薛 新， 张传波， 王栋芳， 闫赖赖,3， 葛茂宏， 董 梁， 刘雅琼,3， 王京宇,3

(1. 北京大学 公共卫生学院， 北京 100191; 2. 山东省潍坊市精神卫生中心， 山东 潍坊 262400;3. 北京大学 食品安全毒理学研究与评价北京市重点实验室，北京 100191)

精神分裂症患者血清中轻稀土元素测定及分析

薛 新1， 张传波2， 王栋芳1， 闫赖赖1,3， 葛茂宏2， 董 梁1， 刘雅琼1,3， 王京宇1,3

(1. 北京大学 公共卫生学院， 北京 100191; 2. 山东省潍坊市精神卫生中心， 山东 潍坊 262400;3. 北京大学 食品安全毒理学研究与评价北京市重点实验室，北京 100191)

目的：分析精神分裂症患者血清轻稀土元素水平与精神分裂症的关系。方法：应用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定30例精神分裂症患者入院用药前(病例组)、临床痊愈时(痊愈组)和30例健康人(对照组)血清中的轻稀土元素含量。结果：与健康对照组相比，病例组血清中镧、铈和镨3种元素的含量明显增高，钕元素在两组间的差异无统计学意义；痊愈组血清中铈和镨两种元素的含量明显增高，镧和钕元素在两组间的差异无统计学意义。血清中镧、铈、镨、钕的含量在病例组和痊愈组之间的差异无统计学意义。结论：精神分裂症患者血清中镧、铈、镨3种轻稀土元素的含量有明显变化，提示精神分裂症患者体内可能存在稀土元素的失调。

精神分裂症； 血清; 轻稀土元素; 测定及分析

精神分裂症(schizophrenia)是一种影响行为、思维和情感的精神疾患[1]，它是精神科的一种复发率高、致残率高的慢性迁延性疾病[2],多起病于青壮年(16～30岁之间),且大部分迁延终生[3]。精神分裂症在全球范围内给患者、家庭、医保付费方及社会带来了沉重的负担[4]。随着对精神分裂症研究的深入及细化,许多研究证实,其发病病因及机理的复杂性,是多因素相互作用的共同结果[5],但是,目前还没有一种假说能够完美地解释精神分裂症的发病机理。早在上个世纪初期,必需微量元素在精神分裂症的发展中可能是一个致病因素的说法就已经被证实,虽然具体的机制及必需微量元素在其中的功能并没有得到很好的理解[6]。近半个世纪以来,国内外的学者对精神分裂症与化学元素之间的相关性进行了大量的研究[1,6-9],但研究的元素多是人体必需元素,极少有研究者研究稀土元素与精神分裂症的关系。本研究分别对精神分裂症患者入院用药前和临床痊愈时的血清轻稀土元素含量进行了测定,并分别与对照组进行比较,以及自身治疗前后进行比较,旨在为研究稀土元素与精神分裂症的关系提供一些线索。

1 对象与方法

1.1 对象

病例组所有研究对象均来自2015年3月—2015年12月在山东省潍坊市精神卫生中心住院治疗的精神分裂症患者,共30例,男19例,女11例,年龄18～52岁,平均年龄32.20岁。病例组纳入标准：均符合ICD-10关于精神分裂症的诊断标准,至少在2周前未服铁剂、激素等对机体内微量元素代谢有影响的非精神病治疗药物,均食用本院普通住院膳食,年龄≥18周岁,性别不限。排除标准：伴有脑器质性疾病,严重躯体疾病,精神发育迟滞,酒精或物质滥用史,视力、听力障碍,诊断明确的神经系统疾病史,孕妇及哺乳期妇女。病例组病人经8周左右住院治疗后,根据ICD-10关于精神分裂症的诊断标准达到临床痊愈水平后被纳入痊愈组。

对照组纳入标准：与病例进行1∶1配比(配比条件：性别、年龄)，至少在2周前未服铁剂、激素等对机体内微量元素代谢有影响的药物，经血尿粪常规、肝功能、空腹血糖、肾功能等化验及X线胸透、心电图检查等均属正常。排除标准：既往或现患任何精神疾病者，伴有脑器质性疾病，严重躯体疾病，精神发育迟滞，酒精或物质滥用史，视力、听力障碍，诊断明确的神经系统疾病史，孕妇及哺乳期妇女。共纳入健康对照30例,男18例,女12例,年龄23岁～51岁,平均年龄32.53岁。

