双相障碍抑郁发作患者血清谷氨酸系统代谢紊乱特征及相关因素

廖继武 杨海华 王丝丝 马萍 李從睿 黄俏庭 潘集阳

双相障碍是以躁狂与抑郁发作反复交替出现为主要特征的慢性、复发性疾病，是当今社会导致功能残疾及死亡的主要原因之一[1]。目前有关双相障碍的确切病因与病理机制尚不明确。近年来谷氨酸系统在双相障碍病理及治疗机制方面的作用倍受关注。现有研究发现双相障碍抑郁发作患者脑脊液、血清中谷氨酸（glutamate，Glu）及 γ-氨基丁酸（γ-aminobutyric acid，GABA）水平呈状态性改变[2-3]，脑功能影像学研究也发现双相障碍患者多个脑区出现Glu及GABA水平异常[4-6]。但迄今鲜见有关双相障碍抑郁发作期患者外周血液Glu能系统紊乱特征的报告。本研究拟采用酶联免疫吸附法检测双相障碍抑郁发作患者Glu能系统中关键物质谷胺酰胺（glutamine，Gln）、Glu、GABA 及GABA合成限速酶谷氨酸脱羧酶 （glutamic acid dehydrogenase，GAD）水平，计算兴奋性神经递质Glu与抑制性神经递质GABA比值即Glu/GABA，并分析各物质水平的相关影响因素，以探讨双相障碍抑郁发作期患者是否存在Glu能系统异常及Glu/GABA平衡紊乱。

1 对象与方法

1.1 研究对象双相障碍抑郁发作组来自2017年7月至2019年3月在暨南大学附属第一医院精神医学科就诊的门诊及住院患者。入组标准：①符合《国际疾病与相关健康问题统计分类》（International Statistical Classification of Diseases and Related Health Problems，ICD-10）双相障碍抑郁发作诊断标准；②年龄18～64岁；③汉密尔顿抑郁量表（Hamilton depression scale-17，HAMD-17）≥17分，心境障碍问卷 （mood disorder questionnaire，MDQ）或轻躁狂症状清单 （hypomania check list-32，HCL-32）筛查阳性；④停用精神类药物时间达原使用药物5个以上半衰期，近3个月未接受物理治疗；⑤小学以上文化程度。排除标准：①共病其他精神障碍；②共病脑器质性疾病及其他躯体疾病；③妊娠及哺乳期妇女。共纳入双相障碍抑郁发作患者50例。

对照组为同期社区招募的健康志愿者。入组标准：①既往及目前不符合ICD-10任一精神障碍的诊断标准；②年龄18～64岁；③HAMD-17＜7分，Young躁狂量表＜8分，汉密尔顿焦虑量表（Hamilton anxiety scale，HAMA）＜7 分；④小学以上文化程度。排除标准：①患有脑器质性疾病及其他躯体疾病；②妊娠及哺乳期妇女；③与双相障碍抑郁发作组患者存在血缘关系。共纳入48名对照。

本研究经暨南大学附属第一医院伦理委员会批准。所有被试者均对本研究知情同意，并签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料收集 自制一般情况调查表收集被试的人口统计学资料及患者的临床特征，包括性别、年龄、文化程度、婚姻状况、工作状况、家族精神疾病史，以及首次发病年龄、总病程、此次发病病程、起病形式、既往治疗情况等。对照组只填写人口统计学部分。

1.2.2 入组诊断与躯体疾病排查 所有被试由2名中级职称的精神医学科专科医师采用简明国际神经精神障碍访谈（MINI）中文版进行结构化临床晤谈，以明确诊断；同时行头颅CT检查以及甲状腺功能、肝肾功能、皮质醇水平检查，以排除脑器质性疾病及其他躯体疾病。

