進展性腦梗死患者血清HMGB1、FKN動態(tài)變化研究

蓋昱辛, 盛寶英， 韓 鳳， 魏春杰， 李叢言

進展性腦梗死患者血清HMGB1、FKN動態(tài)變化研究

蓋昱辛, 盛寶英， 韓 鳳， 魏春杰， 李叢言

目的 探討高遷移率族蛋白B1(HMGB1)及不規(guī)則趨化因子(FKN)在進展性腦梗死中的可能作用機制。方法 用酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)法檢測急性腦梗死患者不同時期血清HMGB1及FKN水平變化，根據(jù)斯堪的納維亞腦卒中量表(scandinavian stroke scale,SSS)評分分為進展組和非進展組。根據(jù)梗死體積將180例患者分為大梗死灶組、中梗死灶組、小梗死灶組。另納入30例健康體檢者作為對照組。結(jié)果 180例急性腦梗死患者中有35例(19.44%)發(fā)展為進展性腦梗死。進展組SSS基線評分低于非進展組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。進展性組患者發(fā)病后1 d、7 d、14 d血清HMGB1、FKN水平高于非進展組和對照組，有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。梗死灶體積大則血清HMGB1、FKN水平高(P<0.05)。結(jié)論 血清HMGB1、FKN增加可能通過增加炎癥反應(yīng)促進動脈粥樣硬化形成和進展，加重腦組織損傷，導(dǎo)致腦梗死患者病情進展。

進展性腦梗死； HMGB1； FKN

進展性腦梗死指發(fā)病后6 h～1 w內(nèi)神經(jīng)功能損害進行性加重或雖經(jīng)臨床治療病情仍呈進展性惡化的一類腦梗死，約占腦梗死的20%～40%。目前已經(jīng)明確腦梗死的主要病理基礎(chǔ)是動脈粥樣硬化，而炎癥損傷機制在動脈粥樣硬化病理損傷中的作用和地位尤為突出。腦缺血發(fā)生后，機體發(fā)生一系列免疫防御反應(yīng)，眾多炎癥介質(zhì)、趨化因子異常表達(dá)與釋放對腦組織產(chǎn)生直接和間接的毒性作用是神經(jīng)元繼發(fā)損傷重要的病理基礎(chǔ)。高遷移率族蛋白 1(high mobility group Box-1，HMGB1)是高度保守的核蛋白，當(dāng)組織受到內(nèi)源性刺激或外源性刺激后，可釋放至細(xì)胞外，與受體結(jié)合后作為重要的炎癥介質(zhì)參與局部及全身的炎癥反應(yīng)過程[1]。在動脈粥樣硬化的病理改變中，激活的平滑肌細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞是 HMGB1 的重要來源，能促進動脈粥樣硬化的進展和易損斑塊破裂[2]。不規(guī)則趨化因子(Fractalkine/CX3CL1，F(xiàn)KN)是一種兼具介導(dǎo)細(xì)胞黏附和趨化雙重生物學(xué)作用的趨化因子，可通過加強淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞趨化、黏附導(dǎo)致血管內(nèi)皮細(xì)胞受損，也可通過增加血小板活化及黏附，促進動脈粥樣硬化斑塊形成[3]。本研究通過檢測進展性腦梗死患者和非進展性腦梗死患者不同時期血清HMGB1及FKN水平變化，探討其是否能影響腦梗死進展。