1.2 方法

于患者入院用药前和临床痊愈时各采集1次静脉晨血5 mL,采用惰性分离胶采血管收集,及时分离血清,置-80 ℃冰箱内保存待测。同期采集对照人群静脉晨血5 mL,采样方案同病例组。使用美国Perkin-Elmer Sciex公司ElanDRCⅡ型电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)测定血清中轻稀土元素水平。

1.3 统计学方法

应用SPSS20.0统计软件进行统计分析。因为所测血清元素含量不满足正态分布,所以用中位数M(P25-P75)描述数据。两组之间的比较采用秩和检验,P<0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 病例组与对照组血清轻稀土元素含量的比较

精神分裂症患者入院用药前血清中镧、铈和镨3种稀土元素的含量(见表1)明显高于健康对照组(P<0.05),而钕元素在两组间的差异无统计学意义。

表1 病例组与对照组用药前血清轻稀土元素含量比较 mg/L

2.2 痊愈组与对照组血清轻稀土元素含量的比较

精神分裂症患者临床痊愈时血清中铈和镨两种稀土元素的含量明显高于健康对照组(P<0.05),而镧和钕元素在两组间的差异无统计学意义。见表2。

表2 痊愈组与对照组临床痊愈时血清轻稀土元素含量比较 mg/L

2.3 病例组和痊愈组血清轻稀土元素含量的比较

精神分裂症患者入院用药前和临床痊愈时血清中4种轻稀土元素(镧、铈、镨、钕)的含量(见表3)，在两组间的差异无统计学意义。

表3 病例组和痊愈组血清轻稀土元素含量比较 mg/L

3 讨论

我国是一个稀土大国,稀土的储藏量居世界首位。稀土在工农业和医药等行业有着广泛的应用,稀土大量进入环境和食物链中,愈来愈多的人们在或多或少地接触稀土元素,因而不可避免地面临体内稀土元素蓄积的健康问题[ 10-11]。秦俊法等[12]对稀土的人体健康效应进行了系统综述,结果表明：稀土对大脑功能、免疫功能、肝肾功能、生殖功能、心脏功能、血液成分、皮肤病变、呼吸系统均有影响。其中,稀土对中枢神经系统功能活动的影响一直是稀土毒理学研究中较活跃的领域,稀土对神经系统的毒性作用也受到了广泛的关注。朱为方[13]、彭瑞玲[14]和范广勤[15]等分别对稀土矿区儿童智商和发育情况进行了一系列调查,均发现矿区儿童较对照区智商下降,特别是在视觉记忆等方面下降明显。有动物实验资料[16]表明,稀土可通过血脑屏障进入脑组织,并影响中枢神经系统中神经介质的摄取和释放,甚至可引起脑组织的病理性改变。朱为方等[17]分别以含140～147 mg/kg(中剂量组)和5.6～6.2 mg/kg(低剂量组) 氯化稀土的饲料喂养Wistar大鼠,240天后采用单盲法检验发现,两组大鼠海马乙酰胆碱酯酶活性较对照组显著降低。病理切片发现,中剂量组大鼠大脑神经元胞体肿胀及噬节现象均较对照组多。这说明摄入低剂量稀土(相当于成人日摄入量为2.04～2.22 mg/d)在短期内(8个月)即可出现大脑的毒性反应。

郭静等[18]曾对精神分裂症患者血清中41 种微量元素含量进行过测定,其中,镧、铈、镨、钕4种元素的含量明显低于健康对照者。而王栋芳等[19]发现精神分裂症患者血清中钕元素的含量明显高于健康对照,而镧、铈、镨3种元素和健康对照者比无显著差异。

本研究首次对精神分裂症患者入院用药前和临床痊愈时的血清中轻稀土元素含量都进行了测定,发现治疗前后患者血清中4种轻稀土元素的含量并无显著差异。但是,精神分裂症患者入院用药前血清中镧、铈和镨3种稀土元素的含量明显高于健康对照(P<0.05),临床痊愈时血清中铈和镨2种稀土元素的含量明显高于健康对照(P<0.05),而镧元素在两组间则无显著差异。这提示精神分裂症患者体内可能存在稀土元素的失调,但是二者的关系有待从更大范围、更多角度、更深层次进行研究。

本次研究与以往的研究结果不尽相同,可能与纳入排除标准、标本采集保存及地区的差异等因素有关。

References)

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[2] 张玲. 精神分裂症治疗依从性的研究进展[J]. 神经疾病与精神卫生,2007,7(5):404-407.