1.2.3 临床症状评估 以 HAMA、HAMD-17评估被试焦虑、抑郁症状的严重程度，其中抑郁发作核心症状由HAMD-17中抑郁心境、有罪感、工作与兴趣、阻滞、精神性焦虑及全身症状6个条目组成。以MDQ及HCL-32评估被试既往躁狂及轻躁狂发作情况，以帮助明确诊断。如果MDQ第一部分有7个或7个以上问题选择肯定回答，并且至少有2个以上是在同一时间段内出现，对患者社会功能造成中度或以上损害，则视为筛查阳性；HCL-32中如有14个轻躁狂症状条目选择肯定回答，则视为筛查阳性。以上量表由同一名中级职称精神医学专科医师独立完成评估。

1.2.4 血液标本采集及生化指标检测 所有被试在早晨 7：00-9：00（患者在用药前），空腹采集静脉血2 mL，置于干燥管中，静置10 min，3000 r/min低温（4℃）离心10 min，取上清置-80℃保存。以酶联免疫吸附法检测Gln、Glu、GABA、GAD水平。试剂盒由广州蓝豚生物有限公司提供。Gln、Glu、GABA、GAD 试剂盒灵敏度分别为 10 μmol/L、0.1 mg/L、0.1 μmol/L、0.1 U/L，所有试剂盒批内变异系数5%，批间变异系数10%。

1.3 统计学方法采用SPSS 19.0进行统计分析。总病程、此次发作病程等非正态分布，统计描述采用中位数（下四分位数，上四分位数）；年龄、受教育年限、Glu系统各指标等描述为均数±标准差，组间比较用独立样本t检验；性别组间比较使用χ2检验。患者Glu系统各指标与总病程的相关性采用Spearman等级相关分析，与其他临床特征指标间的相关性采用Pearson相关分析。检验水准α=0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 社会人口学资料双相障碍抑郁发作患者50例，其中男 23例，女 27例；年龄 18～55岁，平均（34.35±6.23）岁；受教育年限 7～18 年，平均（10.24±2.14）年；总病程 12～168个月，中位数为 39.00（18.00，87.75）个月；此次抑郁发作病程为 0.5～8个月，中位数为 2.50（1.20，5.25）个月；HAMA 总分（18.42±6.37）分，HAMD 总分（23.76±4.26）分，抑郁核心症状分（11.62±1.76）分。对照组 48 名，其中男 22名，女 26名；年龄 20～64岁，平均（34.67±13.68）岁；受教育年限 7～16 年，平均（11.60±2.84）年；HAMD-17 总分 （5.61±1.31）分，HAMA 总分（6.11±1.02）分。双相障碍抑郁发作组与对照组间性别（χ2=0.13，P=0.58）、年 龄（t=0.82，P=0.42）及受教育年限（t=0.39，P=0.49）差异均无统计学意义。

2.2 血 清 Gln、Glu、GABA、GAD 浓 度 及 Glu/GABA双相障碍抑郁发作组与对照组间血清Gln水平差异无统计学意义（t=0.38，P=0.70）。但较之对照组，双相障碍抑郁发作组血清Glu水平 （t=4.68，P＜0.01）及 Glu/GABA（t=3.44，P＜0.01）增高，而血清 GABA 水平（t=3.10，P=0.01）、GAD 水平（t=4.46，P＜0.01）降低（表 1）。

表1 双相障碍抑郁发作组与对照组血清中Glu系统指标水平

2.3 双相障碍抑郁发作组Glu指标与临床特征相关性双相障碍抑郁发作组血清Glu水平与HAMD 总分呈正相关（r=0.52，P=0.03），而与年龄、总病程、HAMA总分、抑郁核心症状分、疾病分型、精神病性症状间无统计学相关性（均P＞0.05）；血清GABA水平仅与HAMD睡眠障碍因子分呈负相关（r=-0.38，P=0.04），与其他因素未见统计学相关性（P＞0.05）；Gln、GAD 水平与上述因素也无统计学相关性（均P＞0.05）。

