帕金森病患者血液及脑脊液相关炎性因子的临床意义

张思韵综述， 易 黎审校

帕金森病(Parkinson’s disease，PD)是一种常见的多发于中老年人的神经系统变性疾病。患者大脑黑质内多巴胺(dopamine，DA)能神经元大量减少，纹状体内的神经递质多巴胺和乙酰胆碱之间相互作用失衡。临床表现包括以静止性震颤、肌强直、运动迟缓和姿态步态异常为主的运动障碍，以及精神症状、感觉障碍、自主神经功能障碍等非运动症状。PD发病机制仍不完全清楚，临床上对于神经变性疾病的诊断缺乏具有特殊意义的“金标准”。目前认为免疫炎性反应，特别是慢性神经炎性反应对PD发病及进展过程中产生重要作用。本文将PD患者血液及脑脊液中炎性因子的研究加以综述，以利将来的临床研究及药物研发。

1 小胶质细胞及炎性因子参与PD发病

PD发病受遗传易感性、衰老和环境毒素等多方面影响，发病过程中存在氧化应激、线粒体功能缺陷、泛素-蛋白酶体功能异常等多种机制。目前认为免疫炎性反应参与PD的病理生理变化，特别是慢性的神经炎性反应对PD发病及进展过程中具有重要作用。McGeer等提出慢性炎性反应参与了PD的病理生理过程［1］。随后多项关于脑内炎性因子、胶质细胞的研究证实炎性反应在PD的发病及进展中起着关键作用。

PD患者尸检结果发现黑质致密部存在激活的小胶质细胞，说明小胶质细胞激活和炎性反应可能与DA能神经元的变性有关。在体研究亦证实小胶质细胞的激活先于DA能神经元变性，其激活后所介导的炎性反应能破坏DA能神经元［2～4］。大脑炎性反应的主要标志是神经胶质细胞特别是小胶质细胞的活化。异常激活不仅可吞噬清除变性死亡的神经元，而且分泌 TNF-α、IL-1α、IL-1β、干扰素-γ(interferonγ，IFN-γ)、IL-6等细胞因子和表皮生长因子、类花生酸物质兴奋性氨基酸、一氧化氮(nitric oxide，NO)和超氧阴离子等物质，参与PD、阿尔茨海默病(Alzheimer disease，AD)等神经变性疾病的病程［5］。PD患者及动物模型的脑脊液及脑组织中存在小胶质细胞活化、细胞因子积聚、核因子kappa B(NF-κB)通路激活和蛋白质氧化损伤等过程，说明持续的炎性反应是PD的进展机制之一［6］。LPS诱导小胶质细胞释放TNF-α、IL-1β等细胞因子及NO，导致DA能神经元变性，可用于PD动物模型的构建。其他物质如鱼藤酮、6-羟基多巴胺和四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridine，MPTP)等也被应用于PD动物模型的构建，这均支持炎性反应在PD发病及进展中的作用。

目前主要通过酶联免疫吸附反应(ELISA)等手段测定血液、脑脊液中炎性因子的含量以进行研究。PD患者外周血炎性因子水平提示了全身性免疫炎性反应的情况，而对脑脊液的研究则更能了解中枢神经系统炎性反应过程。

2 目前研究较多的PD相关炎性因子

2.1 肿瘤坏死因子-α(TNF-α)TNF-α 主要由星形细胞及小胶质细胞生成，具有诱导胶质细胞释放NO、花生四烯酸、谷氨酸等神经毒性物质的作用，促进炎性因子合成，加重炎性反应，损伤神经细胞(包括多巴胺能神经元)及少突胶质细胞［7，8］。TNF-α对多巴胺神经元具有潜在毒性作用。TNF受体1(TNF-R1)结合TNF-α并形成三聚体，激活一系列级联反应，最终导致神经元凋亡［9］。活检结果显示PD患者尾状核、壳核处TNF-α浓度高于患者大脑皮质区，亦高于无神经系统疾病的对照组的相应部位。Mogi、Bessler等报道TNF-α在PD患者脑脊液及外周血中较对照组比较均明显升高［10，11］。余能伟、刘洁等证实 TNF-α 在 PD 患者血清及脑脊液中较健康对照组均有所升高，差异具有统计学意义，且不能归因于外源性多巴胺的摄入［12］。这提示血清、脑脊液TNF-α水平与黑质DA能神经元变性和减少有关，细胞免疫紊乱及炎性反应与PD有关。Mogi等还发现，青年型PD患者脑室内脑脊液TNF-α浓度明显高于散发型老年PD患者及正常组，而散发型PD患者与正常组无显著差异，指出TNF-α可能参与青年型PD的发病及病程进展。研究未显示TNF-α浓度与 Webster评分、Hoehn-Yahr分级分期、UPDRSII、III评分具相关性，与是否服用左旋多巴治疗亦无相关性。国内研究未显示TNF-α浓度与Webster评分、Hoehn-Yahr分级分期、UPDRS-II、III评分具相关性，与是否服用左旋多巴治疗亦无相关性［13］。但Dobbs等研究发现在有姿势障碍的PD患者中血清TNF-α增高，而症状控制者浓度正常，提示血清TNF-α水平与PD的临床严重程度有关［14］。国内外对TNF-α在外周血中浓度升高与否仍存在不同的报道。有文献报道PD患者血清中TNF-α和NO与对照组无明显差异，但在脑脊液中的含量高于对照组［8］。亦有文献报道PD患者外周血及脑脊液中TNF-α浓度降低。这说明中枢神经系统的炎性反应可能与全身的炎性反应存在不一致之处。亦有某些文献报道了不同的研究结果。