1 材料與方法

1.1 一般資料 研究對象：選取2015年6月-2016年6月我院神經(jīng)內(nèi)科住院治療的急性腦梗死患者180例。根據(jù)入院后腦梗死是否進展分為進展組和非進展組，其中進展組患者35例，男24例，女11例，平均年齡(56.20±7.22)歲；非進展組患者145例，男86例，女59例，平均年齡(54.84±7.86)歲。根據(jù)發(fā)病后24 h頭部CT計算腦梗死體積，腦梗死體積>10 cm3為大梗死灶組(54例)；體積4～10 cm3為中梗死灶組(64例)；體積<4 cm3為小梗死灶組(62例)。另外，選擇同期30例健康體檢者作為對照組，其中男20例，女10例，平均年齡(55.87±7.54)。診斷標(biāo)準(zhǔn)：急性腦梗死患者符合《中國急性缺血性卒中診治指南2014》的診斷標(biāo)準(zhǔn)[4]。進展性腦梗死患者符合2003年歐洲進展性腦卒中研究組(European Progressing Stroke Study Group,EPSS)制訂的進展性腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]。發(fā)病第3天神經(jīng)系統(tǒng)癥狀和基線評分對比，在SSS評分里的意識水平、上下肢運動或者眼球運動加重≥2分(或)在言語功能加重≥3分或發(fā)病后72 h以內(nèi)死亡的患者。排除標(biāo)準(zhǔn)：其他腦部疾病(顱內(nèi)占位、顱腦外傷、顱內(nèi)感染、腦出血)、感染性疾病、血液病、風(fēng)濕免疫病、急性心血管事件、重度肝腎功能衰竭等患者。

1.2 方法 病例組分別于入院第1天、第7天、第14天，對照組于查體當(dāng)天，均抽取空腹靜脈血3 ml，于3000 r/min離心15 min，分離上層血清，-20 ℃冰箱保存，用于檢測HMGB1和FKN。HMGB1、FKN均采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA法)，試劑盒購自上海西唐生物科技有限公司。

2 結(jié) 果

2.1 進展組與非進展組一般臨床資料、SSS基線評分、梗死灶體積、梗死部位對比 180例急性腦梗死患者中有35例發(fā)展為進展性腦梗死，占急性腦梗死患者的19.44%。 兩組患者一般臨床資料上不存在統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。梗死部位與梗死灶體積不存在統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。進展組SSS基線評分低于非進展組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表1)。

2.2 進展組、非進展組、對照組患者血清HMGB1測定結(jié)果比較 進展組患者不同時間血清HMGB1水平高于同期的非進展組和對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；非進展組患者不同時間血清HMGB1水平高于同期的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表2)。

2.3 進展組、非進展組、對照組患者血清FKN測定結(jié)果比較 進展組患者不同時間FKN水平高于同期的非進展組和對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；非進展組患者不同時間FKN水平高于同期的對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)(見表3)。

2.4 急性腦梗死患者梗死灶體積與發(fā)病第1天血清HMGB1、FKN水平的關(guān)系 大梗死灶組患者血清HMGB1、FKN水平高于中梗死灶組、小梗死灶組(P<0.05)；中梗死灶組患者血清HMGB1、FKN水平高于小梗死灶組(P<0.05)(見表4)。

表1 進展組與非進展組一般臨床資料、SSS基線評分梗死灶體積、梗死部位對比

與非進展組比較*P<0.05

表2 3組血清HMGB1測定結(jié)果比較(pg/ml)

與對照組比較*P<0.05；與非進展組比較#P<0.05

表3 3組血清FKN測定結(jié)果比較(pg/ml)