3 讨论

Glu为兴奋性神经递质，来源于Gln，在维持神经系统兴奋性方面具有重要作用，但过量Glu又具有神经毒性，加速神经元死亡[7]。GABA则为抑制性神经递质[8]，在限速酶GAD作用下，Glu脱羧基后生成GABA，突触间隙的Glu及GABA部分由神经胶质细胞再摄取后进一步转换成Gln与Glu，形成谷氨酸代谢环路[9]。Glu能与GABA能神经元功能的动态平衡对维持神经系统功能稳定非常重要。现有证据表明Glu系统功能紊乱可能与双相障碍的病理机制有关[3-4]。

本研究发现双相障碍抑郁发作患者血清Glu水平、Glu/GABA增高，而GABA、GAD水平下降。提示双相障碍抑郁发作患者存在Glu能神经元活性增强，GABA能神经元活性减弱，兴奋性神经元与抑制性神经元间功能失平衡。既往研究发现双相障碍抑郁发作患者脑脊液Glu水平较对照组升高[2]，GABA水平降低[3]；自杀死亡者额叶皮质Glu水平增高[10]，前扣带回皮质区GABA能神经元密度下降[6]；脑功能磁共振研究也发现额叶皮质、前扣带回皮质Glu与Gln复合物水平升高[4，11-12]，眶额皮质GAD表达增加[13]。这些研究结果均提示双相障碍抑郁发作患者存在中枢Glu能神经元活性增强及GABA能神经元活性减退。本研究则从外周循环角度证实双相障碍抑郁发作患者存在Glu能及GABA能神经元功能紊乱，间接支持上述研究结果。Glu与GABA在情感调节相关脑区表达丰富，与其他神经递质相互协调，共同参与情感及行为的调节，并且Glu/GABA平衡对维持大脑的正常活动至关重要。因此Glu及GABA系统上述异常可能与双相障碍抑郁发作的情感及行为异常有关。但本研究结果也与部分研究不一致，如有研究发现双相障碍抑郁发作患者脑内Glu浓度与对照组之间无明显差异[14-15]，前额叶皮质GABA中间神经元密度增加[16]。存在这一差异可能与双相障碍临床症状较为复杂，以及Glu及GABA分布存在脑区特异性有关。本研究从外周循环角度发现双相障碍抑郁发作患者存在GAD表达异常。GAD是Glu合成GABA的限速酶，GAD水平下降，则由Glu脱羧合成GABA也随之降低，这可能是双相障碍抑郁发作患者出现GABA水平下降的原因之一，但其具体原因及机制有待后续研究进一步证实。

本研究相关分析发现双相障碍抑郁发作患者血清Glu水平与HAMD总分呈正相关，提示血清Glu水平越高，则抑郁症状越严重。此结果与既往研究结果一致，支持双相障碍抑郁发作患者血清Glu水平呈状态性改变的假说[2]。同时本研究还发现血清GABA水平与HAMD睡眠障碍因子分呈负相关，提示GABA水平较低者，失眠症状更明显。这与动物实验结果一致：动物实验发现给猫脑室内注射GABA后其总睡眠时间延长[17]；睡眠剥夺大鼠前脑基底区胆碱能神经元GABAA受体表达增加，恢复睡眠后，该受体表达密度逐渐恢复至正常水平[18]。并且本研究结果与有关失眠障碍的临床研究也有一致，失眠障碍患者大脑GABA水平平均下降30%，且GABA水平与入睡后觉醒时间呈负相关[19]。这些证据表明GABA能神经元在调节“睡眠—觉醒周期”方面具有重要作用，GABA水平下降可以解释双相障碍抑郁发作患者的睡眠紊乱症状。

本研究也存在一定的局限性：虽然有证据表明中枢神经系统Glu可通过血脑屏障进入血液循环，并是外周Glu的主要来源，外周与中枢Glu水平具有一致性[20]，但外周GABA水平是否可以反映中枢水平，尚没有充足研究证据。因此，本研究未能同时检测外周与中枢Glu系统代谢水平，尚不能得出一般性结论，未来可在该方向进一步深入研究。