从上述结果可见，TNF-α参与了PD的发病和进展，服用左旋多巴对中枢神经系统TNF-α水平无显著影响，结合外周血及脑脊液TNF-α浓度可能成为评估病情的手段之一。血管活性肠肽可以抑制小胶质细胞活化及减少TNF-α、IL-1、一氧化氮合成酶的产生［5］，TNF的2型受体(TNF-R2)与1型受体不同，被激活后对神经元产生保护作用［9］，这些发现有助于药物的进一步研发。

2.2 白细胞介素-1β(IL-1β)IL-1β 是急性期免疫反应的主要调节因子之一，亦可作用于神经系统，介导及加重炎性反应。IL-1β可直接刺激人星形胶质细胞产生NO，从而造成神经细胞损伤。TNF-α可增强IL-1β的作用［15］。检测PD患者血清、脑脊液中IL-1β的含量有助于研究炎性反应、免疫反应在该病的发病、进展过程中的作用。杨泽洲等发现IL-1β在PD患者血清及脑脊液中均未见显著变化［8］。Mogi等发现青年型PD患者脑室内的脑脊液中IL-1β浓度高于散发型老年PD及正常对照组［16］。IL-1β有可能参与PD发病，但未证实其与患者年龄、病程、疾病严重程度等有关。

2.3 白细胞介素-6(IL-6)IL-6由中枢神经系统的星形细胞、少突胶质细胞及激活的单核细胞、T淋巴细胞、内皮细胞产生，其外周作用包括促进B细胞分化和促进T细胞激活、增殖分化及细胞毒性T淋巴细胞产生穿孔素。它同时也参与中枢神经系统细胞间的信号传导，调节神经免疫反应，促进神经系统细胞分化，对损伤的神经元具有保护作用。Gadient等提出IL-6对神经元同时具有损害及保护作用［17］。随后国内学者发现IL-6基因缺陷型小鼠较野生型小鼠更易受到MPTP的毒性损害，且前者外周血中TNF-α水平较后者明显升高［18］。研究显示PD患者黑质、脑脊液及外周血中IL-6水平均较对照组升高［13，19，20］。PD 患者外周血单核细胞在体外实验中测得其分泌的IL-6较对照组增高，且在患者脑脊液、外周血中的水平与患者年龄、PD病程无相关性，与Webster评分、Hoehn-Yahr分级分期及 UPDRS-II、III评分亦无相关性［13，20］。但国内外研究结果并不一致。亦有文献指出，PD患者脑脊液中IL-6水平与利用帕金森统一量表(UPDRS)评价所得的病情严重程度呈负相关［21］。IL-6参与PD的病理生理过程，但具体相关性有待深入研究。

2.4 白细胞介素-2(IL-2)IL-2由已结合抗原的T细胞所刺激之辅助T细胞所分泌，属于T细胞生长因子，可激活细胞毒性淋巴细胞，增加其他细胞因子的合成，参与炎症反应并具有调节免疫应答的作用。Brodacki等发现PD患者血清中 IL-2水平升高［22］。Mogi、Nagatsu等对 PD患者进行尸检发现IL-2在PD患者尾状核、豆状核中含量升高，并发现IL-2在PD患者脑脊液中的含量亦升高［23］。青年型PD患者脑室内脑脊液IL-2浓度明显高于散发型老年PD患者及正常组，且散发型PD患者IL-2也明显高于正常组［10］。这说明IL-2参与PD的病理生理过程，证明了炎性反应在PD发病机制的作用，其浓度在不同类型PD中存在差异。