與對照組比較*P<0.05；與非進展組比較#P<0.05

表4 急性腦梗死患者不同梗死灶體積與血清HMGB1、FKN水平比較

與小梗死灶組比較*P<0.05；與中梗死灶組比較#P<0.05

3 討 論

進展性腦梗死發(fā)生機制尚未完全明確，其危險因素有血壓、血糖、發(fā)熱、感染、癲癇發(fā)作、腦水腫等。病理生理機制包括動脈硬化斑塊的破裂、炎性介質(zhì)的激活、自由基損傷、興奮性氨基酸毒性作用等。急性腦血管病發(fā)生的早期標(biāo)志即是動脈粥樣硬化，鑒于目前認(rèn)為動脈粥樣硬化本質(zhì)上是一種多器官系統(tǒng)的無菌性炎癥性疾病[6]，所以，研究影響動脈粥樣硬化進程的炎性反應(yīng)受到廣泛重視。動脈粥樣硬化始于血管內(nèi)皮功能障礙，血管內(nèi)皮損傷后，其維持血管穩(wěn)態(tài)、預(yù)防血栓等作用減弱，血管內(nèi)平衡被破壞，在這慢性病理過程中，單核細(xì)胞遷移、泡沫細(xì)胞形成、血管平滑肌細(xì)胞增殖和炎性細(xì)胞浸潤，形成粥樣斑塊。炎性反應(yīng)的激活調(diào)節(jié)著動脈粥樣硬化的形成、易損斑塊的破裂，加重供血動脈的硬化與狹窄，是腦卒中進展的高危因素。吞噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等炎癥細(xì)胞在斑塊內(nèi)的浸潤數(shù)目，一定程度上可反應(yīng)斑塊的炎癥嚴(yán)重程度和判定斑塊的不穩(wěn)定性。

流行病學(xué)資料顯示，進展性腦梗死的發(fā)生率國內(nèi)外統(tǒng)計數(shù)據(jù)差別較大，國內(nèi)約20%～40%；國外為9%～43%。本組研究選取一段時間內(nèi)發(fā)生急性腦梗死患者180例，其中病情進展的患者為35例，約占總樣本數(shù)19.4%，與國內(nèi)統(tǒng)計數(shù)據(jù)有所差別。其原因可能為近年患者就醫(yī)及時和醫(yī)從性增高、治療方案更新、影像學(xué)檢查的發(fā)展、對心腦血管疾病危險因素的預(yù)防加強。且來我院就診患者的特點、腦梗死的分型、進展性腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)的使用不同所得出的結(jié)論也存在差異。研究過程中發(fā)現(xiàn)進展組患者入院時SSS基線評分低于非進展組，有統(tǒng)計學(xué)意義，其原因可能為SSS評分低意味著缺血損害范圍廣泛，累及語言、意識、肢體運動等方面功能，發(fā)生狹窄的血管往往是頸內(nèi)動脈、大腦中動脈等大血管，發(fā)生閉塞時，缺乏有效的側(cè)枝循環(huán)，缺血半暗帶區(qū)發(fā)生不可逆損傷，使病情發(fā)生進展。

HMGB1屬于高遷移率族蛋白家族，因其在凝膠電泳時泳動速度快而得名，廣泛存在于哺乳動物的細(xì)胞核中，受到病理性損傷或內(nèi)源性致炎因子刺激后可釋放到細(xì)胞外[7]。作為炎癥反應(yīng)的關(guān)鍵調(diào)控分子，在腦梗死免疫炎癥過程發(fā)揮的生物學(xué)作用逐漸受到重視。HMGB1主要表達(dá)于內(nèi)皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞以及巨噬細(xì)胞。在動脈粥樣硬化病變內(nèi)膜處，HMGB1不僅在胞漿中表達(dá)增加而且還能彌散釋放到斑塊基質(zhì)內(nèi)，刺激巨噬細(xì)胞的遷移、平滑肌細(xì)胞聚集，并募集其它免疫細(xì)胞以及增加多種炎癥介質(zhì)MCP-1,VCAM-1等釋放[8]。在大腦中動脈閉塞動物模型中，HMGB1最初出現(xiàn)在神經(jīng)元胞漿，而后迅速消失，被分泌至胞外[9]。釋放至細(xì)胞外的HMGB1一方面可作為早期炎癥介質(zhì)，介導(dǎo)多種細(xì)胞合成和分泌炎性介質(zhì)和促炎細(xì)胞因子，放大了腦組織的缺血再灌注損傷和炎癥反應(yīng)[10]；另一方面也可認(rèn)為是晚期炎癥介質(zhì)，激活單核巨噬細(xì)胞，主動分泌HMGB1，促進平滑肌細(xì)胞增殖并遷移至內(nèi)膜，在趨化因子作用下，使更多炎癥細(xì)胞聚集，進一步放大炎癥反應(yīng)。綜上所述，前期研究已表明HMGB1在動脈粥樣硬化的進展過程中扮演的上游炎癥介質(zhì)作用已被廣泛證實，腦卒中后，由于血腦屏障破壞，HMGB1可以從中樞神經(jīng)系統(tǒng)釋放入外周血，通過測定血清中的HMGB1水平可以反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)HMGB1的表達(dá)水平以及腦損傷的程度。本實驗結(jié)果顯示，血清HMGB1水平在發(fā)生腦梗死時會有明顯持續(xù)性升高，在第7天達(dá)到高峰，進展組患者高于同時期非進展組及正常對照組，在腦缺血2 w后仍呈較高水平表達(dá)。說明進展性腦梗死的無菌性炎癥較非進展性更為劇烈。梗死發(fā)生后，HMGB1的過度表達(dá)提示著腦組織損傷后產(chǎn)生大量炎癥因子抗原，引起嚴(yán)重的免疫應(yīng)答反應(yīng)，進而激活多種炎癥細(xì)胞釋放致炎因子，調(diào)控周圍炎性反應(yīng)，維持和放大生物學(xué)效應(yīng)，HMGB1作為一種多效應(yīng)的炎癥調(diào)節(jié)因子，其強烈的致炎作用使動脈粥樣硬化進展、斑塊破裂、腦損傷加劇，可能對腦梗死進展有預(yù)測意義。

