《Journal of Neural Transmission》：Altered iron metabolism and iron therapy in restless legs syndrome
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不宁腿综合征（restless legs syndrome, RLS）是一种常见的神经系统疾病，可损害睡眠并降低生活质量。RLS的发病机制尚未完全阐明。然而，其发病机制中的两个机制已被广为接受：铁缺乏（尤其是脑铁缺乏）以及随之而来的多巴胺功能失调，二者共同促成
不宁腿综合征（restless legs syndrome, RLS）是一种常见的神经系统疾病，可损害睡眠并降低生活质量。RLS的发病机制尚未完全阐明。然而，其发病机制中的两个机制已被广为接受：铁缺乏（尤其是脑铁缺乏）以及随之而来的多巴胺功能失调，二者共同促成RLS的感觉运动症状。在本综述中，研究人员旨在对关于RLS中外周及脑铁失调和铁治疗的相关文献进行均衡的综合分析。研究人员得出结论：脑铁缺乏是RLS发病机制的核心，而外周铁缺乏虽与RLS密切相关，却难以反映脑铁状态。RLS中的脑铁缺乏可能源于多个层面的铁代谢改变，包括血脑界面及皮层下神经元结构（如多巴胺能系统和丘脑系统）中铁转运受损，以及可能存在的铁外排改变（无论是否伴有全身性铁缺乏）。这些过程进一步受到昼夜节律相关变化、遗传易感性和性别差异的调节，增加了RLS中铁失调的复杂性。铁治疗（包括口服和静脉（IV）制剂）已成为RLS治疗的标准方案之一。仍需进一步研究以加深对脑铁缺乏的理解、改善治疗反应的预测，并优化RLS铁治疗方案的选择。
引言
不宁腿综合征（RLS）以腿部严重不适并伴随活动冲动为特征，症状在夜间或睡前出现或加重，休息或静止时发生，持续运动或脑力活动可缓解。普通人群患病率为3.9%–14.3%，女性更常见，且随年龄增长而升高；孕妇、缺铁性贫血（IDA）及慢性肾脏病（CKD）患者中患病率显著增高，孕期中约25%，IDA中约35%–50%，CKD中约15%–30%。RLS显著降低生活质量。其发病机制复杂，目前公认铁缺乏（尤其脑铁缺乏）与多巴胺功能失调为主要机制。脑铁缺乏可改变多巴胺的合成、转运及受体活性，并与谷氨酸能、腺苷能等通路异常有关。本综述聚焦人类临床与流行病学研究，并在必要时纳入动物和细胞实验，以整合铁代谢异常与铁治疗的相关证据。
铁代谢基础
铁以二价铁（Fe2?）和三价铁（Fe3?）两种离子形式存在。膳食中的三价铁需经十二指肠细胞色素B等铁还原酶还原为二价铁，再通过二价金属转运体1（DMT1）进入肠细胞；血红素铁和铁蛋白铁的分子吸收途径尚未明确定论。肠细胞内部分铁储存，其余经基底膜侧的铁输出蛋白 ferroportin 输出。肝脏合成的铁调素（hepcidin）通过结合 ferroportin 使其内化降解，从而抑制铁吸收。铁从肠细胞输出时需借助 hephaestin 和 ceruloplasmin 将二价铁氧化为三价铁，随后与转铁蛋白结合，在循环中维持可溶、非反应状态。大部分转铁蛋白结合铁被运至骨髓用于红细胞生成，其余运至肝脏储存或各组织参与生物反应。铁蛋白由H和L亚基组成，H-铁蛋白催化Fe2?氧化并短期储存铁，L-铁蛋白促进长期储存；血清铁蛋白是反映全身铁储的常用生物标志物。铁进入大脑需穿过血脑屏障（BBB），存在转铁蛋白结合铁和铁蛋白结合铁两种主要摄取途径。经典途径为铁负载转铁蛋白与脑微血管内皮细胞上的转铁蛋白受体1（TfR1）结合并经内吞释放铁。铁蛋白介导的摄取更复杂，涉及TfR1、Tim-1/2、Scara5、CXCR4等受体及分泌性自噬和外泌体。铁通过BBB血管侧（abluminal membrane）的机制尚不明确，可能涉及 ferroportin、hephaestin、ceruloplasmin 及外泌体。铁广泛参与细胞呼吸、DNA合成和基因调控，脑内铁对髓鞘生成及高耗氧呼吸尤为重要，且是多巴胺等神经递质合成所必需。血浆铁主要来源于巨噬细胞对衰老红细胞的回收利用，铁稳态依赖吸收、利用、储存和循环的平衡。
