从肠道到大脑：早期精神分裂症谱系障碍中肠道通透性与免疫激活标志物的纵向评估

《Schizophrenia Research》：From gut to brain: A longitudinal assessment of intestinal permeability and immune activation markers in early-stage schizophrenia Spectrum disorders

　　

精神分裂症谱系障碍（SSD）与免疫失调和肠道屏障功能改变有关，尽管各研究结果并不一致。本研究调查了早期SSD患者和健康对照者中肠道通透性和免疫激活的循环标志物，并检验了其与临床结局的关联。研究人员在36例SSD患者基线及一年随访时以及36例匹配的健康对照者中测量了连蛋白（zonulin）、肠脂肪酸结合蛋白（iFABP）、可溶性CD14（sCD14）、杀菌/通透性增加蛋白（BPI）和脂多糖结合蛋白（LBP）的血清浓度。采用校正年龄、性别和体质指数（BMI）的线性混合效应模型评估组间差异和纵向变化。在主要分析中，经多重检验校正后，患者与对照者之间无生物标志物差异，患者内部也无纵向变化。同样，经错误发现率（FDR）校正后，生物标志物浓度与症状严重程度、整体功能或中性粒细胞/淋巴细胞比值（NLR）无关联。探索性分析发现BMI与连蛋白浓度之间存在稳健的正相关，以及iFABP、LBP和sCD14之间的额外关联。探索性混合效应模型在校正年龄、性别和BMI后发现iFABP与sCD14之间存在负相关。总体而言，研究结果不支持SSD中肠道通透性或免疫激活标志物存在普遍改变。相反，这些结果提示肠道相关生物标志物的变异可能更多地受代谢和个体因素影响，而非受诊断或当前症状严重程度驱动。

研究背景与目的

精神分裂症谱系障碍（schizophrenia spectrum disorders, SSD）是一组以精神病性症状为主要表现的严重精神疾病，其病理机制尚未完全阐明。近年来，炎症和免疫失调被认为是SSD发病的重要参与环节。慢性炎症可影响中枢神经系统，通过小胶质细胞活化和外周免疫细胞（如中性粒细胞）介导神经炎症。中性粒细胞/淋巴细胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio, NLR）作为系统性炎症和疾病严重程度的标志物，在精神分裂症患者中已被证实升高。

"肠漏"现象（leaky gut）即肠道通透性改变，被认为是连接肠道与免疫系统的重要机制。当肠道屏障功能受损时，细菌毒素或片段可易位进入血液循环，继而触发炎症反应和相对性中性粒细胞增多。既往关于精神分裂症患者肠道通透性标志物的研究结果并不一致，仅有少数研究报告了与肠道通透性增加相关的标志物水平升高。连蛋白（zonulin）作为调节肠道紧密连接的蛋白，在部分精神分裂症研究中报道升高，但不同患者群体间结果不一致。肠脂肪酸结合蛋白（intestinal fatty acid-binding protein, iFABP）作为肠上皮细胞损伤的标志物，现有研究并未一致支持其在精神分裂症中升高。此外，可溶性CD14（soluble CD14, sCD14）、脂多糖结合蛋白（lipopolysaccharide-binding protein, LBP）和杀菌/通透性增加蛋白（bactericidal/permeability-increasing protein, BPI）作为微生物易位和先天免疫激活的标志物，其研究结果同样存在矛盾。

基于上述背景，本研究旨在：（1）比较早期SSD患者与健康对照者之间肠道通透性、细菌易位和免疫激活标志物的差异；（2）评估患者在一年随访期间这些标志物及临床结局的纵向变化；（3）探索生物标志物浓度与临床症状严重程度（PANSS）和整体功能（GAF）之间的关联。研究假设早期SSD患者相对于健康对照者会表现出肠道通透性、细菌易位和免疫激活标志物的改变，且这些改变与更高的系统性炎症水平和更差的临床状态相关。

主要技术方法

本研究样本来自捷克共和国早期精神分裂症结局研究（Early-stage Schizophrenia Outcome Study, ESO）项目，包括36例首发SSD患者（在基线和一年随访两个时间点采集数据）和36例按年龄和性别匹配的健康对照者。患者纳入标准包括首次因SSD相关症状精神科住院、接受ICD-10精神分裂症（F20）、急性短暂性精神病性障碍（F23）或分裂情感性障碍（F25）诊断、未治疗精神病持续时间（duration of untreated psychosis, DUP）小于24个月。排除标准包括代谢综合征、炎症性肠病、严重过敏、急性发热性疾病、妊娠或哺乳、物质或酒精依赖、近3个月抗生素使用及内分泌疾病。

