷的參考依據,分析其是否有望成為評估PD患者病情進展的新指標。

資料與方法

1.研究對象:本研究納入2022年2～11月于河北醫科大學第二醫院老年病科住院的60歲以上PD患者97例為病例組。其中,女性51例(52.6%),男性46例(47.4%);吸煙者10例(10.3%),患者平均年齡為67.93±5.74歲。另納入同時期河北醫科大學第二醫院體檢中心接待的老年健康體查者71例為健康對照組。其中,女性31例(43.7%),男性40例(56.3%);吸煙者14例(19.7%),平均年齡為65.01±6.42歲。

2.納入標準:①符合2016版中國帕金森病診斷和擬診標準;②病程達1年及以上;③患者存在下列某一項或多項特征且顯而易見,包括姿勢不穩、靜止性震顫、肌肉僵直、非原發性視覺障礙等;④臨床資料完整;⑤患者與家屬知曉,簽署知情同意書。本研究經筆者醫院醫學倫理學委員會討論通過(倫理學審批號:2022-R036)。

3.排除標準:①繼發性帕金森綜合征患者;②帕金森疊加綜合征患者;③有嚴重心臟、肝臟、腎臟、胃腸道功能障礙者;④提供病史不清楚詳細者;⑤近1個月內有感染者;⑥患有免疫系統疾病者;⑦有慢性感染性疾病者;⑧近1個月內使用消炎藥、免疫調節藥者;⑨有惡性腫瘤病史者;⑩近期有外傷或頭顱手術史者。

4.研究內容及方法:收集納入對象資料包括年齡、性別、吸煙史以及病例組患者的病程。病例組患者病情評估:采用統一帕金森病評定量表第3部分(運動檢查)(unified Parkinson′s disease rating scale part Ⅲ, UPDRS-Ⅲ)對患者運動功能進行測評(皆在患者臨時停藥,處于“關”狀態下評估),此量表共14項,每項按照相應癥狀的嚴重程度不同為0～4分,得分越低者表示生活質量越優;采用H&Y分期對患者運動障礙嚴重程度進行測評,根據患者運動癥狀的分級劃分為輕度PD組(H&Y為Ⅰ～Ⅱ期)和中重度PD組(H&Y為Ⅲ～Ⅴ期)[10]。以上測評均由兩個神經內科主治醫師共同參與。

結 果

1.病例組和健康對照組一般資料分析:本研究共納入研究對象168例。其中,病例組97例,健康對照組71例。病例組較對照組年齡偏大(P<0.01),兩組研究對象性別分布均衡(P>0.05),是否有吸煙史無明顯差別(P>0.05)。此外,病例組病程為2.0(1.0,4.0)年,H&Y分期為2.0(2.0,3.0),UPDRS-Ⅲ評分為18.66±0.70分。CD73在PD患者外周血中表達顯著降低(P<0.01,表1)。

表1 病例組與健康對照組一般資料分析

2.血清CD73和其他危險因素與帕金森病相關性的Logistic回歸分析:經過Logistic回歸分析,在調整了年齡、性別、吸煙史后,結果顯示血清CD73水平越低,患PD的風險越大(OR=0.208,P<0.01,表2)。

表2 血清CD73和其他危險因素與帕金森病相關性的Logistic回歸分析

3.血清CD73對PD的預測ROC曲線:以健康對照組為陽性樣本,病例組為陰性樣本繪制ROC曲線,結果顯示血清CD73對PD預測的AUC=0.845,95%CI:0.787～0.902,最佳截斷值為2.85U/L,敏感度為90.1%,特異性為67.0%(P<0.001,圖1)。

圖1 血清CD73對PD的預測ROC曲線

4.輕度PD組與中重度PD組一般資料分析:按照H&Y分期對病例組研究對象進行分組,Ⅰ～Ⅱ期為輕度PD組(n=50);Ⅲ～Ⅴ期為中重度PD組(n=47)。兩組患者年齡、性別及吸煙史比較差異無統計學意義(P>0.05)。中重度PD組比輕度PD組患者病程更長,UPDRS-Ⅲ評分更高,而血清CD73水平降低(P<0.05,表3)。

