孤獨(dú)癥譜系障礙兒童的血清谷氨酸水平研究

安英萍，張婕

（1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710021；2.西安市兒童醫(yī)院兒童保健中心，陜西 西安 710002）

0 引言

孤獨(dú)癥譜系障礙(autism spectrum disorder, ASD)是一類發(fā)病于兒童早期的神經(jīng)發(fā)育障礙性疾病，表現(xiàn)為興趣狹窄、缺乏社交技能以及重復(fù)刻板行為[1]。近年來(lái)，ASD的發(fā)病率逐年增高，2016年美國(guó)11個(gè)洲監(jiān)測(cè)到的8歲兒童患病率為1/54[2]，2014年-2016年Zhou等在我國(guó)調(diào)查發(fā)現(xiàn)6-12歲兒童ASD的患病率為0.7%[3]，2017年-2018年曹春紅等對(duì)西安市城區(qū)的調(diào)查顯示3-6歲兒童現(xiàn)患率為7.3‰[4]。

目前對(duì)ASD病因?qū)W探索涉及基因、環(huán)境因素、遺傳學(xué)以及免疫學(xué)等多方面[5-6]。

近年來(lái)，谷氨酸功能失調(diào)學(xué)說(shuō)被認(rèn)為與ASD發(fā)病有關(guān)。在成熟的大腦中，信息處理過(guò)程主要依賴于興奮與抑制信號(hào)的整合，這一過(guò)程主要依賴于興奮性神經(jīng)遞質(zhì)-谷氨酸（glutamate,Glu）與抑制性神經(jīng)遞質(zhì)-γ-氨基丁酸（gammaaminobutyric,GABA）[7]。研究發(fā)現(xiàn)，谷氨酸作為大腦內(nèi)主要興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中起到重要作用，尤其在神經(jīng)活動(dòng)、感覺(jué)、認(rèn)知功能等方面[8]。關(guān)于ASD兒童谷氨酸的研究，涉及到血液、尿液、糞便、腦脊液、磁共振波譜以及動(dòng)物模型等方面。Aldred等[9]研究表明，與正常對(duì)照組相比ASD患者血漿中谷氨酸的濃度顯著增高。Cochran[10]等通過(guò)氫質(zhì)子磁共振波譜發(fā)現(xiàn)，與正常對(duì)照組相比青少年ASD患者腦內(nèi)谷氨酸峰濃度明顯增高。Wei等[11]研究發(fā)現(xiàn)，與普通的老年小鼠相比，老年ASD樣小鼠大腦皮質(zhì)中谷氨酸的釋放水平反而降低。

這些關(guān)于谷氨酸與ASD之間的關(guān)系有明顯的爭(zhēng)議，因此需要更進(jìn)一步探索。另外，目前關(guān)于谷氨酸與ASD兒童臨床癥狀相關(guān)性研究國(guó)內(nèi)較少，是否存在地區(qū)、人種差別等尚不得知。本研究是對(duì)ASD兒童與神經(jīng)發(fā)育行為正常兒童的血清谷氨酸水平進(jìn)行檢測(cè)，探討其與ASD兒童臨床癥狀的相關(guān)性，為ASD兒童的病因提供進(jìn)一步臨床研究支持。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

選取2021年5月至2021年11月在西安市兒童醫(yī)院兒童保健中心就診的40名2-6歲ASD兒童和40名同年齡組神經(jīng)發(fā)育行為正常的兒童為研究對(duì)象。

ASD組納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合美國(guó)《精神障礙診斷與統(tǒng)計(jì)手冊(cè)》第5版（Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders-5，DSM-5）孤獨(dú)癥診斷標(biāo)準(zhǔn)[12]；（2）入組前2周未服用任何中樞神經(jīng)系統(tǒng)藥物 (包括中樞興奮劑、抗精神病藥、抗抑郁藥及苯二氮卓類藥物等 ), 未進(jìn)行特殊飲食療法；（3）入組前未經(jīng)過(guò)相關(guān)康復(fù)訓(xùn)練；（4）參與研究的ASD患兒均經(jīng)過(guò)2位高級(jí)職稱醫(yī)師進(jìn)行評(píng)估；（5）兒童孤獨(dú)癥評(píng)定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]得分＞30分，孤獨(dú)癥行為量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]得分＞67分。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）伴有其他腦器質(zhì)性疾病；（2）患有嚴(yán)重的心、肝、腎等軀體疾?。唬?）單純語(yǔ)言發(fā)育障礙及其他廣泛性發(fā)育障礙；（4）伴有遺傳代謝疾病。

