Fractalkine与帕金森病相关性研究*

钱 倩，梁 雪，魏有东

(重庆医科大学附属第一医院神经内科/重庆市神经病学重点实验室，重庆 400016)

帕金森病(PD)是一种中枢神经系统的进行性退化疾病。运动性症状主要表现为静息性震颤、肌肉强直、运动缓慢及步态姿势异常；非运动性症状主要表现为抑郁、精神症状、睡眠障碍、认知功能下降、自主神经功能紊乱等。PD的病因和发病机制尚不明确，多数认为该病与中枢神经系统多巴胺能神经元的退行性丧失和α-突触核蛋白异常沉积形成的路易体有关[1]，致病因素通常被认为与基因遗传、环境影响、氧化衰老有关，然而疾病的发生和病程进展可能与神经炎症反应、氧化应激、线粒体功能障碍、酶反应途径等相关。目前，PD的诊断主要依赖于典型的临床症状，早期无特异性的临床特点，常难以与其他神经退行性疾病或运动障碍性疾病区别，诊断困难。当疾病进展到中晚期，大部分多巴胺能神经元受损、多巴胺递质含量减少，治疗效果欠佳甚至无效[2]，并出现各种并发症，患者的生活质量严重下降，对个人、家庭及社会都是沉重的负担。因此，寻找特异性高的生化指标作为早期PD的辅助诊断是必要的。

神经炎症反应在PD的发病机制中起着重要作用，这个过程的发生常伴随PD患者多巴胺能神经元的丢失。既往研究在PD患者或动物模型的病理尸检中发现大量小胶质细胞被激活并聚集在变性的神经元周围，胶质细胞被活化时，大量的炎性因子、神经毒素等被释放，并通过一系列受体结合或信号通路对神经元产生毒害作用[3]。Fractalkine是神经元和小胶质细胞通过其传导调节炎症的一种诱导剂[4]，是一种由神经元分泌的、有373个氨基酸的蛋白，以膜结合和可溶性形式存在。膜结合Fractalkine可作为表达Fractalkine受体(CX3CR1)的白细胞的黏附分子[5-6]，可溶性Fractalkine具有促进小胶质细胞极化的作用，具有抗炎和神经保护作用，可减少神经细胞凋亡[7]。在中枢神经系统中，Fractalkine由神经元表达，并通过小胶质细胞向受体发送信号，可直接引起神经炎症[8]。

目前Fractalkine和神经退行性变的相关性一直存在争议。有研究表明，中断Fractalkine信号对某些疾病状态(淀粉样病变和卒中)是有益的，而对其他神经退行性疾病(PD、肌萎缩性侧索硬化症和Tau蛋白病)是有害的[9-11]。已有研究证明激活Fractalkine对阿尔茨海默病和PD的动物模型具有神经保护作用[12-13]。由于Fractalkine可能通过调节神经炎症引起PD神经退行性改变，但暂未有相关实验证实，本研究拟通过相关实验测定PD患者Fractalkine表达水平，评估两者的相关性。

1 资料与方法

1.1资料

1.1.1研究对象 选取2020年5—7月在重庆医科大学第一附属医院神经内科门诊就诊和住院的原发性PD患者40例。纳入标准如下：根据欧洲神经病学协会联盟(EFNS)和运动障碍协会欧洲分会(MDS-ES)推荐诊断原发性PD。入组患者中男22例，女18例；病程2个月至17年，平均(3.9±4.1年)；年龄48～81岁，平均(65.5±7.9岁)。同时纳入了40例年龄、性别匹配的健康对照者，男21例，女19例，这些健康对照来自于同一登记期间的健康体检部门。入组标准为年龄50～80岁的健康人群。对所有入组者进行全面的病史询问，系统的体格检查和相关的量表评定。对所有研究对象均进行血常规检查，排除炎性疾病。全部入组对象均为生活在重庆地区的中国汉族人，同意采血检测，被纳入研究前均提供了书面知情同意。本研究经本院伦理委员会批准，符合伦理原则。

