李婷 康敏敏 黄正元 熊鹏

精神分裂症是一种以阳性症状、阴性症状以及持续认知功能障碍为特征的重型精神疾病，其核心症状中，各种治疗对认知功能障碍的改善最难令人满意[1]。精神分裂症患者的长期预后和社会功能障碍均主要取决于认知功能受损程度，故探索认知功能相关发病机制具有重要意义。从神经生化方面看，神经调节蛋白-1（neuregulin-1，NRG-1）是一类含有表皮生长因子样结构域的营养因子，与突触可塑性、神经元迁移、再生及修复等密切相关[2]。近年遗传证据表明NRG-1在精神分裂症发病机制中起关键作用，特别在认知功能方面[3-5]。从神经电生理方面看，目前脑网络振荡活动已成为探索精神疾病神经基础必不可少的标志物。γ共振是脑内频率在40 Hz左右的节律性同步活动，可在脑电图上呈现为γ波。早前研究提示γ共振可能是相应认知活动的神经电生理机制[6]。既往对于NRG-1研究多集中于动物基因模型，对于脑电图γ活动研究则多集中在认知任务中的改变，而关于血清NRG-1浓度及静息状态脑电图γ活动与精神分裂症患者认知功能障碍关系的研究则较少。故本研究通过研究首发未服药的精神分裂症血清NRG-1浓度与静息状态前额叶脑电图γ活动，及其与临床症状和认知功能的相互关系，进一步探索与精神分裂症认知症状相关的神经生化及神经电生理机制，为早期发现及治疗精神分裂症认知功能障碍提供简便易测量的生物学指标。

1 对象与方法

1.1 研究对象收集2016年9月至2018年9月在昆明医科大学第一附属医院精神科就诊的首发未服药精神分裂症患者为患者组。纳入标准：①符合《美国精神障碍诊断与统计手册第5版》（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders，5th Edition，DSM-5）精神分裂症的诊断标准；②阳性与阴性症状量表（positive and negative syndrome scale，PANSS）总分≥60分；③首次发病，病程≤2年，且未使用过抗精神病药物；④年龄18～35岁，性别不限；⑤初中及以上文化，依从性好，能够配合完成认知功能评估；⑥无电休克治疗史。排除标准：①存在精神发育迟滞、癫痫、脑炎等脑器质性疾病或其他神经系统疾病史者；②存在免疫、内分泌系统相关疾病或其他系统性疾病者；③既往有颅脑外伤者；④存在滥用药物或精神活性物质者；⑤存在明显自杀、自伤或危害他人安全者。共纳入患者53例，男性26例，女性27例。

对照组来自社会招募健康志愿者。入组标准：①无精神疾病，且无精神疾病的家族史；②年龄18～35岁，性别不限；③初中及以上文化，依从性好，能够配合完成认知功能评估。排除标准同患者组。共纳入58名对照，男性29名，女性29名。

本研究获昆明医科大学伦理委员会审核批准。所有被试者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 NRG-1检测浓度 使用非抗凝管采集研究对象入组当日或次日清晨空腹肘静脉血5 mL，室温静置后以3000 r/min离心15 min，取血清分装，-80°C储存待检。使用酶联免疫吸附法（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA） 检 测 血 清NRG-1浓度，使用美国Merck Milli-pore公司生产的试剂盒及其配套试剂，每个样品检测两次，结果取两次检验平均值。

1.2.2 脑电图γ活动检测 所有被试行脑电图检查。嘱被试在脑电图检查前一天洗头，减少头皮油脂造成的皮肤电阻增加。检查在进食后3 h内进行，在安静、光线柔和的房间，使用普通脑电图仪采集被试在清醒、闭眼、放松状态下至少20 min的静息脑电图。参照国际10-20系统放置头皮电极，共16导联，使用0.5～100 Hz低通滤波及50 Hz陷波采样过滤去除干扰，以时频分析法收集位于前额叶FP1、FP2导联中的γ活动。

1.2.3 临床症状评估 由两名经过培训的精神专科医师使用PANSS量表对精神分裂症患者的临床症状进行评估，每例均取两医师评分的平均值。

1.2.4 认知功能评估 由两名经过培训的研究生采用MATRICS公认认知成套测验 （MATRICS consensus cognitive battery，MCCB）对所有研究对象进行认知功能测评，选取其中连线测验（trail making test，TMT）、符号编码（brief assessment of cognition in schizophrenia：symbol coding，BACS SC）、 言语记忆（Hopkins verbal learning test-revised，HVLT-R）、迷宫 （neuropsychological assessment battery：mazes，NAB）、视觉记忆（brief visuospatial memory test-revised，BVMT-R）、语义流畅性（category fluency，CF）等6个项目进行评估，以其测评粗分进行分析。

1.3 统计学方法采用SPSS 22.0进行统计分析。病程不符合正态分布，采用中位数（下四分位数，上四分位数）[M（QL，QU）]描述。 两组性别、γ 活动分布比较采用χ2检验，年龄、体质量指数、受教育年限、血清蛋白因子浓度、MCCB各项目评分比较采用独立样本t检验。控制病程因素，患者血清NRG-1浓度与脑电图γ活动、PANSS评分、MCCB各项目评分的关系，以及γ活动与PANSS评分、MCCB各项目评分关系分别使用偏相关分析。对照组血清NRG-1浓度与脑电图γ活动关系，以及血清蛋白因子浓度水平与MCCB各项目评分的关系分别使用Pearson相关分析。检验水准α=0.05，双侧检验。

