王 濤, 李 斌, 安中平, 朱延霞
腦卒中是全球?qū)е滤劳龅牡诙笤?,也是引起成年人致殘的主要原因,具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高和復(fù)發(fā)率高的特點。卒中后認(rèn)知功能障礙不僅嚴(yán)重影響患者的日常生活能力,也對卒中后軀體功能的恢復(fù)造成不利影響,是卒中致殘的重要原因之一。卒中后認(rèn)知障礙是可以早期預(yù)防和治療的疾病,因此及早的發(fā)現(xiàn)疾病并對其進(jìn)行干預(yù)就顯得格外重要,在卒中急性期檢測出認(rèn)知障礙可以為臨床是否建立早期認(rèn)知康復(fù)及后續(xù)治療提供有效的信息,目前迫切需要一個敏感的工具來盡早檢測出腦卒中后認(rèn)知功能障礙。血液學(xué)生物標(biāo)記物的檢測與其他常用檢測工具相比具有操作簡單、花費少、對醫(yī)療機構(gòu)設(shè)施水平要求低的特點,適用于臨床前期危險因素篩查。視錐蛋白樣蛋白-1(visinin like protein 1,VILIP-1)被認(rèn)為是潛在的腦部損傷及幾種神經(jīng)退行性疾病的潛在標(biāo)志物。
研究表明[1],腦脊液中VILIP-1水平對AD的早期診斷提供了有力的證據(jù),而且能夠預(yù)測認(rèn)知功能正常個體將來發(fā)生認(rèn)知障礙的可能性。Abdullah等[2]研究表明,低水平的血清胰島素樣生長因子-1(insulin-like growth factor,IGF-1)對 MCI/AD 有預(yù)測價值。為了進(jìn)一步明確腦梗死急性期血清VILIP-1、IGF-1水平與卒中后認(rèn)知障礙是否存在相關(guān)性,本文對急性腦梗死患者血清VILIP-1、IGF-1水平進(jìn)行檢測,并分析它們是否與卒中后認(rèn)知障礙關(guān)系的發(fā)生存在相關(guān)性。
1.1 研究對象
1.1.1 腦梗死組 收集2012年6月1日 ~2012年12月31日期間在我院神經(jīng)內(nèi)科卒中單元住院治療的急性腦梗死患者。納入標(biāo)準(zhǔn):(1)均為急性起病,神經(jīng)功能缺失癥狀、體征持續(xù)24 h以上,診斷符合第四屆全國腦血管疾病學(xué)術(shù)會議認(rèn)定的診斷標(biāo)準(zhǔn),并有CT/MRI證實的新發(fā)腦梗死;(2)發(fā)病至入院時間在72 h之內(nèi);(3)患者和/或其家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn):(1)排除有癲癇發(fā)作的患者;(2)排除已知患有涉及中樞神經(jīng)系統(tǒng)的全身性疾病(如腎臟和肝臟疾病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡、艾滋病、癌癥);(3)排除意識障礙、嚴(yán)重的感覺障礙(失明和耳聾)、嚴(yán)重失語等影響量表評定的患者;(4)排除發(fā)病前即罹患認(rèn)知損害和其他神經(jīng)精神疾患;(5)排除存有抑郁(HAMD量表>7分)、嚴(yán)重神經(jīng)功能缺損(NIHSS評分>10分)影響認(rèn)知功能評定者;(6)排除Hachinski缺血積分表<7分。
1.1.2 對照組 收集2012年6月1日~2012年12月31日于我院體檢中心健康體檢,既往無腦卒中病史,且MoCA評分在正常范圍,年齡及性別與血管性認(rèn)知障礙組及腦梗死組相匹配的健康志愿者。并排除有中樞系統(tǒng)器質(zhì)性疾病者。
1.2 研究方法
1.2.1 缺血性卒中后認(rèn)知障礙的判斷標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)MoCA量表評分結(jié)果將腦梗死患者分為兩組,MoCA量表北京版<25分者為認(rèn)知功能障礙組,MoCA量表北京版≥25分為認(rèn)知功能正常組。