1.1.2排除标准 (1)PD综合征或继发性PD；(2)患有严重全身性疾病(如肿瘤、慢性心力衰竭、慢性阻塞性肺疾病、肝炎、肾炎)或传染病的患者；(3)有卒中、颅脑手术或外伤、阿尔茨海默病、运动神经元疾病或其他中枢神经系统疾病史；(4)局部或全身性感染性疾病患者(如肺部感染、尿路感染、脓毒症、颅内感染等)；(5)近半年有手术、外伤等应激性因素，近3个月有服用非甾体类抗炎药物，近2个月有酗酒，近1个月服用过中枢神经系统抑制药物、神经活性物质；(6)患有内分泌系统相关疾病(如甲状腺功能亢进和减退、糖尿病等)；(7)患有精神分裂、癫痫、抑郁等神经精神疾病。

1.2方法 记录所有受试者的性别、年龄、病程、工作等一般资料，早晨空腹抽取PD患者和健康对照者肘正中静脉血液4 mL，于4 ℃环境下保存转移，并及时使用离心机2 000 rpm离心20 min，取上清液获得快速血清样本，然后将其冻存于-80 ℃的温度下。使用商用的Fractalkine酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒测量，试剂盒由武汉伊莱瑞特生物科技有限公司提供，根据制造商的说明进行检测。

1.3疾病评估量表 采集血样时采用统一PD分级量表(UPDRS)和改良的Hoehn-Yahr(H-Y)分级量表对患者进行评估。采用UPDRS总分评估PD患者的严重程度，评分在开期进行。采用改良的H-Y分级量表评估为1、1.5、2、2.5、3、4、5级，将PD患者分为早期(≤2.5级)和中晚期(>2.5级)。采集血样10个月后，再次随访评估PD患者的UPDRS评分和H-Y分级，将UPDRS总分或H-Y分级结果升高的分为预后不佳组，UPDRS总分和H-Y分级结果降低或不变的分为预后良好组。所有量表由两名观察员评估，通过讨论解决差异。

2 结 果

2.13组一般临床资料比较 早期PD组、中晚期PD组和健康对照组的性别、年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)。早期PD组平均病程与中晚期PD组比较，差异无统计学意义(P>0.05)。早期PD组UPDRS评分与中晚期PD组比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 3组一般临床资料比较

2.23组血清Fractalkine表达水平比较 早期PD组的血清Fractalkine表达水平[(0.68±0.91)ng/mL]明显低于中晚期PD组[(6.95±9.40)ng/mL]、健康对照组[(3.45±6.00)ng/mL]，差异均有统计学意义(P<0.05)；中晚期PD组和健康对照组血清Fractalkine表达水平比较，差异无统计学意义(P>0.05)。这些结果可在散点图中更直观地体现，见图1。

图1 3组血清Fractalkine表达水平的散点图

2.3血清Fractalkine表达水平与UPDRS评分、H-Y分级的相关性 Pearson相关分析显示，PD患者血清Fractalkine表达水平与UPDRS评分呈正相关(r=0.331，P<0.05)；与H-Y分级无明显线性相关性(r=0.182，P>0.05)。

2.4PD患者预后良好组和预后不佳组血清Fractalkine表达水平比较 采集血样10个月后，再次随访评估PD患者的UPDRS评分和H-Y分级，共随访39例患者(其中1例因意外死亡退出随访组)，其中预后良好组26例、预后不佳组13例。两组患者性别、年龄、病程比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。见表2。预后良好组血清Fractalkine表达水平[(2.63±4.72)ng/mL]与预后不佳组[(3.93±9.38)ng/mL]比较，差异无统计学意义(t=0.579，P>0.05)。

表2 预后良好组和预后不佳组患者一般资料比较

3 讨 论

Fractalkine也叫CX3C趋化因子配体1(CX3CL1)，是一种重要的趋化因子，其通过与CX3CR1结合调节黏附和趋化因子，直接或间接地在神经胶质细胞与神经元之间的交流中发挥中枢神经系统的关键作用[14]。Fractalkine/CX3CR1轴通过控制炎性细胞因子的释放和突触可塑性来调控神经疾病中小胶质细胞的激活、神经元存活和突触功能。Fractalkine/CX3CR1轴具有多种功能，可以发挥神经保护或神经毒性作用，这决定了某些神经疾病的发病机制[15]。Fractalkine/CX3CR1轴在中枢神经系统中的作用仍存在争议，仍需进一步研究来决定其是否可以作为某些神经系统疾病的治疗靶点。

