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帕金森病认知障碍的磁共振波谱分析与α-突触核蛋白（SNCA）基因的初步研究

作　者: 李少华
导　师: 王丽娟
学　校: 南方医科大学
专　业: 神经病学
关键词: 帕金森病磁共振波谱分析认知障碍 SNCA 单核苷酸多态性
分类号: R749.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

帕金森病(Parkinson disease, PD)是一种在中老年人群中较为常见的神经系统变性病,发病率仅次于阿尔茨海默病。典型的病理改变是黑质部位的多巴胺能神经元脱失与残存神经元内Lewy小体的形成。临床症状主要表现为经典的“四主症”：静止性震颤、肌强直、运动迟缓及姿势平衡障碍。除“四主症”外,PD还常伴发一系列非运动症状,如认知障碍、痴呆、睡眠障碍、情绪障碍、自主神经功能紊乱等,其中以认知障碍和痴呆相对多见,这不但严重影响患者生活质量,加重家庭和社会负担,也是远期导致患者死亡的重要因素。PD发生认知障碍及痴呆的神经病理与生化基础目前仍不清楚,早期诊断主要依靠临床表现,尚缺乏客观的诊断依据。病理研究是揭示疾病本质的有效方法,但对中枢神经系统疾病,活体病理研究还存在相当的困难,特别是在疾病早期。因而寻求一种能够在活体进行“病理”研究的技术将十分有助于疾病研究和早期诊断。磁共振波谱分析(Magnetic Resonance Spectroscopy,MRS)技术能够有效的研究活体组织的生化、代谢改变并能够对化合物进行定量分析,实现了医学影像从传统的形态学检查向在体生化研究的巨大飞跃,被称为“无创活检”。MRS分析为病因研究和疾病诊断提供了新的技术方法。帕金森病痴呆(Parkinson disease dementia, PDD)患者可有明显的大脑皮层结构和代谢的改变,提示大脑皮层的病理生理改变会影响PD的认知功能。目前仅有2篇文献(Bowen 1995;Summerfield 2002)对PDD进行了枕叶的MRS分析,发现Lac/NAA比值增加或NAA值降低。但是,这两个研究样本量均太小,分别只纳入了4例和14例PDD；而且Bowen的研究结果尚未达到统计学意义。由于PD认知障碍是PDD的过渡阶段,这两个研究提示PD早期认知损害时枕叶可能会出现病理生理的改变。扣带回是边缘系统的重要部分,功能上可能参与了人脑记忆和认知功能。目前仅Camiciol等对PD伴认知障碍患者进行了扣带回区的MRS分析,结果显示非痴呆但伴有轻、中度认知障碍的PD患者后扣带回区代谢会发生改变,并且NAA/Cr比值变化与记忆力下降存在显著相关性。但Camiciol的研究仅纳入了12例PD病例和10例对照,样本量较小,且未设立PD认知正常组作为比较。黑质-纹状体通路变性是PD的主要病理基础,并可能与PD认知功能相关。Sawamoto等研究发现早期PD患者出现执行功能障碍与黑质-纹状体多巴胺能通路功能受损导致的皮质-基底节环路异常有关。Nieoullon等采用[123I]β-CIT SPECT对PD患者纹状体区进行分析,认为纹状体是参与调节前额叶认知功能的神经元网络中的一部分。综上所述,PD认知障碍与枕叶、扣带回、黑质-纹状体通路脑生化代谢改变可能有关。Bowen、Summerfield及Camiciol等的研究纳入的样本量均较小,研究中都采用1.5T MR扫描仪进行MRS分析。目前尚无对PD早期认知损害进行枕叶MRS的研究报道。本课题组前期对PD的非运动症状及MRS研究中,发现PD患者常存在认知及情绪方面的改变；采用多体素1H-MRS技术对PD患者双侧黑质及纹状体进行分析,发现PD症状对侧黑质NAA/Cr比值与对照组相比有显著下降,Cho/Cr比值有显著升高；PD患者双侧黑质NAA/Cr、Cho/Cr比值有显著性差异。PD症状对侧纹状体NAA/Cr比值与正常对照组有显著下降。我们拟在既往工作的基础上,以PD伴认知障碍患者为研究对象,扩大样本量,对枕叶、后扣带回区、黑质和纹状体区进行MRS分析,并采用更为先进的3.0T MR扫描仪进行MRS分析,探讨MRS分析在PD认知障碍中的应用价值。PD的发病机制目前仍未明确。多数学者认为PD是环境与遗传因素共同作用的结果。近年来,家族性致病基因的相继发现对PD发病机制的研究起到了重要推动作用,遗传因素在PD发病中的作用越来越受到人们关注。α-突触核蛋白(α-synuclein, SNCA)基因是第一个被确认的PD致病基因,其蛋白所聚集形成的Lewy小体构成了PD的特征性病理改变。SNCA基因的点突变或多倍重复突变均会引起家族性PD。散发性PD占据PD患者的绝大多数,研究发现散发性PD发病与SNCA基因也密切相关。