血清样本在空腹后采集，分离后于零下80摄氏度保存。采用酶联免疫吸附测定（enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA）技术检测连蛋白、iFABP、sCD14、LBP和BPI五种标志物浓度。NLR来自经认证临床实验室的标准血常规分析。统计分析采用R软件，使用线性混合效应模型（linear mixed-effects models, LMMs）评估组间差异和纵向变化，以年龄、性别和体质指数（body mass index, BMI）作为协变量，受试者ID作为随机截距。采用Spearman相关分析评估生物标志物与临床变量的关联，并使用Benjamini-Hochberg程序进行错误发现率（false discovery rate, FDR）校正。此外还进行了敏感性分析，包括Winsorized分析、Bradford蛋白浓度校正模型和非参数检验。

研究结果

参与者特征

健康对照者平均年龄28.0岁（SD=5.36），患者基线平均年龄27.04岁（SD=8.06），随访时28.14岁（SD=8.04）。对照组16名女性、20名男性，患者组性别构成与之匹配。患者BMI从基线25.36（SD=5.67）显著增加至随访时28.05（SD=6.46），对照组平均为23.4（SD=3.12）。糖化血红蛋白在各组间无显著差异。诊断分布显示58.3%患者为精神分裂症（F20.0），其余为其他相关精神病性障碍。患者临床症状随时间改善，PANSS总分从基线56.97（SD=12.93）降至随访49.03（SD=13.54），GAF评分从64.75（SD=16.25）升至74.44（SD=13.00）。

目标1：肠道通透性生物标志物的组间差异和纵向变化

经年龄、性别和BMI校正的线性混合效应模型显示，经FDR校正后，各生物标志物在患者与对照者之间无统计学显著差异，患者内部也无显著纵向变化。最强的纵向趋势见于iFABP，其从基线至随访下降（β=-0.173, p=0.005, q=0.076），对应估计15.9%的浓度降低，但未通过多重检验校正。LBP在随访患者中较对照者升高（β=0.323, p=0.014, q=0.102），同样未达校正后显著水平。敏感性分析结果与主要分析一致。在协变量模型中，较高BMI与较高连蛋白浓度相关（β=0.111, p<0.001），男性与较低连蛋白（β=-0.952, p<0.001）和较高iFABP（β=0.548, p=0.002）相关。

目标2：生物标志物与临床结局的关联

在患者样本中进行的Spearman相关分析显示，经多重检验校正后，生物标志物浓度与GAF评分、PANSS总分及各分量表评分之间均无显著关联。研究假设"更大的肠道通透性或免疫激活与更差的临床结局相关"未得到支持。

探索性生物标志物生物学关系分析

相关分析发现一个经FDR校正后仍显著的关联：较高BMI与较高连蛋白浓度相关（ρ=0.65, q<0.001）。NLR与任何肠道通透性或免疫激活标志物均无显著关联。探索性混合效应回归分析提示两个部分独立的生物学过程：其一，较高BMI与连蛋白升高相关，进而与LBP浓度升高相关；其二，较高iFABP与较低LBP和较低sCD14浓度相关。在校正年龄、性别和BMI后，iFABP与sCD14呈负相关（β=-0.062, p=0.010）。

讨论与结论

本研究未发现早期SSD患者与健康对照者在肠道通透性和免疫激活标志物方面存在稳健差异，也未观察到经多重检验校正后仍显著的纵向变化。生物标志物与症状严重程度或功能结局无显著关联。探索性分析揭示了肠道相关标志物与代谢因素之间的关系，其中BMI与连蛋白的关联最为稳健。

研究结果不支持SSD中存在普遍的肠道屏障功能障碍模型，而更符合一个异质性的"代谢-肠道-免疫"框架。在这一框架中，肠道通透性和免疫激活并非SSD的普遍疾病特征，而是可能仅存在于特定患者亚群中的生物学过程，受代谢状态、性别、治疗暴露和生活方式因素等多种异质性来源影响。既往文献中关于iFABP、LBP、sCD14和连蛋白的研究结果不一致，可能正是因为不同队列在疾病阶段、药物暴露、代谢状态和招募策略上的差异影响了表达肠道-免疫异常的个体比例。

研究优势包括纵向设计、匹配对照组、多种互补生物标志物的同时检测以及校正关键协变量的统计模型。局限性包括样本量较小、生物标志物为肠道屏障功能的间接指标、患者诊断异质性较高、药物和生活方式因素未完全控制，以及招募策略排除了代谢综合征等常见共病状态。

结论：本研究未发现支持SSD中肠道屏障功能障碍作为稳定疾病特征的证据。肠道相关生物学变异可能更多地受代谢和个体特征影响，而非诊断状态本身。未来需要更大样本、直接测量肠道通透性和微生物组组成、更详细表征代谢和治疗相关因素的研究，以确定SSD中是否存在不同的肠道-免疫表型及其临床意义。