[3] Mueser K T,Mcgurk S R. Schizophrenia[J]. Lancet,2004,363(9426):2063-2072.

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[7] Yanik M,Kocyigit A,Tutkun H,et al. Plasma Manganese,Selenium,Zinc,Copper,and Iron Concentrations in Patients with Schizophrenia[J]. Biological Trace Element Research,2004,98(2):109-117.

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[9] Liu T,Lu Q B,Yan L,et al. Comparative Study on Serum Levels of 10Trace Elements in Schizophrenia[J]. Plos One,2014,10(7)：e0133662.

[10] 王夔.生命科学中的微量元素[M].北京:中国计量出版社,1996:450-509.

[11] Hirano S,Suzuki K T. Exposure,metabolism,and toxicity of rare earths and related compounds[J]. Environ Health Perspect,1996,104(Suppl 1) :85-95

[12] 秦俊法,陈祥友,李增禧. 稀土的人体健康效应[J]. 广东微量元素科学,2002,9(6):1-17.

[13] 朱为方,徐素琴. 稀土区儿童智商调查研究:Ⅰ.赣南稀土区生物效应研究[J]. 科学通报,1996,41(10):914-916.

[14] 彭瑞玲,潘小川,解清,等. 稀土暴露与0～30月龄婴幼儿智能发育状况的相关性研究[C]// 中国稀土学会学术年会. 2000.

[15] 范广勤,郑辉烈,袁兆康. 稀土暴露对儿童智商的影响[J]. 环境与健康杂志,2005,22(4):256-258.

[16] Zhu W,Xu S,Shao P,et al. Bioelectrical activity of the central nervous system among populations in a rare earth element area[J]. Biological Trace Element Research,1997,57(1):71-77.

[17] 朱为方,徐素琴. 赣南稀土区生物效应研究:稀土日允许摄入量[J]. 中国环境科学,1997(1):63-66.

[18] 郭静,曾静,闫赖赖,等. 精神分裂症患者血清41种微量元素定量检测及分析[J]. 临床军医杂志,2013,41(1):44-46.

[19] 王栋芳,刘铁兵,闫赖赖,等. 精神分裂症患者血清中4种轻稀土元素的分布特征[C]// 全国稀土分析化学学术研讨会. 2013.

DOI:10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.016

Determination and analysis of light rare earth elements in schizophrenia patients’ serum

Xue Xin1, Zhang Chuanbo2, Wang Dongfang1, Yan Lailai1,3, Ge Maohong2, Dong Liang1, LiuYaqiong1,3, Wang Jingyu1,3

(1. School of Public Health, Peking University, Beijing 100191, China; 2. Weifang Mental Health Center of Shandong Province, Weifang 262400, China; 3. Beijing Key Laboratory for Food Safety Toxicology Research and Evaluation, Peking University, Beijing 100191, China)

Objective: To analyze the relationship between the levels of light rare earth elements in schizophrenia patients’ serum and schizophrenia. Methods: By using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), the contents of light rare earth elements in 30 cases of schizophrenia patients’ serum before getting treatment (case group), and during the clinical recovery (recovery group), and 30 healthy people (control group) are respectively determined. Results: Compared with the healthy control group, the serum contents of the 3 elements of lanthanum(La), cerium(Ce) and praseodymium(Pr) in the case group increase significantly while the difference of neodymium(Nd) contents between the two groups has no statistical significance. The serum contents of the 2 elements of Ce and Pr in the recovery group increase significantly, while the difference of Nd contents between the two groups has no statistical significance. The difference of the serum contents of La, Ce and Pr between the case group and the recovery group has no statistical significance. Conclusion: The serum contents of the 3 elements of La, Ce and Pr in the schizophrenia patients change obviously, which indicates that there may be a disorder of rare earth elements in the schizophrenia patients.

schizophrenia; serum; light rare earth elements; determination and analysis

10.16791/j.cnki.sjg.2017.04.015

2016-12-05

北京大学医学交叉学科种子基金项目“精神分裂症及对照人群外周血中无机元素、胆固醇、免疫复合物的同步分析与数据挖掘”(BMU20140435)

薛新(1990—)女，云南玉溪，硕士研究生，研究方向为微量元素与人体健康

E-mail：xinxue818@126.com

王京宇(1956—)，男，北京，博士，教授，研究方向为生命元素组学.

E-mail：wjy@bjmu.edu.cn

R749.3

B

1002-4956(2017)4-0056-03