亮点
- 循环细胞外囊泡 (EV) 样颗粒携带反映帕金森病 (PD) 神经退行性和康复反应的生物分子。
- 高强度跑步机康复训练诱导 EV 样颗粒中的分子变化，包括类胡萝卜素含量增加。
- 步速和步频的改善达到临床上有意义的水平，与循环颗粒生化组成的改变相关。
- 循环颗粒的类胡萝卜素拉曼光谱特征呈现了一种监测 PD 康复的新生物标志物。
研究背景及疾病负担
帕金森病 (PD) 是一种进行性神经退行性疾病，以运动症状（如运动迟缓、强直和震颤）和非运动表现为主要特征。病理过程涉及错误折叠蛋白质的积累和传播，并伴有氧化应激和炎症。这些病理过程越来越多地与血液中的细胞外囊泡 (EVs) 和其他循环纳米颗粒相关联，这些颗粒介导细胞间通讯和疾病相关蛋白的转运。抗氧化剂如类胡萝卜素已知可以对抗氧化损伤，但在 PD 中与循环 EVs 的关系尚未得到广泛研究。
康复训练，尤其是像跑步机行走这样的高强度运动训练，在 PD 中表现出对运动表现的有益影响，但缺乏客观的分子生物标志物来监测疗效并预测恢复。VIRTREAD-PD 试验旨在调查高强度康复训练引起的循环颗粒的生化变化及其与临床结果的关系。
研究设计
本研究招募了 30 名被诊断为原发性 PD 的个体。在基线 (T0) 和 8 周高强度跑步机康复计划后 (T1) 收集血样。使用尺寸排阻色谱从血清中分离循环 EV 样颗粒，并通过小 EV 标记物 (FLOT-1, TSG101, Alix, CD9) 和脂蛋白存在 (ApoA1) 进行额外验证。纳米颗粒跟踪分析 (NTA) 表征了颗粒浓度和大小。
使用拉曼光谱分析这些颗粒的生化组成，特别关注类胡萝卜素峰 (1154 ± 10 cm−1 和 1514 ± 10 cm−1)。临床和功能评估包括运动障碍学会统一帕金森病评定量表第三部分 (MDS-UPDRS III)、贝克抑郁量表 (BDI)、改良巴氏指数 (MBI)、蒙特利尔认知评估 (MoCA) 和性能导向移动评估 (POMA)，重点关注平衡和步态成分。步态指标如步频、速度、步长和步态周期时间进行了定量测量。
由于数据不符合正态分布，应用了非参数统计方法（配对样本 Wilcoxon 符号秩检验）。
主要发现
临床上，运动评分 (MDS-UPDRS III) 和神经心理学评估 (BDI, MoCA) 在康复期间保持统计学稳定，表明整体运动残疾和认知在组水平上没有显著恶化或改善。然而，特定的步态参数显示出显著改善：
- 中位自选步频从 108 步/分钟增加到 112 步/分钟 (p=0.007)。
- 最大步频从 125 步/分钟增加到 128 步/分钟 (p=0.029)。
- 自选步速从 0.99 米/秒提高到 1.15 米/秒 (p=0.03)。
- 最大步速从 1.34 米/秒增加到 1.50 米/秒 (p=0.04)。
- 自选步态周期时间从 1.11 秒减少到 1.07 秒 (p=0.03)。
- 最大步态周期时间从 0.97 秒减少到 0.93 秒 (p=0.05)。
这些步态改善达到了或接近最小临床重要差异，表明康复带来了实际的功能益处。
生化方面，纳米颗粒跟踪分析显示，康复后循环 EV 样颗粒浓度显著增加（平均浓度从约 9.6×10^9 增加到 1.3×10^10 颗粒/mL，p<0.05），颗粒大小分布无变化。
拉曼光谱记录了康复后循环颗粒分子特征的显著变化。值得注意的是，与类胡萝卜素对应的峰在 T1 时的曲线下面积 (AUC) 值更高，反映了与 EV 样颗粒相关的类胡萝卜素含量增加。作为参考，指示蛋白质二级结构的酰胺 I 峰保持稳定。
相关性分析显示，类胡萝卜素光谱强度与患者年龄呈正相关（皮尔逊系数 0.38；p=0.03），但与 PD 起病亚型、性别或霍恩和亚尔 (HY) 疾病分期无关。
综上所述，数据表明康复训练调节了循环 EV 样颗粒的生化组成，增加了抗氧化分子（类胡萝卜素）的关联，这可能与步态功能的改善有关。
专家评论
Gualerzi 等人的研究提供了关于 PD 循环纳米颗粒动态生化环境及其受基于运动的康复训练调节的新见解。以往的研究主要集中在 EVs 作为 PD 进展中病理 α-突触核蛋白的载体，而本研究独特地突出了与有益干预措施相关的潜在修复或保护性分子特征，如类胡萝卜素含量。
氧化应激是 PD 发病机制中一个公认的因素，而类胡萝卜素是强大的抗氧化剂，能够减轻氧化损伤。观察到的运动康复后循环 EV 样颗粒中类胡萝卜素特征的增加，提示了一种适应性的系统性反应，可能支持神经元和肌肉功能。
康复后 EV 颗粒浓度的增加可能反映了增强的细胞间通讯或修复机制。然而，研究指出 EV 分离的技术挑战，包括共分离脂蛋白，这通过特定标记物分析得到了考虑。
重要的是，临床指标如 MDS-UPDRS III 和认知评分保持不变，强调了在这种情况下步态参数作为功能性恢复更敏感的指标。
局限性包括样本量较小且缺乏随机对照组，这要求谨慎解释并在更大队列中进行验证。此外，类胡萝卜素变化在受试者之间的变异性表明代谢或氧化状态的个体差异影响了对康复的反应。
未来的工作可以探索将循环颗粒的抗氧化物质与神经保护和功能性恢复联系起来的机制途径，理想情况下结合纵向评估和多组学方法。
结论
VIRTREAD-PD 试验表明，帕金森病的高强度跑步机康复训练显著改善了步态功能，并伴随循环细胞外囊泡样颗粒的生化修饰，特别是类胡萝卜素含量增加。这些发现倡导循环颗粒在 PD 神经退行性和康复反应机制中的双重作用。
此外，与循环纳米颗粒相关的类胡萝卜素拉曼光谱指纹作为一种有前景的生物标志物，可以客观监测康复效果并潜在预测 PD 的恢复轨迹。
将循环颗粒的分子谱型整合到临床实践中，可以增强个性化康复策略，并促进辅助抗氧化治疗的发展，解决全面管理 PD 的未满足需求。
参考文献
1. Gualerzi A, Gerli M, Mangolini A, et al. Circulating particles carotenoids are associated with rehabilitation recovery in Parkinson’s disease. Redox Biol. 2025 Oct;86:103841. doi: 10.1016/j.redox.2025.103841. Epub 2025 Aug 22. PMID: 40865269; PMCID: PMC12409329.
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