2 结果

2.1 社会人口学及临床资料患者组与对照组性别（χ2=0.010，P=0.921）、年龄（t=-1.526，P=0.130）、体质量指数（t=-1.332，P=0.186）、吸烟（χ2=3.424，P=0.064）、受教育年限（t=-1.337，P=0.184）差异均无统计学意义。见表1。

表1 患者组与对照组社会人口学与临床资料

2.2 血清NRG-1浓度、脑电图γ活动、MCCB各项因子分患者组血清NRG-1浓度低于对照组（t=-2.785，P=0.006）。两组脑电图γ活动差异有统计学意义（χ2=27.140，P＜0.001），患者组 γ 活动出现者多于对照组。两组MCCB的6项因子评分比较，患者组TMT评分高于对照组（t=3.551，P=0.006），BACS SC（t=-4.765，P＜0.001）、HVLT-R（t=-9.343，P＜0.001）、NAB（t=-8.787，P＜0.001）、BVMT-R（t=-6.721，P＜0.001）、CF（t=-15.818，P＜0.001）评分低于对照组。见表2。

表2 患者组与对照组血清NRG-1浓度、脑电图γ活动、MCCB各因子分

2.3 血清NRG-1浓度和脑电图γ活动相关性以病程为控制因素的偏相关分析示，患者组血清NRG-1浓度与脑电图γ活动存在负相关 （r=-0.542，P＜0.001）。 而对照组两者经 Pearson 相关分析未发现其相关具有统计学意义（r=-0.080，P=0.955）。

2.4 血清NRG-1浓度、脑电图γ活动和PANSS评分相关性以病程为控制因素的偏相关分析中，患者组血清NRG-1浓度与其PANSS总分存在负相关（r=-0.360，P=0.009），而脑电图 γ 活动则与PANSS 总分呈正相关（r=0.278，P=0.046）。

2.5 血清NRG-1浓度、脑电图γ活动和MCCB各评分相关性以病程为控制因素的偏相关分析中，患者组血清NRG-1浓度与HVLT-R评分呈正相关（r=0.332，P=0.016），患者组脑电图 γ活动与 HVLT-R（r=-0.442，P=0.001）、NAB（r=-0.307，P=0.027）评分分别呈负相关。见表3。

表3 两组血清蛋白因子、脑电图γ活动与MCCB各项目评分相关性（r）

3 讨论

本研究选择首发未服药精神分裂症患者和健康对照为研究对象，检测血清蛋白因子NRG-1浓度、脑电图γ活动，并使用PANSS及MCCB评估，以简单客观测量方式间接探索精神分裂症认知功能障碍相关的神经生化、神经电生理发病机制。

KASTIN等[7]研究表明外周血中NRG-1能够通过其可饱和受体介导的机制进入大脑，由此推测外周血中NRG-1的水平可能反映中枢的NRG-1水平。本研究结果显示精神分裂症患者组血清NRG-1浓度低于对照组，这与黄晓江等[8]同样用ELISA法检测NRG-1水平结果相一致。同时患者组血清NRG-1水平与PANSS总分呈负相关，提示精神分裂症严重程度可能与神经营养不足，神经元迁移、再生、修复缺陷，及突触的损伤程度相关。本研究发现患者组与对照组脑电图γ活动具有显著差异，且脑电图γ活动与PANSS总分呈正相关，这与 BARADITS等[9]和 MITRA等[10]的研究结果相符，提示精神分裂症严重程度可能与神经元的电传导活跃程度相关，但亦有研究报道脑电图γ活动与精神分裂症阳性症状中的幻觉相关[11]，这有待进一步探究。本研究发现患者组血清NRG-1浓度与脑电图γ活动存在负相关，表明精神分裂症在神经生化和神经电生理两方面发病机制不是互相独立的，可能为一种抑制关系，这与DEL等[12]和SUH等[13]的研究相符，另外该研究提示两者的这种关系可能与抑制性中间神经元参与的发病途径相关。

认知功能方面，本研究发现患者组TMT评分高于对照组，而 BACS SC、HVLT-R、NAB、BVMTR、CF评分低于对照组，表明精神分裂患者发病初期就已经存在认知功能障碍，这与既往研究结果相一致[14-15]。两组血清NRG-1浓度、脑电图γ活动与MCCB各项评分的相关性分析显示患者组中NRG-1浓度与HVLT-R评分呈正相关，脑电图γ活动与HVLT-R、NAB评分分别呈负相关，且两者都与言语记忆存在相关性，提示两者可能共同参与认知功能障碍发病机制相关的某条调节途径。ANDERSSON等[16]的研究发现，NRG-1及其受体ErbB4组成的信号通路及NRG-1参与的多巴胺受体通路会聚集在γ-氨基丁酸Parvalbumin阳性神经元的同一快速脉冲篮细胞上，共同调节γ振荡功率，且这些通路的受体都处于影响大脑认知网络活动的良好位置，本研究结果与之相符合。

综上所述，本研究发现精神分裂症患者早期即存在神经生化及神经电生理方面异常，且与精神分裂症患者的症状严重程度、认知功能障碍相关。这可能为早期识别精神分裂症认知功能障碍提供简便可靠的生物标记物，同时也可为改善精神分裂症患者认知功能障碍提供可行的临床策略。但是，本研究目前只采集了首发精神分裂症患者未服药前这一时间点的相关数据，只进行了少量样本的横向研究。未来需扩大样本量，同时纵向观察治疗前后NRG-1浓度、脑电图γ活动与认知功能的变化及其相互关系，为将来揭示认知功能障碍神经生化、神经电生理两方面病理机制的动态联系提供更多信息。