铁代谢的昼夜节律调节
RLS症状具有明显的昼夜节律，晚间和夜间加重，午夜后数小时达峰，上午后期缓解。正常人体内血清铁浓度呈现约24小时节律，清晨达峰，午夜前后最低；脑脊液（CSF）铁和铁蛋白也显示昼夜波动，早晨较低、日间后段升高。有假说认为RLS患者在晚间缺乏足够的CSF铁上升，且观察发现患者夜间CSF铁蛋白低于对照，可能参与症状的夜间发作。睡眠剥夺可降低平均血浆铁水平及昼夜节律幅度，可能加剧RLS。动物实验显示，铁缺乏改变多巴胺系统的昼夜调节，如降低多巴胺转运体密度、仅在暗相增加DOPAC/多巴胺比值；脑铁水平的变化还存在品系和性别依赖性差异。
外周铁缺乏与RLS
自Ekbom时代起，RLS与缺铁性贫血及妊娠期铁缺乏的联系已被认识。多项研究在不同人群中显示血清铁蛋白与RLS严重程度呈负相关，如老年人群中rho=?0.53，另一研究也报告铁蛋白与严重程度负相关、与睡眠效率正相关。缺铁性贫血、妊娠、频繁献血、真性红细胞增多症等缺铁相关状态均与RLS显著相关。低铁蛋白水平还与多巴胺受体激动剂治疗导致的“augmentation”现象相关。在慢性肾脏病中，铁缺乏与RLS的关联尚不确定，可能受炎症、疾病分期、透析状态等因素影响。部分社区人群研究未发现外周铁缺乏与RLS的明确关联，可能因社区样本缺铁患病率低，且铁参数测量时间、检测方法及昼夜节律也会影响结果。目前美国睡眠医学会（AASM）指南建议在早晨、无含铁补充剂或含铁食物至少24小时后检测铁参数。
脑铁缺乏与RLS
脑铁缺乏（BID）被认为是RLS的核心病理机制。神经病理学、影像学和脑脊液研究从多个层面支持这一观点。在CSF指标方面，研究首次报道RLS患者CSF铁蛋白降低、转铁蛋白升高，而血清铁蛋白和转铁蛋白与对照组无差异；随后发现CSF铁蛋白水平与RLS发病年龄相关，早发型（<45岁）患者H-和L-铁蛋白均低于对照组，提示脑内铁储备减少。神经影像学方面，早期MRI研究发现RLS患者黑质（SN）铁浓度降低，程度较轻的还见于壳核；早发型RLS者黑质铁降低更明显，且黑质铁指数与严重程度相关。此后多项MRI研究使用不同技术评估多个脑区，结果存在异质性，但总体支持黑质铁稳态受损。静脉铁剂治疗2周后，MRI测得黑质和前额叶皮层铁浓度增高，后续研究还观察到尾状核、壳核、丘脑枕等区域磁化率变化，其中丘脑枕和尾状核变化与症状改善相关，提示涉及丘脑及多巴胺能通路的感受运动网络。经颅超声（TCUS）显示RLS患者黑质低回声，提示铁含量减少；黑质回声指数与血清铁参数无相关性，但静脉铁治疗后回声增加，且在低回声显著者中更为明显，同时多巴胺能药物需求下降更显著，提示可预测治疗反应。神经病理学评估证实，RLS患者黑质神经黑色素细胞铁染色显著减少，H-铁蛋白、DMT1、ferroportin、转铁蛋白受体（TfR）相对减少，转铁蛋白增加；L-铁蛋白在星形胶质细胞中分布异常而非主要在少突胶质细胞。黑质外区域如壳核和血脑界面（脉络丛、微血管）也存在铁调节异常，表现为微血管内皮细胞对铁的摄取和储存减少，提示血脑屏障铁转运受损。此外，血清来源的神经元外泌体（nEV）中总铁蛋白升高，其中H-铁蛋白为主；在伴缺铁性贫血的女性RLS患者中，nEV铁蛋白和ferroportin升高、TfR降低。RLS患者淋巴细胞中ferroportin、DMT1、TfR表达增加，而H/L-铁蛋白无差异，提示铁转换增加而非铁储备降低；静脉铁输注后铁蛋白清除速率比一般人群预期快2–11倍，支持RLS中存在铁排泄增加。