對(duì)照組排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）有ASD直系親屬；（2）有神經(jīng)發(fā)育障礙疾??；（3）遺傳代謝性疾病、急慢性感染性疾病等。

1.2 樣本量估算

按兩獨(dú)立樣本均數(shù)比較的研究設(shè)計(jì)計(jì)算樣本量。谷氨酸的均值和標(biāo)準(zhǔn)差參考既往文獻(xiàn)[15]里的相應(yīng)數(shù)值及實(shí)驗(yàn)人數(shù)，取α=0.05，1-β=0.9，估算每組所需樣本量為40例。

1.3 血清谷氨酸水平測(cè)定

（1）標(biāo)本采集：晨起8點(diǎn)，研究對(duì)象于手指尖用75%的乙醇棉簽消毒后，采用觸壓式采血器穿刺，深度不超過(guò)2.0mm，用無(wú)菌棉球棄去第一滴血，連續(xù)采集4個(gè)血滴于S&S903濾紙，每個(gè)血斑的直徑不小于8mm，室溫下自然干燥2-3小時(shí)后，血斑顏色從鮮紅色變成褐色即可遞送至實(shí)驗(yàn)室。

（2）檢測(cè)方法：應(yīng)用AB SCTEX API3200型液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜儀進(jìn)行檢測(cè)。

1.4 量表

1.4.1 孤獨(dú)癥評(píng)定量表

兒童孤獨(dú)癥評(píng)定量表（Childhood Autism Rating Scale，CARS）[13]，根據(jù)家長(zhǎng)、病史記錄提供的信息以及現(xiàn)場(chǎng)行為觀察等進(jìn)行評(píng)價(jià)。該量表包含15個(gè)條目，每個(gè)條目的評(píng)分采用1-4分的等級(jí)評(píng)分：1分正常，2分輕度異常，3分中度異常，4分重度異常。將15個(gè)條目得分累加形成量表總分，總分＜30分表示非孤獨(dú)癥；30-35分，并且＞3分的項(xiàng)目＜5項(xiàng)，評(píng)定為輕中度孤獨(dú)癥；總分≥36分，并且至少有5項(xiàng)評(píng)分＞3分，評(píng)定為重度孤獨(dú)癥。

1.4.2 孤獨(dú)癥行為量表

孤獨(dú)癥行為量表（Autism Behavior Checklist，ABC）[14]，由父母或共同生活兩周以上的人填寫(xiě)，該量表包含57個(gè)條目，每個(gè)條目根據(jù)診斷價(jià)值的高低給予1-4分的得分。各條目得分累加形成量表總分。篩查劃界分為57分，診斷劃界分為67分。

1.5 質(zhì)量控制

（1）血樣采集過(guò)程中記錄好患者姓名、年齡、性別、門診號(hào)等，若出現(xiàn)血樣不合格情況，應(yīng)重新進(jìn)行采血，以保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（2）數(shù)據(jù)經(jīng)審核后采用EpiData雙錄入建立數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)邏輯審核。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用 SPSS 25.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。符合正態(tài)分布或近似正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)± 標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）[M（P25，P75）]表示。符合正態(tài)分布且方差齊的兩組間數(shù)據(jù)比較采用兩樣本t檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料采用Mann-Whitney U 檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以例數(shù)和百分率[n（%）]表示，組間計(jì)數(shù)資料的比較采用χ2檢驗(yàn)。采用偏相關(guān)分析法（控制年齡和性別兩個(gè)變量）評(píng)估血清谷氨酸水平與 ABC 和 CARS量表評(píng)分的關(guān)系。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本情況

ASD組和對(duì)照組均各40人，兩組在性別、年齡上比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。

表1 ASD組和對(duì)照組的基本情況

2.2 ASD組和對(duì)照組血清谷氨酸水平比較

ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于對(duì)照組（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 ASD組和對(duì)照組血清谷氨酸水平比較

2.3 不同程度ASD兒童血清谷氨酸水平比較

重度組ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于輕-中度組（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 輕-中度和重度ASD兒童血清谷氨酸水平比較

2.4 血清谷氨酸水平與CARS和ABC量表的相關(guān)性

控制性別和年齡因素后，進(jìn)行偏相關(guān)分析，血清谷氨酸水平與CARS得分呈正相關(guān)（r=0.339，P＜0.05），與ABC得分無(wú)明顯相關(guān)性，見(jiàn)表4。

