帕金森病相關標志物研究進展

姚小美 王棟 趙振向 王玲玲 劉藝鳴

帕金森病相關標志物研究進展

姚小美 王棟 趙振向 王玲玲 劉藝鳴

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是世界第二大神經系統變性疾病，患病率隨著年齡的增長逐年升高。PD的臨床癥狀主要表現在兩個方面，即運動癥狀和非運動癥狀，運動癥狀如震顫、運動遲緩、肌強直等；非運動癥狀主要包括嗅覺減退、便秘、睡眠障礙、自主神經功能異常、抑郁以及認知障礙等。目前PD的臨床診斷主要依賴病史及臨床表現，存在較高的漏診率和誤診率，特別是在病程的早期。一項最新臨床病理研究顯示PD早期診斷準確率很低，即使隨著病程的延長，診斷準確率依然不到90%[1]。究其原因在于原發PD早期癥狀往往和其他帕金森綜合癥的癥狀重疊如多系統萎縮、進行性核上性麻痹和皮質基底節變性等，而最終確診只能依靠尸檢后的病理診斷。因此，為了提高PD的診斷準確率，很多學者致力于研究PD相關標志物以輔助診斷、鑒別診斷及監測疾病進展。目前研究領域主要集中在以下幾個方面，即臨床癥狀、神經影像學、生化及基因學標志物等。

1 臨床標志物

研究顯示超過90%的PD患者都會表現出非運動癥狀[2]，這些癥狀可以早于運動癥狀多年出現，對于診斷前驅期PD更有意義。近年來研究的熱點集中在嗅覺減退、快速動眼睡眠期行為障礙(rapid eye movement behavior disorder,RBD)、便秘等領域。

嗅覺障礙最早于1975年在PD臨床癥狀中被描述[3]，自此嗅覺功能測試被當作PD診斷標志物而廣泛應用于臨床。PD患者嗅覺障礙主要表現在氣味的識別、不同氣味的鑒別以及對氣味的識別敏感性等方面的缺陷。部分PD患者在運動障礙發生前的2～7年即可出現嗅覺障礙，可能與α-突觸核蛋白在嗅球的沉積有關[4]。放射標記物追蹤研究發現，PD患者早期嗅覺減退與多巴胺能神經元缺失程度相關，但是與病程或者疾病的嚴重性卻無相關性[5]。嗅覺測試在臨床應用中有一定的局限性，因為嗅覺減退不僅可以出現在原發PD，也可以出現在帕金森疊加綜合征如多系統萎縮[6]、阿爾茲海默病(Alzheimer's disease,AD)[7]等其他神經系統變性疾病。嗅覺障礙作為診斷PD的一項獨立標志物，與其他神經系統變性病相比僅有77%的敏感性和85%的特異性，因此為了提高PD診斷的準確率，嗅覺障礙需要與其他生物標志物聯合應用。

RBD是由于患者快動眼睡眠期張力的松弛而導致其在夢中出現各種肢體動作。RBD可根據病史或者問卷調查來判斷，但容易受患者或家屬的主觀性影響，客觀的判斷RBD主要依據多導睡眠監測。RBD與神經系統變性疾病有著較特異的聯系，2010年加拿大學者發現RBD可以預測患者未來是否患神經系統變性病如PD，多系統萎縮或路易體癡呆[8]。因此，研究RBD可以有助于確定PD的危險人群，從而盡早實行神經保護措施。2015年一項多中心研究對279個特發性RBD患者進行了隨訪研究，結果33.3%的患者出現了神經系統變性病，其中第3年的發病率為25%，而5年以后的發病率為40%[9]。雖然特發性RBD可以早于PD運動障礙多年出現，并且可以預測未來發生PD的風險，但是亦有個別特例如合并有LRRK2基因突變的PD患者，RBD通常發生在運動障礙之后[10]。