FKN屬于CX3C家族，主要表達(dá)于血管內(nèi)皮細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞表面，有膜結(jié)合型和分泌型兩種形式，膜結(jié)合型能誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞活性，促進白細(xì)胞黏附；分泌型對單核細(xì)胞有強烈趨化作用。動脈粥樣硬化灶內(nèi)主要是淋巴細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，暗示這些炎癥細(xì)胞參與局部炎癥反應(yīng)。在動脈粥樣硬化形成和發(fā)展過程中，泡沫細(xì)胞的前體細(xì)胞即單核細(xì)胞的聚集和激活貫穿始終，F(xiàn)KN在其向血管壁遷移過程中起關(guān)鍵作用。FKN可通過與高親和力受體CX3CR1結(jié)合通過G蛋白偶聯(lián)啟動細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)導(dǎo)機制，發(fā)揮調(diào)節(jié)免疫和白細(xì)胞趨化作用，吸引炎性細(xì)胞在損傷區(qū)域聚集，誘導(dǎo)炎癥表達(dá)，加速炎癥反應(yīng)。在損傷的血管內(nèi)皮細(xì)胞以及動脈硬化斑塊中，F(xiàn)KN和其受體CX3CR1均存在過度表達(dá)，且和病情嚴(yán)重程度成正比[11]。腦組織缺血 6 h時FKN即有所升高，高水平FKN可持續(xù)至發(fā)病90 d后[12]，在大鼠MCAO模型中，CX3CR1缺陷(CX3CR1-/-)大鼠梗死后面積減小，血腦屏障破壞減輕，凋亡神經(jīng)元減少，ROS水平降低，神經(jīng)功能也有所改善[13]。血漿FKN增高提示血液中促炎因子水平與體內(nèi)炎癥反應(yīng)的嚴(yán)重程度增高導(dǎo)致腦組織損傷的加重，一般炎癥因子產(chǎn)生的高峰期約在1 w左右，而本實驗結(jié)果中進展性腦梗死患者FKN水平在第1天即達(dá)到高峰，持續(xù)時間也較無進展的腦梗死組長。提示FKN一方面可能通過促進炎癥細(xì)胞的趨化滲出，激活浸潤的白細(xì)胞產(chǎn)生釋放活性氧、自由基等，使腦損傷程度加重；同時加速斑塊內(nèi)的炎癥反應(yīng)使纖維膜損傷、泡沫細(xì)胞增多，加快斑塊破裂，導(dǎo)致腦梗死進展；另一方面隨著腦組織炎癥反應(yīng)的加劇，內(nèi)皮細(xì)胞在細(xì)胞因子的作用下產(chǎn)生更多的FKN，進展性腦梗死患者病情更嚴(yán)重，炎癥細(xì)胞活化觸發(fā)了梗死后炎癥的“瀑布鏈”，放大了炎癥的級聯(lián)反應(yīng)，加重了腦水腫和神經(jīng)細(xì)胞的凋亡，故FKN水平明顯升高且高峰提前?？梢酝茰yFKN可能是反應(yīng)腦梗死患者病情進展的標(biāo)志物。