SNCA基因可能主要是通过表达水平的增高而影响散发性PD的发病。研究也证实了散发性PD患者脑组织或外周血中SNCA基因的mRNA和蛋白表达水平增高,而基因多态性可能是调控SNCA基因表达水平的重要因素。SNCA蛋白不仅与PD发病,而且也与PD认知损害存在关联。Apaydin等对13例PDD和12例非痴呆PD进行病理研究,发现PDD组患者大脑皮层和边缘系统的Lewy小体数量高出非痴呆PD组近10倍。Braak等对88例经尸检证实的临床PD患者进行研究,发现79例伴有轻、中度的认知损害,且MMSE得分与Lewy小体病理存在关联。在已发现的SNCA基因3个点突变PD家系中,患者临床上往往会表现为PDD。有研究对携带有E46K突变的PD患者进行尸检,结果显示皮层及皮层下结构有大量Lewy小体存在；Ross等对多倍重复突变家系进行了研究,认为升高的SNCA蛋白与帕金森症、痴呆及自主神经功能障碍等相关。一系列研究已经发现了位于SNCA基因不同区域的多个SNCA多态位点与PD发病相关。国外研究报道了分别位于SNCA基因启动子、第4内含子与3’端非翻译区(untranslated Region, UTR)的几个多态位点(rs1372525, rs356200, rs356165, rs3822086, rs356203)可能与PD发病相关,但研究结果不一致。基因多态性受地域和种族的影响最大。目前尚缺乏对中国汉族人群进行SNCA基因上述多态位点分析的研究报道。我们拟探讨这些位点的基因多态性是否与中国汉族人群PD及PD认知障碍相关。本文包括以下主要内容：1.帕金森病认知障碍的磁共振波谱分析；2.帕金森病SNCA基因的多态性分析。第一章帕金森病认知障碍的磁共振波谱分析目的：探讨1H-MRS在PD和PD认知障碍发病机制研究与诊断中的应用价值。方法：以72例PD患者和24例对照为研究对象。对PD组进行统一帕金森病评定量表(UPDRS-Ⅲ)、Hoehn-Yahr分级、简易智能状态检查量表(MMSE)、蒙特利尔认知评估量表(MoCA)、汉密尔顿焦虑(HAMA)和汉密尔顿抑郁量表(HAMD)等评分。应用单体素1H-MRS技术对PD和对照组枕叶、扣带回、纹状体及黑质区进行分析；对各组枕叶、扣带回、纹状体及黑质区NAA/Cr、Cho/Cr比值进行分析比较；分析可能影响PD认知障碍及上述脑区1H-MRS结果的临床因素。两组比较用t检验；多重比较用单因素方差分析(One-way ANOVA);多因素分析用逐步Logistic回归和偏相关分析；P<0.05时有统计学意义。结果：1.一般情况共入组PD患者72例,男42例,女30例；年龄24～86岁,平均(61.2±12.6)岁；根据MoCA等评分将PD分为PD伴认知障碍组(PD-CI)和PD认知正常组(PD-CN)。PD-CI组42例,男21例,女21例,年龄(64.5±10.6)岁,教育年限(10.4±2.5)年；PD-CN组30例,男20例,女10例,年龄(59.4±13.2)岁,教育年限(8.8±3.5)年；对照组24例,男12例,女12例,年龄34～80岁,平均(57.7±14.1)岁。PD组与对照组间年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)。PD-CI、PD-CN和对照组三组间的年龄、性别、文化程度比较差异无统计学意义(P>0.05)。2.PD组与对照组1H-MRS结果比较与对照组相比,PD组枕叶与纹状体区NAA/Cr比值有下降,差异有统计学意义(P<0.05),提示枕叶和纹状体代谢改变；两组黑质与扣带回区NAA/Cr比值比较差异无统计学意义(P>0.05)；两组枕叶、扣带回、纹状体及黑质区Cho/Cr比值比较差异无统计学意义(P>0.05)。3.PD伴认知障碍组、PD认知正常组、对照组间双侧枕叶、扣带回、黑质及症状对侧纹状体1H-MRS结果比较3.1三组间枕叶、扣带回、纹状体区NAA/Cr比值整体比较差异有统计学意义(P<0.05),进一步做多重比较,结果显示：(1) PD-CI组与PC-CN组比较,两组间枕叶、扣带回及纹状体区NAA/Cr比值差异均无统计学意义(P>0.05),但PD-CI组扣带回区NAA/Cr比值有下降趋势(P=0.054),提示扣带回生化代谢改变与PD认知障碍可能相关。(2)与对照组相比,PD-CI组枕叶、扣带回及纹状体区NAA/Cr比值有下降,差异有统计学意义(P<0.05)提示上述脑区生化代谢发生改变。(3)与对照组比较,PD-CN组纹状体区NAA/Cr比值有下降,差异有统计学意义,说明纹状体区生化代谢改变与PD发病相关；两组间枕叶与扣带回区NAA/Cr比值比较差异无统计学意义(P>0.05)。