便秘是PD的一項非常重要的非運動癥狀，由于大多出現在運動癥狀之前，往往是PD的預警信號。一項24年的隨訪研究發現，每天排便少于1次的男性要比每天排便超過2次的男性未來患PD的風險高4.5倍[11]，提示便秘是PD的一項重要的危險因素。另外一項病例對照研究發現，94例PD患者中有74例(78.7%)患有便秘，而其中有33例患者便秘出現在運動障礙之前，發生率約為44.6%，平均相隔時間為18年[12]。便秘的發生可能與α-突觸核蛋白在腸道神經叢的聚集有關，但確切的機制目前尚不明確。亦有研究認為路易小體在腸道的沉積以及腸道粘膜下神經叢中免疫活性神經元的明顯減少可能與PD的便秘有關[13]。另外，長期的慢性接觸殺蟲劑如魚藤酮也會導致α-突觸核蛋白在腸道的聚集，從而導致胃腸動力的下降[14]。便秘本身并非是PD的特異性癥狀，因此在對PD的危險因素進行評估時需結合其他生物標志物。

2 神經影像學標志物

多巴胺神經元的缺失在PD運動癥狀的發生中起著非常重要的作用，并且這種缺失可以早于運動癥狀出現，為了提高PD診斷的準確率，各種神經影像學技術被集中應用在腦內多巴胺神經元的顯像研究。正電子發射計算機斷層顯像術(positron emission tomography,PET)、單光子發射計算機斷層顯像術(single photon emission computed tomography,SPECT)、磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)以及經顱超聲(transcranial sonography,TCS)近年來被證實在鑒別PD 患者與正常人群的應用中有著較高的敏感性和特異性[15]。PD的發生機制與黑質變性及紋狀體多巴胺能神經元缺失相關，因此能夠反映多巴胺代謝的神經顯像技術可以作為PD診斷的金標準。MRI和TCS能夠顯示大腦解剖結構的改變，從而提示PD的患病風險，而SPECT和PET結合放射性代謝示蹤劑在提高PD 診斷準確性的同時也能監測疾病的嚴重程度及進展情況。此外，SPECT和PET在診斷前驅期PD方面亦發揮重要價值，如臨床癥狀表現為單側的PD患者，SPECT和PET顯像在早期即可顯示其雙側多巴胺神經元的缺失，從而提示了未來疾病進展的過程[15]。目前常用的放射性示蹤劑主要分為3大類，即18F-fluorodopa(反應多巴胺脫酸酶活性)、11C-dihydrotetrabenazine(DTBZ)(標記囊泡單胺轉運蛋白2型)及最常用的123I-β-CIT及99mTcTRODAT-1(反映膜多巴胺轉運蛋白的活性)。心臟123I間碘芐胍單光子發射計算機斷層顯像術(MIBG-SPECT)在日本研究較多，大量文獻報道PD患者MIBG吸收的心臟-縱隔比要明顯低于正常人群及其他的帕金森綜合征患者[16]。2015年國際運動障礙協會公布了PD的最新臨床診斷標準，其中一項非常重要的支持性診斷標準即是心臟 MIBG 閃爍顯像法顯示存在心臟去交感神經支配[17]，這足以體現心臟MIBG檢查的重要臨床意義。

與價格較為昂貴的PET和SPECT相比，MRI的應用更為廣泛，尤其在鑒別原發性PD與繼發性帕金森綜合征方面。2013年Ulla等通過MRI檢查PD患者腦內基底節鐵含量的變化，并進行了3年的隨訪研究，結果發現PD患者的黑質及尾殼核有明顯的鐵沉積，并且與運動癥狀的嚴重程度相關，提示MRI可以作為監測PD疾病進展的標志物[18]。另一項基于體素的形態學分析MRI技術可以顯示與疾病相關的灰質密度的改變及體積變化[19]。