在血清HMGB1、FKN水平與梗死體積關(guān)系分析中可看出，大梗死灶組高于中梗死灶和小梗死灶，說明梗死體積越大血清HMGB1、FKN水平越高。在腦缺血發(fā)生后，激活的單核巨噬細(xì)胞可主動分泌HMGB1，促進平滑肌細(xì)胞增殖并遷移至內(nèi)膜，在趨化因子作用下，使更多炎癥細(xì)胞聚集，內(nèi)皮功能失代償，通過級聯(lián)效應(yīng)誘導(dǎo)局部炎癥反應(yīng)放大。而FKN可趨化泡沫細(xì)胞的前體細(xì)胞即單核細(xì)胞向血管壁遷移，吸引炎性細(xì)胞在損傷區(qū)域聚集，加速炎癥反應(yīng)。二者可協(xié)同作用通過調(diào)節(jié)局部炎癥反應(yīng)進而導(dǎo)致病灶擴大和神經(jīng)功能缺損加重。

炎癥在動脈粥樣硬化的發(fā)生、不穩(wěn)定斑塊的破裂和血栓形成過程中起關(guān)鍵作用，是造成進展性卒中的重要原因。斑塊內(nèi)炎性反應(yīng)促進斑塊破裂,腦缺血后大量炎癥因子異常表達(dá)和釋放，對腦組織產(chǎn)生直接和間接的毒性作用，形成惡性循環(huán)，引起血栓的擴大及炎癥的繼發(fā)損害。因此，炎性標(biāo)記物是判斷腦血管事件發(fā)生發(fā)展程度的良好實驗室補充指標(biāo)。HMGB1、FKN水平升高所介導(dǎo)的炎癥的級聯(lián)反應(yīng)可能參與進展性腦梗死病理損傷過程。通過監(jiān)測HMGB1、FKN有助于早期判斷進展性腦梗死，對于臨床干預(yù)有一定的指導(dǎo)意義。

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Changes and clinical significance of serum HMGB1，F(xiàn)KN inpatients with progressive ischemic stroke

GAIYuxin,SHENGBaoying,HANFeng,etal.

(DepartmentofNeurology,TheFirstAffiliatedHospitalofJiamusiUniversity,Heilongjiang,Jiamusi154000,China)

Objective To investigate the role of high mobility group box (HMGB) 1 and fractalkine/CX3CL1 (FKN) in progressive ischemic stroke.Methods The serum levels of HMGB1 and FKN in patients with acute cerebral infarction at different perids were detected by ELISA.According to Scandinavian Stroke Scale(SSS),patients divided into progressive group and non-progressive group.According to the infarct volume,180 cases were divided into large infarction group,middle infarction group and small infarction group.30 asymptomatic healthy individuals who underwent annual health check up were chosen as control.Results Among 180 patients,35 patients (19.44%) were progressive stroke.The SSS basic score of progressive group was lower than non-progressive group (P<0.05).The levels of HMGB1,FKN in progressive group were higher than non-progressive group and control group at the 1st,7th,14th day after stroke onset(P<0.05).The levels of HMGB1,FKN was higher in patients with bigger size infarction (P<0.05).Conclusion The increase of the levels of HMGB1,FKN may promote and formate of atherosclerosis through increaseing the inflammatory response,which may deteriorate brain injury and lead to early neurological evolution.

Progressive ischemic stroke； HMGB1； FKN

1003-2754(2017)02-0141-04

2016-12-27；

2017-01-29

(佳木斯大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科，黑龍江 佳木斯 154000)

盛寶英，E-mail：shengbaoying123@163.com

R743.3

A