生長分化因子15作為帕金森病輔助診斷的生物標(biāo)志物研究.pdf

1、背景：
　　帕金森病(Parkinson's disease，PD)是世界第二大神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，發(fā)病率僅次于阿爾茲海默病(Alzheimer's disease，AD)，且隨著年齡的增長逐年升高。PD臨床表現(xiàn)分為運(yùn)動(dòng)癥狀（如運(yùn)動(dòng)遲緩、震顫及肌強(qiáng)直等）和非運(yùn)動(dòng)癥狀（嗅覺減退、便秘、睡眠障礙、抑郁及認(rèn)知功能障礙等）兩個(gè)方面。目前PD診斷主要依靠臨床表現(xiàn)，而不典型的帕金森疊加癥，如多系統(tǒng)萎縮、進(jìn)行性核上性麻痹等早期與原發(fā)性帕金森病不

2、易鑒別。在實(shí)際工作中，即使嚴(yán)格的執(zhí)行診斷標(biāo)準(zhǔn)，PD仍存在較高的漏診率和誤診率，因?yàn)槠渥罱K確診只能依靠尸檢后的病理檢查。因此，為了提高PD的診斷準(zhǔn)確率，迫切需要尋找合適的生物標(biāo)志物，很多學(xué)者已致力于研究PD相關(guān)生物標(biāo)志物以輔助診斷、監(jiān)測(cè)疾病進(jìn)展及評(píng)估藥物治療效果。
　　生長分化因子15（growth differentiation factor15，GDF15）屬于轉(zhuǎn)化生長因子β超家族的一員，在正常人體多個(gè)器官中均有表達(dá)，如腎臟、腦

3、、肺、心臟、前列腺、肝臟、胎盤等。當(dāng)受到炎癥、損傷或氧化應(yīng)激等因素刺激時(shí)，GDF15表達(dá)水平明顯升高，發(fā)揮其抗炎、抗凋亡及抗生長等效應(yīng)。GDF15廣泛分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)和外周神經(jīng)系統(tǒng)，同時(shí)參與了很多神經(jīng)系統(tǒng)疾病的發(fā)生和發(fā)展，如腦血管疾病及神經(jīng)系統(tǒng)變性病。臨床研究發(fā)現(xiàn)GDF15是腦卒中后殘疾的一項(xiàng)獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)GDF15對(duì)黑質(zhì)紋狀體多巴胺神經(jīng)元具有保護(hù)作用，然而亦有研究發(fā)現(xiàn)GDF15并不具有神經(jīng)保護(hù)作用。AD作為最具代表性的神

4、經(jīng)系統(tǒng)變性病，有報(bào)道稱AD患者血清中GDF15表達(dá)水平明顯升高。GDF15在PD中的臨床研究很少，目前僅有一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)帕金森病癡呆(Parkinson's disease with dementia，PDD)患者較認(rèn)知功能正常的PD患者腦脊液中GDF15水平明顯升高，且與認(rèn)知功能呈負(fù)相關(guān)。PD患者血液中GDF15表達(dá)水平如何，是否參與PD的進(jìn)展，是否對(duì)患者黑質(zhì)多巴胺神經(jīng)元具有保護(hù)作用，是否能作為PD生物標(biāo)志物等問題值得探討。
　　

5、成纖維細(xì)胞生長因子21（fibroblast growth factor21，F(xiàn)GF21）屬于成纖維細(xì)胞生長因子家族的一員，主要由肝臟合成，參與糖及脂質(zhì)代謝，發(fā)揮增加胰島素敏感性、降低血糖、降低血脂水平等功能。FGF21在腦組織中多個(gè)部位均有表達(dá)，特別是在中腦，包括黑質(zhì)、紋狀體等部位。體外研究發(fā)現(xiàn)FGF21還能夠增加線粒體呼吸鏈活性發(fā)揮對(duì)多巴胺神經(jīng)元的保護(hù)作用。在PD等神經(jīng)系統(tǒng)變性病中，F(xiàn)GF21的相關(guān)臨床研究較少，F(xiàn)GF21在PD患者

6、中的表達(dá)水平如何，是否同動(dòng)物實(shí)驗(yàn)一樣對(duì)多巴胺神經(jīng)元具有保護(hù)作用等問題值得深思。
　　目的:
　　檢測(cè)PD患者血清中GDF15和FGF21表達(dá)水平，并研究與PD嚴(yán)重程度等相關(guān)臨床指標(biāo)間的關(guān)系，評(píng)估其是否可作為PD輔助診斷及監(jiān)測(cè)病情的生物標(biāo)志物。
　　方法:
　　實(shí)驗(yàn)納入104例原發(fā)性PD患者和性別、年齡匹配的88例正常對(duì)照人群，收集PD組患者相關(guān)信息:性別、年齡、體重指數(shù)、發(fā)病年齡、PD病程、左旋多巴使用時(shí)間，是否