早在15年前Becker等人就通過經顱超聲觀察到PD患者黑質強回聲信號[20]。研究證實90%PD患者都會呈現黑質強回聲，但是和疾病嚴重程度卻無相關性，提示黑質超聲可能作為預測PD發病風險的標志物[21]。2011年一項多中心研究對1847位無PD癥狀老年人進行黑質超聲檢查，并進行了37個月的隨訪觀察，結果發現其中0.7%的老年人發展成PD，而黑質強回聲的老年人比正?；芈暤睦夏耆宋磥戆l生PD的風險高17倍[22]。除了輔助PD的診斷以外，經顱黑質超聲同樣可以用來輔助鑒別診斷原發PD及帕金森疊加綜合征。如多系統萎縮P型的患者很少出現黑質強回聲，進行性核上性麻痹的患者中也僅有不到1/3的患者會表現出黑質強回聲，但是這兩種疾病中豆狀核的強回聲卻是非常常見，而在原發性PD中卻很罕見[23]。

3 生化標志物

α-突觸核蛋白(α-synuclein)是路易小體的重要組成成分，體現了PD的病理過程。因此，從PD的發病機制來講，α-突觸核蛋白無疑是最具價值的生化標志物，PD患者的腦脊液、唾液、血液、尿液甚至胃腸道中均可檢測到α-突觸核蛋白的存在[24]。同其他的α-突觸核蛋白病一樣，很多研究發現PD患者腦脊液中α-突觸核蛋白水平明顯降低[25]，并且多數研究認為α-突觸核蛋白的表達水平與運動障礙的進展沒有明顯的相關性[26-27]，但是和PD患者的認知功能有關，即腦脊液α-突觸核蛋白的表達水平越高，PD患者的認知障礙越嚴重[26]。然而亦有研究證實腦脊液α-突觸核蛋白的水平與PD患者的運動障礙相關，2015年最新發表在Neurology上的一項研究發現，PD患者腦脊液α-突觸核蛋白的基線水平越高，2年后的認知功能越差，同時運動障礙的程度也越重[28]。另外，α-突觸核蛋白寡聚體在PD患者腦脊液中也明顯升高，并且其與總的α-突觸核蛋白水平的比值在鑒別PD患者與正常人群方面表現出較高的敏感性(90.60%)和特異性(89.30%)，提示α-突觸核蛋白寡聚體可以作為PD的一個非?？煽康纳飿酥疚颷29-30]。然而有趣的是，攜帶有LRRK2基因突變正常人群腦脊液中α-突觸核蛋白寡聚體也明顯升高[31]。因此，這些結論還需要更多的研究去進一步驗證。

DJ-1作為參與家族性PD發病的重要因素，也是一個重要的候選生物標志物。PD患者腦脊液中DJ-1和 α-突觸核蛋白的水平相比于正常人群及AD患者均明顯降低，雖然兩種標志物具備較高的敏感性，但是卻和PD的嚴重程度無明顯相關性[32]。另外，也有報道發現PD患者血漿中α-突觸核蛋白及DJ-1的表達水平與正常對照并沒有明顯的差異[33]。雖然總的DJ-1水平沒有差異，但是經4-羥基壬烯醛誘導的 DJ-1 亞型 (4-hydroxy-2-nonenal DJ-1，HNE-DJ-1)被證實不僅在PD患者和正常人群中表達有差異(PD患者明顯高于正常人)，并且在PD病程的早期和晚期亦有差別[34]。另外一項研究通過測定LRRK2基因突變但無PD臨床癥狀人群的腦脊液中DJ-1和 α-突觸核蛋白的水平，結果發現兩者的表達水平與PET檢查顯示的紋狀體多巴胺能神經元缺失程度并無顯著的相關性，提示這兩種蛋白可能不適合作為前驅期PD的診斷標志物[35]。由于DJ-1同時也是反應機體氧化應激的指標，因此在確定它是否能作為合適的PD生物標志物時也需要綜合考慮其他疾病的混雜影響。