在神经递质功能障碍方面，动物BID模型中酪氨酸羟化酶（TH）及磷酸化TH水平升高，部分由缺氧诱导因子（HIF）通路介导，导致多巴胺合成增加；同时膜结合多巴胺转运体（DAT）降低、细胞外多巴胺升高，构成突触前多巴胺能高活性状态；而D2受体（D2R）及结合潜力降低，提示突触后信号受损。BID还与谷氨酸能系统异常相关，如BID大鼠皮层纹状体谷氨酸能终末敏感性增加，RLS患者质子磁共振波谱显示Glx峰值升高，经颅磁刺激示运动皮层过度活跃。腺苷A1受体在BID动物中下调，但人类证据尚不充分。
与铁代谢相关的基因
全基因组关联研究（GWAS）报道了多个RLS易感基因，其中较明确与铁代谢相关的有BTBD9、MEIS1和PTPRD。BTBD9变异与RLS及睡眠周期性肢体运动相关，每个风险等位基因与血清铁蛋白降低13%相关，与更高铁调素水平相关；在小鼠模型中，纹状体btbd9表达与腹侧中脑铁浓度正相关。MEIS1编码涉及造血和神经嵴发育的转录因子，RLS风险单倍型纯合子脑组织中MEIS1 mRNA表达降低；在淋巴母细胞系中沉默MEIS1可增加BTBD9、转铁蛋白2型受体和ferroportin mRNA表达，并降低铁调素mRNA，提示MEIS1参与调控线粒体铁转运、铁输出和BTBD9表达。体外研究表明，铁螯合可增加、铁负载可降低血脑屏障细胞模型中的MEIS1表达，与RLS脑微血管中MEIS1升高一致，但在其他细胞系中结果相反。PTPRD基因敲除小鼠出现运动活动和睡眠改变，系统遗传学分析提示其可能影响铁缺乏反应，但尚不知PTPRD变异是否影响人类RLS铁稳态。
RLS的铁治疗
评估铁治疗在RLS中疗效的随机安慰剂对照试验（RCT）涵盖了口服铁剂和静脉铁制剂。口服铁方面，两项RCT使用硫酸亚铁325mg（含元素铁60mg）每日两次，其中纳入铁蛋白较低（15–75 μg/L）的研究显示症状明显改善，而铁蛋白范围更宽（平均134.8 μg/L）的研究未发现获益；另一项研究比较口服铁与普拉克索在低铁蛋白（15–50 μg/L）患者中的作用，未显示显著差异。现行AASM指南推荐对铁蛋白≤75 μg/L的成人RLS患者给予口服铁剂。静脉铁中，羧基麦芽糖铁（FCM）证据最强，六项RCT显示500–1500mg FCM在输注后4–12周改善RLS症状，但单次500mg的可乐定一项研究未显示明显效果；部分随访显示疗效可持续6个月以上。较低转铁蛋白饱和度（TSAT）者症状改善更明显，FCM对无augmentation的患者比有augmentation者更有益。其他静脉铁剂如铁葡聚糖在终末期肾病患者中显示短暂改善，蔗糖铁在血液透析患者中有改善，但在普通RLS中结果不一致。蔗糖铁因快释特性可能不如慢释FCM有效。开放标签病例系列研究支持静脉铁治疗在不同人群中的效果，重复治疗有助于铁蛋白快速下降者维持改善；真实世界数据显示FCM相关铁过载和过敏风险低，低TSAT尤其女性患者反应更好。总体而言，铁治疗旨在纠正上游脑铁缺乏，而非仅仅调节下游神经递质信号。
结论
综合现有文献，外周铁缺乏与RLS密切相关，是疾病发展的重要诱因；脑铁缺乏则是RLS发病的核心机制。外周铁指标主要反映造血所需全身铁储备，与脑铁状态相关性差。神经病理学和影像学研究提示，血脑屏障及黑质-纹状体系统不同脑区的铁摄取或转运受损，导致细胞铁不足，其中最一致的是黑质铁含量降低。部分研究也显示某些皮层下脑区铁正常或增高，并存在脑或外周铁输出异常。目前模型以脑铁缺乏为中心，进而引起多巴胺及相关通路异常，触发RLS感觉运动症状。口服和静脉铁剂已纳入RLS标准治疗，旨在恢复脑铁稳态。未来需阐明BID的具体机制，寻找更准确的疗效预测生物标志物，并比较不同口服和静脉铁制剂的相对疗效及最优使用方案。