1.2.2 標(biāo)本采集 所有納入對象的血液標(biāo)本均在神經(jīng)內(nèi)科病房或者體檢中心就診時收集。對于腦梗死組要在發(fā)病72 h內(nèi)入組時抽取晨起空腹肘靜脈血標(biāo)本3 ml,健康志愿者在體檢時抽取晨起空腹肘靜脈血3 ml,置于無菌帶塞促凝劑+分離膠試管中,3000 r/min離心10 min,取上清液(血清),立即放入-80℃低溫冰箱內(nèi)保存待成批檢測。
1.2.3 血清VILIP-1、IGF-1濃度的測定 血清VILIP-1、IGF-1濃度檢測試劑盒采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附法測定人血清中VILIP-1、IGF-1的水平。首先向預(yù)先包被了鼠抗人VILIP-1、IGF-1單克隆抗體的酶標(biāo)孔中依次加入待測樣品、標(biāo)準(zhǔn)品、HRP(辣根過氧化物酶)標(biāo)記過的VILIP-1、IGF-1單克隆抗體封板。經(jīng)過溫育和洗滌,去除未結(jié)合的酶。用底物TMB顯色,TMB在過氧化物酶的催化下產(chǎn)生藍(lán)色,并在酸的作用下轉(zhuǎn)化成最終的黃色。顏色的深淺與樣品中人血清VILIP-1、IGF-1的濃度呈正相關(guān)。
1.3 統(tǒng)計分析方法 本研究所得數(shù)據(jù)采用SPSS17.0軟件包進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)處理。計數(shù)資料以相對數(shù)構(gòu)成比(%)或率(%)表示,兩樣本間比較采用χ2檢驗,計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(χ±s)表示,兩樣本均數(shù)間比較采用t檢驗;以P<0.05為差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。
2.1 社會人口學(xué)資料的比較 兩組在年齡、性別、教育程度等基線資料及高血壓、糖尿病、吸煙、飲酒史的差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05),說明兩組資料具有可比性(見表1、表2)。血清VILIP-1濃度腦梗死組明顯高于對照組P<0.01;血清IGF-1濃度腦梗死組明顯低于對照組P<0.01(見表3)。血清VILIP-1濃度認(rèn)知功能障礙組顯著高于認(rèn)知功能正常組P<0.01;血清IGF-1濃度認(rèn)知功能障礙組明顯低于認(rèn)知功能正常組P<0.01(見表4)。
表1 腦梗死組與對照組基線資料的比較
表2 腦梗死組與對照組基線資料的比較
表3 腦梗死組與對照組血清VILIP-1、IGF-1濃度分析(χ±s)
表4 認(rèn)知功能障礙組與認(rèn)知功能正常組血清VILIP-1、IGF-1濃度分析(χ±s)
缺血性卒中是最常見的卒中類型,約占全部卒中的80%,卒中后認(rèn)知障礙是指特定卒中事件后發(fā)生的認(rèn)知障礙,包括卒中后癡呆(poststroke dementia,PSD)和卒中后非癡呆認(rèn)知障礙(non dementia cognitive impairment,CIND)。卒中后認(rèn)知障礙易與血管性認(rèn)知障礙混淆,盡管血管性認(rèn)知障礙與腦血管疾病直接相關(guān),但是并不是所有患卒中的認(rèn)知障礙患者均為血管性認(rèn)知障礙,卒中患者所患認(rèn)知障礙既可能是血管性因素引起,也可能是退行性疾病引起,或者是兩者共同作用的結(jié)果。研究表明卒中可觸發(fā)或加重阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的病程[3]。血管性危險因素不僅導(dǎo)致 VaD,而且在 AD的病理機制中起重要作用[4]。因此,血管性及退行性改變相互作用并且并存于卒中后認(rèn)知障礙患者中,導(dǎo)致蓄積性腦損害及認(rèn)知功能下降[5]。