PD的主要病理特征是黑质致密区多巴胺能神经元的丢失，但神经炎症也是PD的病理特征之一，其中就涉及Fractalkine/CX3CR1轴对中枢神经系统中某些炎性细胞因子的相关调节[16]。既往研究表明Fractalkine可降低6-OHDA介导的PD模型大鼠的神经毒性、小胶质细胞激活和神经元坏死，而Fractalkine过表达可抑制α-synuclein诱导的PD模型大鼠神经退行性变[17]。由于激活CX3CR1可防止小胶质细胞毒性，因此在相关PD动物模型实验中，发现阻断CX3CR1的小鼠组比对照组具有更广泛的神经细胞损失。预先给予抗CX3CR1中和抗体可抑制小胶质细胞激活、多巴胺能神经元丢失和行为缺陷[18]。外源性Fractalkine可以促进黑质小胶质细胞的激活和多巴胺能神经元的变性[19-20]。Fractalkine/CX3CR1轴在PD的发病机制中可能具有自我保护作用，因此可能作为PD治疗的潜在靶点。本实验拟通过检测PD患者的血清Fractalkine表达水平，评估Fractalkine和PD的相关性，进一步探讨Fractalkine在PD发病机制中的作用。

本研究我们使用ELISA方法分别检测早期、中晚期PD患者及健康对照者血清中的Fractalkine表达水平并进行对比分析，评估血清Fractalkine表达水平与UPDRS评分之间的关系，进一步了解两者的相关性。随访PD患者10个月后的UPDRS评分和H-Y分级，评估血清Fractalkine表达水平与预后的相关性。

我们通过改良的H-Y分级量表将PD患者分为早期(≤2.5级)和中晚期(>2.5级)。结果表明，早期PD组的血清Fractalkine表达水平明显低于健康对照组和中晚期PD组(P<0.05)，然而，中晚期PD组血清Fractalkine表达水平与健康对照组之间没有显著差异(P>0.05)。线性回归分析用于检测PD患者血清Fractalkine表达水平与UPDRS评分之间的关系，而UPDRS评分被广泛用于评估PD患者的严重程度，PD患者血清Fractalkine表达水平与UPDRS评分呈正相关(P<0.05)，与H-Y分级无显著线性相关(P>0.05)。表明，早期PD患者的血清Fractalkine表达水平明显降低，但在一定范围内，随着病情的恶化，PD患者血清Fractalkine表达水平呈上升趋势。

实验表明Fractalkine表达水平在早期PD患者的血清中降低，这可能是由于某些神经保护机制的作用，Fractalkine可以通过与CX3CR1结合来下调中枢神经系统中炎性物质(如白细胞介素-1β、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子α等)的表达[21]，并减少多巴胺能神经元的损失和促炎性细胞因子的释放。然而实验表明随着病情进展至中晚期，Fractalkine的表达水平较疾病早期有升高趋势，对此可能的解释是此时大量Fractalkine已经与CX3CR1结合，CX3CR1缺乏会导致神经保护机制失去作用，中枢神经系统中某些物质的毒性作用没能受到抑制反而增强，导致进一步的神经炎症和多巴胺能神经元丢失，Fractalkine因未被进一步消耗，血清表达水平较前升高并维持相对平衡状态，因此中晚期PD组血清Fractalkine表达水平和健康对照组差异不大。

PD患者预后良好组与预后不佳组血清Fractalkine表达水平无显著统计学差异(P>0.05)，表明血清Fractalkine表达水平对于PD患者的预后评估无明显意义，这可能是由于样本量太小及随访时间相对较短，需要进一步扩大样本量和延长随访时间来评估两者的相关性和意义。

本研究结果显示，PD患者血清Fractalkine表达水平与病情严重程度呈正相关(P<0.05)，因此表明检测血清Fractalkine表达水平对早期PD的辅助诊断可能有一定价值。但本研究也证实中晚期PD组和健康对照组的血清Fractalkine表达水平没有显著差异(P>0.05)，血清Fractalkine表达水平对该疾病预后评估无特别意义。因此，需进一步实验研究Fractalkine/CX3CR1轴的机制，为PD的临床诊治提供一定理论支持。