3.2三组间黑质区NAA/Cr比值整体比较差异无统计学意义(P>0.05)。3.3三组间枕叶、扣带回、纹状体、黑质区Cho/Cr比值整体比较差异无统计学意义(P>0.05)。3.4 Logistic回归分析显示PD认知障碍与年龄、H-Y分级相关,提示年龄越大、病情越重,PD患者越容易发生认知障碍；偏相关分析示显示纹状体NAA/Cr比值变化与H-Y相关性有统计学意义(P<0.05),提示纹状体区病理生理变化与病情严重度相关,并间接提示与PD认知障碍可能相关。结论：1.PD患者纹状体NAA/Cr比值有显著下降,提示该部位神经元丢失明显。PD纹状体区的病理生理改变与PD病情严重度相关,并与PD认知障碍可能相关。2.PD患者发生认知障碍时扣带回区NAA/Cr比值有下降趋势,但在认知下降的早期阶段并不显著。扣带回区域代谢变化对PD患者认知功能可能有影响。PD认知损害早期枕叶代谢改变可能不显著。3.在应用单体素MRS技术对中脑黑质进行分析时,采样容积较大可能会影响检测结果的准确性,进而导致假阴性结果。第二章帕金森病SNCA基因的多态性分析目的：对中国汉族人群进行SNCA基因的多态性分析,探讨SNCA基因多态性与PD患病及PD认知障碍的相关性。方法：以90例PD患者和96例正常对照为研究对象。对PD组进行认知、情绪等评估,按照MoCA等评分将PD分为PD-CI组与PD-CN组；用PCR-RFLP结合DNA直接测序对PD和对照人群SNCA基因的5个SNP位点(rs1372525,rs356203,rs356200,rs3822086,rs356165)进行基因型分析。比较各组基因型和等位基因的总体分布频率。率的比较用χ2检验,P<0.05时有统计学意义。结果：经检验,PD组和对照组各位点基因型分布符合Hardy-Weinberg平衡。PD组与对照组比较：1.两组rs356200位点基因型(A/A、A/G、G/G)的总体分布频率及等位基因(A、G)总体分布频率差异均有统计学意义(P<0.05),提示rs356200位点基因多态性可能与PD患病相关；2.两组rs3822086位点基因型(C/C、C/T、T/T)的总体分布频率及等位基因(C、T)总体分布频率差异均有统计学意义(P<0.05),提示rs3822086位点基因多态性可能与PD患病相关；3.两组rs356203位点基因型(A/A、A/G、G/G)的总体分布频率差异有统计学意义(P<0.05),两组等位基因(A、G)总体分布频率差异无统计学意义(P>0.05),提示rs356203位点基因型频率分别可能与PD患病相关；4.两组rs356165位点基因型(A/A、A/G、G/G)的总体分布频率差异有统计学意义(P<0.05)；两组等位基因(A、G)总体分布频率差异无统计学意义(P>0.05),提示rs356165位点基因型频率分别可能与PD患病相关；5.两组rs1372525位点基因型(A/A、A/G、G/G)及等位基因(A、G)总体分布频率差异无统计学意义(P>0.05)。6.将PD组分PD-CI组和PD-CN组,对PD-CI、PD-CN及对照组进行上述位点的等位基因频率比较,结果显示三组间rs3822086位点等位基因(C、T)总体分布频率差异有统计学意义(χ2=7.454,P=0.024),提示rs3822086位点基因多态性与PD认知障碍可能相关；三组间rs1372525,rs356203,rs356200及rs356165位点等位基因频率分布差异无统计学意义(P>0.05)。结论：1.位于SNCA基因第4内含子的rs356200、rs3822086及rs3656203位点基因多态性与中国汉族人群的PD患病可能相关；2.rs3822086位点基因多态性与PD认知障碍可能相关。3.位于3’UTR的rs356165位点基因多态性与中国汉族人群PD患病可能相关。

全文目录

摘要  3-10
ABSTRACT  10-20
前言  20-24
第一章帕金森病认知障碍的磁共振波谱分析  24-42
  研究对象与方法  25-30
  结果  30-37
  讨论  37-41
  小结  41-42
第二章帕金森病SNCA基因的多态性分析  42-70
  研究对象和方法  43-54
  结果  54-67
  讨论  67-69
  小结  69-70
参考文献  70-75
英文缩略词  75-77
攻读学位期间的研究成果及发表的学术论文  77-78
致谢  78-80
统计合格证明  80

帕金森病认知障碍的磁共振波谱分析与α-突触核蛋白（SNCA）基因的初步研究

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