2.5 白细胞介素-4(IL-4)IL-4可由M2型的活化小胶质细胞(抗炎型小胶质细胞)产生，具有抗炎作用［24］。另一方面，IL-4受体的α1链(即IL-13Rα1)存在于DA能神经元上，其基因位于Xq24，在PD易感基因PARK12范围内。研究发现，IL-4受体α1链的表达与黑质DA能神经元对氧化应激损伤的易感性有关［25］，即其基因的表达与PD患病风险有关。Brodacki等发现PD患者血清中IL-4含量较对照组(年龄匹配的健康人群)明显升高［22］。Mogi等发现青年型PD患者脑室脑脊液内IL-4含量较非PD者升高［10］。IL-4与PD发病机制有关，参与PD发病的机制与其作用的受体有关，但具体作用机制尚不明确，其浓度与PD病情程度间的关系亦不明确。

2.6 白细胞介素-10(IL-10)IL-10主要由Th2细胞产生，作用于巨噬细胞、NK细胞、B细胞及辅助T细胞，具有多种免疫调节功能。有报道称，IL-10能抑制小胶质细胞活化，减少TNF-α等致炎因子的生成，具有一定的抗炎作用［26］。研究证实IL-10含量在PD患者血清中明显升高。而余能伟等报道血清及脑脊液中的IL-2、IL-6、IL-10水平在新发PD、服用左旋多巴治疗及服用其他药物治疗的PD患者之间无显著差异［20］。而且在病情程度不同的PD患者之间其浓度亦无显著差异［19］。许顺良等发现 IL-2、IL-4、IL-10及 IFN-γ 在服用左旋多巴、服用多巴丝肼治疗者的血清中的水平较未治疗者降低但无显著差异［27］。可见IL-10与PD间的关系存在争议，需要更多的对照实验及基础研究以证实其在PD发病及进展中起到的作用。

2.7 干扰素-γ(IFN-γ)IFN-γ 属于Ⅱ型干扰素，由激活的CD4+T细胞、CD8+T细胞和NK细胞产生，能调节特异性免疫反应。其在TNF-α的作用下转录上调，表达水平增高。刘洁等对PD小鼠模型黑质致密部某些细胞因子进行测定，发现 TNF-α、IFN-γ、IL-1均升高，另有其他学者发现 PD患者黑质中上述细胞因子浓度较对照组升高［13］。文献报道PD患者黑质、尾状核和壳核中IFN-γ含量升高［28］。研究发现PD患者血清中IFN-γ含量高于对照组［22］，但缺乏其在脑脊液中含量的研究结果，且未明确其在血液、脑脊液中的浓度能否并可反映药物的治疗效果。IFN-γ参与PD患者体内的炎性反应过程，具体机制不明确。

3 讨论与展望

现已证实PD患者存在脑内慢性炎性反应，这可能由神经元内α-突触核蛋白积聚、感染、毒物等导致。炎性反应可能是PD发病的初始原因，亦可能是发病机制中的继发表现。目前达成共识的是炎性反应长期存在且全身或局部的体液及细胞免疫功能失调，与PD的发病机制密切相关，一系列细胞因子、免疫球蛋白等物质参与其复杂的病理过程(见表1)。

表1 血液及脑脊液中主要炎性因子浓度对于PD的临床意义

临床研究发现某些物质(如TNF-α)在PD的患者血清及脑脊液中与对照组的对比结果不一致，考虑存在外周免疫炎性反应与脑部组织的不同步，说明全身炎性反应与神经系统局部炎性反应存在不一致性。而且免疫炎性反应最初启动及后续发展的具体机制尚未完全明确，研究结论未达到统一，未能将炎性因子作为PD的生物学标记物纳入诊断标准。研究显示规律服用非甾体类抗炎药物的患者PD患病风险降低，其机制可能与减轻DA氧化有关而非抑制小胶质细胞活化［9］，其在PD患者中的应用存在争议。肠血管活性肽类似物对DA能神经元具有保护作用［29］，在PD患者中的研究亦在进行。只有深入的基础研究，和大样本量、多组别的临床研究以及严谨准确的荟萃分析，才能明确各细胞因子在PD病理生理过程中的作用和相互间的关系网络，以利早期诊断、病情评估及药物研发。相信越来越多的研究结果将影响PD的诊断及治疗。

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