表4 ASD兒童血清谷氨酸水平與CARS和ABC量表的相關(guān)性

3 討論

由于ASD病因的復(fù)雜性，發(fā)病機(jī)制仍然尚不清楚，谷氨酸作為大腦內(nèi)最主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，在興奮與抑制平衡中，發(fā)揮重要作用，大腦興奮與抑制信號(hào)失衡，會(huì)造成人體功能與生長(zhǎng)發(fā)育的紊亂，從而可能導(dǎo)致ASD的發(fā)生，提示我們谷氨酸可能在ASD病因中起到一定作用。為了保持突觸傳遞的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，星形膠質(zhì)細(xì)胞和Glu神經(jīng)元以及GABA神經(jīng)元之間的谷氨酸-谷氨酰胺代謝偶聯(lián)起到重要作用，通過(guò)防止過(guò)量的谷氨酸擴(kuò)散到周邊神經(jīng)元，來(lái)避免神經(jīng)元的過(guò)度興奮，起到一定保護(hù)作用[16]。盡管谷氨酸不易穿過(guò)血腦屏障，但研究發(fā)現(xiàn)，血液與中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的谷氨酸含量密切相關(guān)，因此血液中的谷氨酸水平可以反映腦內(nèi)谷氨酸水平[17]。本研究通過(guò)調(diào)查我國(guó)2-6歲ASD兒童的血清谷氨酸水平，同時(shí)采用CARS、ABC量表對(duì)ASD兒童臨床癥狀進(jìn)行評(píng)估，探討ASD兒童血清谷氨酸水平與其臨床癥狀的相關(guān)性，為ASD病因及臨床干預(yù)治療提供進(jìn)一步支持。

本研究發(fā)現(xiàn)，ASD兒童血清谷氨酸水平明顯高于對(duì)照組兒童。Abu等[18]的研究表明，與正常對(duì)照組相比，ASD患者血漿中谷氨酸的濃度顯著增高，而谷氨酰胺的濃度顯著降低，也即孤獨(dú)癥患者血漿中谷氨酸與谷氨酰胺的比值顯著高于正常對(duì)照組。Shimmura等[19]對(duì)高功能孤獨(dú)癥患者的研究也得出了相似的結(jié)果，并且，血漿中谷氨酸與谷氨酰胺的水平可以將高功能孤獨(dú)癥患者與正常對(duì)照區(qū)分開(kāi)來(lái)，區(qū)分的正確率達(dá)到91%。在Zheng等[13]的關(guān)于ASD兒童血液谷氨酸水平Meta分析中，也得出相同的結(jié)論。

本研究還發(fā)現(xiàn)，重度ASD兒童血清谷氨酸水平高于輕-中度ASD兒童，表明高水平的谷氨酸會(huì)加重ASD的嚴(yán)重程度。Cai等[20]研究發(fā)現(xiàn)與精神發(fā)育正常的兒童或者與單純精神發(fā)育落后的兒童相比，ASD兒童血漿中谷氨酸的水平顯著增高，并且谷氨酸增加的水平與孤獨(dú)癥樣癥狀的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。Shinohe等[21]的也研究發(fā)現(xiàn)，血清中谷氨酸的濃度與孤獨(dú)癥診斷訪談量表中的社交互動(dòng)異常得分呈顯著正相關(guān)的關(guān)系。

另外，本研究發(fā)現(xiàn)，控制性別和年齡因素后，進(jìn)行偏相關(guān)分析，ASD兒童血清谷氨酸水平與CARS得分呈正相關(guān)。Nikvarz 等[22]對(duì)NMDA受體拮抗劑美金剛治療孤獨(dú)癥的療效觀察發(fā)現(xiàn)，采用ABC、CARS和臨床全球印象嚴(yán)重度量表（Clinical Global Impression-Severity，CGI-S）評(píng)定患者的行為癥狀，結(jié)果顯示患者ABC中4個(gè)分量表的得分以及CARS的10項(xiàng)得分和總分均降低。

本研究也存在一些不足，如患兒均來(lái)自單一地區(qū)，樣本均來(lái)自門診，病例數(shù)偏少，且未顧及到不同地區(qū)、不同人種的血清谷氨酸水平特點(diǎn)。本研究進(jìn)一步證實(shí)了血清谷氨酸水平升高可能與ASD有關(guān)，但谷氨酸具體如何作用于ASD病程中仍需研究，另外需要擴(kuò)大臨床其余谷氨酸相關(guān)樣本量，如尿、糞、腦脊液等，以探索不同體液下谷氨酸與ASD的關(guān)系。我們堅(jiān)信，在不久的將來(lái)，隨著對(duì)孤獨(dú)癥病因的研究，有效科學(xué)的治療方法終會(huì)出現(xiàn)。