3.1 血清VILIP-1濃度與缺血性卒中后認(rèn)知障礙的關(guān)系 Visinin Like Protein 1,是一個小分子量的胞質(zhì)蛋白,屬于神經(jīng)元鈣傳感蛋白視錐蛋白(Visinin)/恢復(fù)蛋白(Recoverin)家族,參與神經(jīng)元的鈣依賴型信號傳導(dǎo)。VILIP-1主要在腦部神經(jīng)細(xì)胞中表達(dá),同時在一些肝臟、肺、腎臟、脾、胰腺及直腸的外圍也有發(fā)現(xiàn)。當(dāng)位于膜上時,VILIP-1主要起到調(diào)節(jié)各種細(xì)胞信號傳導(dǎo)通路的作用?,F(xiàn)在VILIP-1被認(rèn)為是潛在的腦部損傷及幾種神經(jīng)退行性疾病的潛在標(biāo)志物。表達(dá)VILIP-1的細(xì)胞更容易受到神經(jīng)毒性損傷,從而VILIP-1被釋放進(jìn)入腦脊液,可以作為卒中和阿爾茨海默病的標(biāo)志物。Burgoyne等[6]和Laterza等[7]研究表明,VILIP-1在神經(jīng)系統(tǒng)正常功能活動和腦梗死等病理生理過程中具有重要作用,并且在腦梗死大鼠模型的腦脊液和患者的血液中都能夠檢測到VILIP-1。
Stejskal等[8]研究表明,缺血性卒中患者血清VILIP-1水平高于健康對照組。本研究結(jié)果與Stejskal等研究結(jié)果基本一致。腦梗死組血清VILIP-1濃度(571.73±151.69)明顯高于正常對照組(491.18 ±116.30)P≤0.01??紤]與缺血性卒中后腦組織缺血、缺氧、壞死,VILIP-1作為腦損傷的標(biāo)志物釋放入腦脊液,并且缺血性腦卒中后血腦屏障受到破壞,通透性增加,更多的VILIP-1進(jìn)入外周血液有關(guān)。在阿爾茨海默病患者腦脊液中,VILIP-1的濃度顯著升高。研究表明[7],腦脊液中 VILIP-1及VILIP-1/Aβ1-42對AD的早期診斷提供了有力的證據(jù),而且能夠預(yù)測認(rèn)知功能正常個體將來發(fā)生認(rèn)知障礙的可能性。但是腦脊液標(biāo)本的采集為有創(chuàng)性操作,限制了其在臨床上的常規(guī)應(yīng)用。Stejskal等[8]研究表明,缺血性卒中患者血清VILIP-1水平高于健康對照組。到目前為止,尚無VILIP-1與卒中后認(rèn)知障礙的相關(guān)性研究,本研究結(jié)果顯示,缺血性卒中后認(rèn)知障礙組血清VILIP-1濃度(669.69±103.84)pg/ml,明顯高于認(rèn)知功能正常組(503.29 ±142.39)pg/ml,P≤0.01,血清 VILIP-1 濃度與缺血性卒中后認(rèn)知障礙相關(guān),血清VILIP-1濃度升高是缺血性卒中后認(rèn)知障礙的獨立危險因素??紤]血清VILIP-1濃度升高作為缺血性卒中后認(rèn)知障礙危險因素的機制可能為:VILIP-1作為腦損傷的標(biāo)志物,缺血性卒中后血清VILIP-1濃度越高,提示腦組織受損傷越嚴(yán)重,而腦組織損傷嚴(yán)重者易發(fā)生認(rèn)知功能損害。
3.2 血清IGF-1濃度與缺血性卒中后認(rèn)知障礙的關(guān)系 胰島素樣生長因子(insulin-like growth factors,簡稱IGFs)是一類多功能細(xì)胞增殖調(diào)控因子。在細(xì)胞的分化、增殖、個體的生長發(fā)育中具有重要的促進(jìn)作用。IGFs家族由兩種低分子多肽(IGF-1、IGF-2)、兩類特異性受體及6種結(jié)合蛋白組成。IGF-1是一個有70個氨基酸的單鏈堿性蛋白,分子量7649 Da,耐熱;而IGF-2則為一含67個氨基酸的單鏈弱酸性蛋白,分子量為7471 Da,對0.1%SDS穩(wěn)定。兩者70%以上同源,與人類胰島素原的結(jié)構(gòu)和功能約50%相似。胰島素樣生長因子-1(IGF-1)主要來源于肝臟的合成,目前已證實中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)中的神經(jīng)元和膠質(zhì)細(xì)胞也可產(chǎn)生IGF-1,在腦組織受損傷時,CNS中的巨噬細(xì)胞也可分泌內(nèi)源性的IGF-1。