7、使用多巴胺受體激動(dòng)劑等，另外計(jì)算左旋多巴等效劑量(Levodopa equivalent daily dose，LEDD)。依據(jù)統(tǒng)一的帕金森病評(píng)估量表第三部分(Unified Parkinson's Disease Rating Scale，UPDRS-Ⅲ)，對(duì)所有PD患者在“關(guān)”期進(jìn)行運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)檢測(cè)兩組實(shí)驗(yàn)對(duì)象血清中GDF15和

8、FGF21的表達(dá)水平，評(píng)估這兩項(xiàng)因子與PD各臨床指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系，同時(shí)用多元線性回歸分析判斷其是否是PD病情嚴(yán)重程度的獨(dú)立影響因素，最后使用受試者工作特征曲線(receiveroperating characteristic curve，ROC curve)分析對(duì)PD的診斷價(jià)值。
　　結(jié)果:
　　1.PD組和正常對(duì)照組GDF15和FGF21表達(dá)水平比較
　　PD組GDF15表達(dá)水平(573.50 pg/mL)明顯高于正

9、常對(duì)照組（288.23 pg/mL;P=0.000），其平均值接近對(duì)照組的2倍。當(dāng)按照性別分亞組后，男性PD患者GDF15表達(dá)水平(650.94pg/mL)明顯高于男性正常對(duì)照（308.54 pg/mL，P=0.000），同樣女性PD患者(498.98 pg/mL)亦高于同性別對(duì)照（268.83 pg/mL，P=0.000）。但是FGF21在PD(425.26 pg/mL)和正常對(duì)照組間（407.88 pg/mL，P=0.602）差異不

10、具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。即使按性別進(jìn)行亞組分析，PD組和對(duì)照組仍無顯著性差異。
　　2.PD組內(nèi)男性患者與女性患者各臨床指標(biāo)比較
　　GDF15在PD組內(nèi)表現(xiàn)出明顯的性別差異，男性PD患者GDF15水平（650.94 pg/mL）顯著高于女性患者（498.98 pg/mL，P=0.001）。而正常健康對(duì)照組內(nèi)卻無性別差異（男性vs女性:308.54 pg/mL vs268.83 pg/mL，P=0.164）。FGF21在男性PD患者

11、中表達(dá)(451.91pg/mL)略高于女性患者（399.62 pg/mL，P=0.26），但差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。此外，年齡、BMI、病程、發(fā)病年齡、左旋多巴使用時(shí)間、LEDD、多巴胺受體激動(dòng)劑使用率、UPDRS-Ⅲ在男性PD患者與女性PD患者中的比較均無顯著性差異。
　　3.PD組GDF15與各臨床指標(biāo)間的相關(guān)關(guān)系
　　Pearson相關(guān)關(guān)系顯示GDF15與年齡（r=0.236，P=0.016）、病程（r=0.231，P=0.

12、019）、UPDRS-Ⅲ(r=0.386，P=0.000)呈明顯正相關(guān)，Spearman相關(guān)顯示GDF15與性別具有相關(guān)性（r=0.320，P=0.001）。而GDF15與發(fā)病年齡(r=0.158，P=0.109)、BMI（r=0.013，P=0.896）、LEDD(r=0.164，P=0.097)、左旋多巴使用時(shí)間(r=0.151，P=0.127)、是否使用多巴胺受體激動(dòng)劑（r=0.061，P=0.535）均無顯著性相關(guān)關(guān)系。

13、　　4.UPDRS-Ⅲ的多元線性回歸分析
　　以UPDRS-Ⅲ作為因變量，一元線性回歸分析提示病程（β=1.978，P=0.000）、左旋多巴等效劑量（β=0.016，P=0.004）、左旋多巴使用時(shí)間(β=0.141，P=0.000)及GDF15（β=0.020，P=0.000）均是UPDRS-Ⅲ的影響因素。采用多元線性回歸分析示，校正年齡、性別、病程、左旋多巴等效劑量、左旋多巴使用時(shí)間等因素后，GDF15是UPDRS-Ⅲ的獨(dú)立

14、影響因素，非標(biāo)準(zhǔn)化相關(guān)系數(shù)β=0.015，P=0.001。
　　5.GDF15診斷PD的ROC曲線分析
　　對(duì)于總體PD患者，GDF15診斷PD的敏感性為71.15％，特異性為87.50％，曲線下面積(the area under the curve，AUC)為0.86（95％CI0.803-0.906，P＜0.0001），最佳臨界值為436.56 pg/mL。按性別進(jìn)行區(qū)分后，男性PD患者AUC為0.891(95％ CI0

15、.809-0.946，P＜0.0001)，敏感性為76.47％，特異性為93.02％，最佳臨界值為474.49 pg/mL。GDF15診斷女性PD患者的敏感性和特異性均低于男性患者，分別為62.26％和88.89％，AUC為0.836(95％ CI0.748-0.903，P＜0.0001)，最佳臨界值為427.63 pg/mL。
　　結(jié)論:
　　GDF15在PD患者血清中的表達(dá)水平明顯高于正常人群;GDF15表達(dá)水平與PD病