腦脊液Aβ42和tau蛋白是目前比較肯定的AD的診斷標志物，PD患者腦脊液Aβ42水平通常是降低的，雖然降低的程度不如AD那么明顯，但是Aβ42的表達水平越低，往往預示PD患者的認知障礙越嚴重[36-37]。與AD相反的是，PD患者腦脊液總Tau及磷酸化Tau水平均低于正常人群[36]。另外，與上述的DJ-1和 α-突觸核蛋白不同，同樣是LRRK2突變的無癥狀人群腦脊液Aβ42、總的tau及磷酸化Tau水平都是降低的，且與PET顯示的多巴胺神經元的缺失程度呈明顯正相關[38]。然而也有研究得出相反的結論，2015年最新一項研究就發現磷酸化Tau蛋白的表達水平越高，PD患者的運動障礙越嚴重[28]。

4 基因學標志物

PD的病因較復雜，尚未研究透徹，目前比較公認的是PD是由基因和環境因素共同作用而導致的一類復雜的神經系統變性病。90%～95%的PD患者都是散發的，家族性PD僅占了5%～10%。目前為止，研究者已經克隆了20個與PD發病相關的基因位點。其中編碼 α-突觸核蛋白的基因SNCA以及Parkin、PINK1、DJ-1、 LRRK2與家族性PD相關，這5種基因占據了2%～3% 經典PD的致病因素[39]。LRRK2基因突變是PD單基因突變最常見的形式，其中G2019S突變大概占據了4%家族性PD及1%散發性PD的致病原因[40]。此外，LRRK2突變相關的疾病還表現出與年齡相關的外顯率，即年齡越大外顯率越高。如59歲時PD的發病風險達28%，而69歲的發病風險為51%，79歲時則74%的患者均會發病[40]。2015年新加坡的學者研究發現，攜帶有LRRK2基因突變(如G2385R，R1628P，S1647T)的PD患者的運動障礙進展速度要明顯快于非攜帶者[41]。

GBA基因的雜合突變是PD發病的另外一項非常重要的危險因素，該基因突變在猶太人中發生機率較高，約15%的PD患者會合并GBA突變，而正常對照人群的突變發生率僅3%[42]。攜帶GBA基因突變的PD患者與不攜帶該基因突變的PD患者相比，雖然臨床表現差異不大，并且對左旋多巴都有較好的反應，但是前者往往PD癥狀出現較早，并且發生RBD行為及認知障礙的機率較高[43]。此外，攜帶GBA基因突變的非PD患者也較正常人群易出現一些PD早期的非運動癥狀如抑郁、RBD行為及嗅覺障礙等，進一步證實基因突變是PD發病的潛在危險因素[44]。雖然基因僅能解釋少數PD的發病原因，但是基因學研究對于更好地理解PD的發生、發展進程以及篩選PD患病高風險人群有著重要的臨床意義。隨著基因測序技術的發展，更多PD致病基因將會陸續被發現，為以后精準醫學應用于PD的診斷和治療提供重要的理論基礎。

5 展 望

PD相關標志物的研究是為了給PD患者提供更好的預防和治療措施，特別是對于PD前驅期的診斷，盡早診斷可盡早啟動神經保護治療以延緩疾病進展。另外，能夠監測疾病進展的標志物也有利于判斷疾病的嚴重程度，同時在PD藥物實驗研究中評估治療效果，對于PD治療新藥物的研發意義重大。顯然單一的標志物作用有限，未來需要聯合應用臨床、生化、影像和基因學等方面的證據，從而為PD患者的診斷和治療提供更有價值的依據。

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R742.5

A

1007-0478(2017)06-0574-04

10.3969/j.issn.1007-0478.2017.06.029

山東省科技攻關項目(編號為2014GSF118024)

250012 濟南市，山東大學齊魯醫院神經內科[姚小美(現工作于山東大學附屬濟南市中心醫院老年醫學科) 趙振向 劉藝鳴(通信作者)]；山東大學附屬濟南市中心醫院神經內科(王棟)；山東省煙臺市煙臺山醫院神經內科(王玲玲)

(2017-01-20收稿)