本研究中,腦梗死組血清IGF-1的濃度(107.16±18.03)ng/ml,明顯低于對照組(122.79 ±15.55)ng/ml,P≤0.01。付雪峰[9]等研究也證實急性腦卒中患者血漿IGF-1水平較正常對照組降低,急性腦卒中患者外周血IGF-1水平降低的機制可能為梗死區(qū)腦組織的IGF-1在血管周圍蓄積,外周血IGF-1向腦內(nèi)轉(zhuǎn)移,致使外周血中IGF-1減少。
本研究中缺血性卒中后認(rèn)知障礙組血清IGF-1(96.50 ± 17.88)ng/ml,低于認(rèn)知功能正常組(114.62 ± 14.01)ng/ml,P≤0.01,美國 Arai等[10]調(diào)查了49名營養(yǎng)和生理情況相仿的百歲老人血清IGF-1濃度,發(fā)現(xiàn)相對較低濃度的老人其認(rèn)知障礙的程度越高,因而提示高齡老人中血漿低IGF-1水平可能與癡呆的進(jìn)展有關(guān)。與Watanabe等[11]研究結(jié)果一致。另有研究[12]顯示,在65歲以上老年人中,血清IGF-1水平與MMSE評分呈正相關(guān)。
在老齡動物CNS中,尤其是海馬結(jié)構(gòu)中IGF-1表達(dá)成年齡相關(guān)性下降,而IGF-1有著類似于神經(jīng)生長因子(nerve growth facter,NGF)的促進(jìn)神經(jīng)突觸形成和維持神經(jīng)細(xì)胞功能的作用,可改善老齡動物的記憶、學(xué)習(xí)能力。研究發(fā)現(xiàn)IGF-1在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中具有神經(jīng)保護作用[13],減少由缺氧、缺血對動物腦神經(jīng)元的損害、促進(jìn)神經(jīng)髓鞘的合成及存活、促進(jìn)皮質(zhì)神經(jīng)樹突的分化和神經(jīng)元間的聯(lián)絡(luò)、促進(jìn)海馬區(qū)神經(jīng)軸的生長、調(diào)節(jié)海馬區(qū)乙酰膽堿的釋放,是神經(jīng)元膽堿活性的調(diào)節(jié)物[14]。動物實驗顯示,IGF-1具有促進(jìn)神經(jīng)生長的作用[15],較高水平的IGF-1可以減少細(xì)胞凋亡率和壞死率,保護腦組織免受缺血造成的損害[16]。Aberg 等[17]和 De Smedt等[18]研究表明,腦卒中急性期較高血清IGF-1水平與卒中后較好的神經(jīng)功能的恢復(fù)及預(yù)后相關(guān)。國內(nèi)動物試驗[19]通過大鼠側(cè)腦室注入IGF-1的方法表明,IGF-1可改善動物的學(xué)習(xí)記憶能力。因此,血清IGF-1水平降低與缺血性卒中后認(rèn)知障礙獨立相關(guān),且IGF-1可作為缺血性卒中后認(rèn)知障礙的新的治療靶點。
綜上所述,急性腦梗死患者高血清VILIP-1濃度、低血清IGF-1濃度,與卒中后認(rèn)知障礙的發(fā)生存在相關(guān)性,可能為腦卒中后認(rèn)知功能障礙的早期診斷提供理論依據(jù)。且IGF-1可作為缺血性卒中后認(rèn)知障礙的新的治療靶點,但其臨床有效性,尚需大量基礎(chǔ)及臨床試驗進(jìn)一步證實。
[1]Tarawneh R,D’Angelo G,Macy E,et al.Visinin-like protein-1:diagnostic and prognostic biomarker in Alzheimer disease[J].Ann Neurol,2011,70(2):274-285.