表3 輕度PD組與中重度PD組一般資料分析

5.PD患者血清CD73與H&Y分期、UPDRS-Ⅲ評分的相關性分析:經Pearson相關分析可知,PD患者血清CD73水平與H&Y分期和UPDRS-Ⅲ評分呈負相關(P<0.01,表4)。圖2示在疾病分期早期(H&Y Ⅱ期),血清CD73下調較健康對照組顯著下調,并且隨著H&Y分期的增加,血清CD73的含量逐漸減少,表明血清CD73可能是PD診斷的新型指標。

圖2 不同H&Y分期PD患者血清中CD73水平

表4 血清CD73相關性分析

討 論

PD是最常見的神經退行性疾病之一,在全球老齡化和工業化的推動下,PD患者數量呈指數上升[11]。統計顯示,至2040年,全世界患PD的人數預計將超過1200萬[12]。目前,PD的發病機制尚不明確,其主要病理機制為以α-突觸核蛋白(α-synuclein,SNCA)為主要成分的路易小體形成和以背側紋狀體為主的基底核的DA水平降低[13,14]。研究表明,PD的運動癥狀由紋狀體DA耗竭所致,但也有許多研究顯示另外一些神經結構(前額葉皮質區和小腦)和神經化學系統 (包括膽堿能、5- 羥色胺能、谷氨酸能) 也參與了運動癥狀的發生[15～18]。其典型臨床特征除了核心運動4主征外,還有相對次要的運動癥狀,如精確動作障礙、書寫障礙、語言功能受損及構音障礙等。隨著病情進展,PD運動癥狀進行性加重,成為引起PD患者生活質量下降、生活依賴度增高的主要原因。因此,有效預測PD運動癥狀發生、發展,實現疾病的早期診斷、早期治療尤為重要。

CD73(5′-核苷酸酶, 5′-NT)是由NT5E基因編碼,催化AMP形成胞外腺苷的主要酶,參與調節細胞穩態、應激反應、損傷和疾病等機制[5,19]。CD73通過 C-末端的絲氨酸殘基與糖基磷脂酰肌醇構成二聚體固定于細胞膜上。研究表明CD73是腦內最主要的5′-核苷酸酶,占全部AMP水解能力的85%～95%[20]。其主要高表達于紋狀體,嗅結節以及腦膜[20,21]。經CD73代謝產生的腺苷,作用于A2AR信號通路,對小膠質細胞介導的神經炎性反應調節至關重要[7]。CD73在大腦中動脈栓塞小鼠腦組織中的表達和活性較健康對照組明顯上調[22]。

研究表明,CD73的缺失可明顯加重小膠質細胞激活及其他炎性細胞的浸潤。在慢性低灌注性白質損傷模型,上調CD73可顯著減輕小鼠工作記憶損傷,小膠質細胞及星形膠質細胞活化以及所引發的級聯炎性反應[23]。在PD模型小鼠腦組織中,CD73上調并激活A2A受體相關腺苷通路;敲除CD73能抑制PD模型中A2A受體的激活和上調,并發揮保護多巴胺能神經元和減輕小鼠運動障礙的作用。進一步研究發現,CD73可促進PD中小膠質細胞激活和增加炎性細胞因子的釋放[7]。由此可見,CD73在PD的病理進展中發揮重要作用,但血清CD73水平是否與PD運動癥狀嚴重程度相關,可否用作PD診斷的參考指標仍有待于進一步研究。

綜上所述,本研究通過比較分析97例PD患者及71例健康對照者血清CD73水平,發現CD73在PD患者外周血清中含量較健康對照人群明顯下降,且PD患者血清CD73水平與H&Y分期和UPDRS-Ⅲ評分呈負相關(P<0.01)。依據血清CD73表達水平繪制ROC曲線,通過評估曲線下面積,發現血清CD73的AUC為0.845(95% CI: 0.787～0.902),對PD具有較高的敏感度(90.1%)及特異性(67.0%)。由此可見血清CD73水平與PD疾病分期及運動障礙嚴重程度均呈明顯相關性。但血清CD73可否作為新型PD診斷標志物及預測PD進展的指標,仍需開展大樣本量及多中心研究予以證實。