[2]Abdullah L,Luis C,Paris D,et al.Serum Abeta levels as predictors of conversion to mild cognitive impairment/Alzheimer disease in an ADAPT subcohort[J].Mol Med,2009,15(11):432-437.
[3]Erkinjuntti T.Vascular cognitive deterioration and stroke[J].Cerebrovasc Dis,2007,24(Suppl 1):189-194.
[4]Sperling RA,Aisen PS,Beckett LA,et al.Toward defining the preclinical stages of Alzheimer’s disease:recommendations from the National Institute on Aging-Alzheimer’s Association workgroups on diagnostic guidelines for Alzheimer’s disease[J].Alzheimer’s Demen,2011,7(3):280-292.
[5]Klimkowicz-Mrowiec A,Dziedzic T,Sowik A,et al.Predictors of poststroke dementia:results of a hospital-based study in poland[J].Dement Geriatr Cogn Disord,2006,21(5):328-334.
[6]Burgoyne RD.Neuronal calcium sensor proteins:generating diversity in neuronal Ca2+signalling[J].Nat Rev Neurosci,2007,8(3):182-193.
[7]Laterza OF,Modur VR,Crimmins DL,et al.Identification of novel brain biomarkers[J].Clin Chem,2006,52(9):1713-1721.
[8]Stejskal D,Sporova L,Svestak M,et al.Determination of serum visinin like protein-1 and its potential for the diagnosis of brain injury due to the stroke:a pilot study[J].Biomed Pap Med Fac Univ Palacky Olomouc Czech Repub,2011,155(3):263-268.
[9]付雪峰,呂云利,路 逵,等.急性腦卒中患者血漿胰島素樣生長因子1與胰島素抵抗的關(guān)系[J].中華醫(yī)學(xué)雜志,2002,82(6):410-412.
[10]Arai Y,Hirose N,Yamamura K,et al.Serum insulin-like growth factor-1 in centenarians:implications of IGF-1 as a rapid turnover protein[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci,2001,56(2):79-82.
[11]Watanabe T,Miyazaki A,Katagiri T,et al.Relationship between serum insulin-like growth factor-1 levels and Alzheimer’s disease and vascular dementia[J].J Am Geriatr Soc,2005,53(10):1748-1753.
[12]Watanabe T,Yamamoto H,Idei T,et al.Influence of insulin-like growth factor-land hepatocyte growth factor on carotid atherosclerosis and cognitive function in the elderly[J].Dement Geriatr Cogn Disord,2004,18(1):67-74.
[13]Zhao X,Liu SJ,Zhang J,et al.Combining insulin-like growth factor derivatives plus caffeinol produces robust neuroprotection after stroke in rats[J].Stroke,2005,36(1):129-134.
[14]Trejo JL,Carro E,Lopez-Lopez C,et al.Role of serum insulin-like growth factor in mammalian brain aging[J].Growth Horm IGF Res,2004,14(Suppl):39-43.
[15]Zhang J,Li Y,Chen J,et al.Expression of insulin-like growth factor 1 and receptor in ischemic rats treated with human marrow stromal cells[J].Brain Res,2004,1030(1):19-27.
[16]Denti L,Annoni V,Cattadori E,et al.Insulin-like growth factor 1 as a predictor of ischemic stroke outcome in the elderly[J].Am JMed,2004,117(5):312-317.
[17]Aberg D,JoodK,Blomstrand C,et al.Serum IGF-I levels correlate to improvement of functional outcome after ischemic stroke[J].J Clin Endocrinol Metab,2011,96(7):1055-1064.
[18]De Smedt A,Brouns R,Uyttenboogaart M,et al.Insulin-like growth factor I serum levels influence ischemic stroke outcome[J].Stroke,2011,42(8):2180-2185.
[19]石廣濱,張 昱,賈曉靜.胰島素樣生長因子-1對癡呆大鼠行為學(xué)及膽堿乙酰轉(zhuǎn)移酶表達(dá)的影響[J].中國老年學(xué)雜志,2006,26(1):6-65.