血清生物標(biāo)志物與腦小血管病關(guān)系研究進展

鐘曦，王伊龍

腦小血管?。╟erebral small vessel disease，CSVD）常用于描述由于腦穿支小動脈、毛細(xì)血管、小靜脈損傷及由此導(dǎo)致的腦實質(zhì)損傷引起的臨床表現(xiàn)、神經(jīng)影像學(xué)和神經(jīng)病理學(xué)臨床綜合征[1]。2013年，神經(jīng)退化研究中心國際工作組發(fā)表的血管變化的神經(jīng)影像學(xué)報告標(biāo)準(zhǔn)（STandards for ReportIng Vascular changes on nEuroimaging，STRIVE）中，CSVD的影像學(xué)標(biāo)志分為新發(fā)的皮質(zhì)下小梗死（recent small subcortical infarct）、腦白質(zhì)高信號（white matter hyperintensity，WMH）、假定血管源性的腔隙（lacune of presumed vascular origin）、微出血（cerebral microbleed，CMB）及血管周圍間隙（perivascular space，PVS）[2]。CSVD是導(dǎo)致老年認(rèn)知功能下降、情感障礙、步態(tài)異常等癥狀的主要原因，已受到國內(nèi)外研究者的重視。目前，CSVD發(fā)生的機制尚不明確，彌漫的血管內(nèi)皮損傷是目前比較公認(rèn)的導(dǎo)致CSVD發(fā)生發(fā)展的主要病理機制之一，而炎癥與血管內(nèi)皮損傷密切相關(guān)[3]。已有研究顯示血管內(nèi)皮細(xì)胞功能如凝血、血管再生等生物標(biāo)志物及炎性標(biāo)志物水平的改變可能與WMH、腔隙、CMB等的發(fā)生發(fā)展有關(guān)，另外炎癥與CSVD關(guān)系也可能受到人種、遺傳等因素的影響。本文旨在闡明CSVD各影像學(xué)標(biāo)志與血管內(nèi)皮功能標(biāo)志物、炎性標(biāo)志物關(guān)系研究的進展，以期對CSVD的早期診斷及治療有所幫助。

1 血管內(nèi)皮相關(guān)因子與腦小血管病

1．1 凝血纖溶標(biāo)志物與腦小血管病 健康的血管內(nèi)皮細(xì)胞表面具有抗凝和抗血栓作用，通過分泌多種重要的調(diào)節(jié)凝血和血小板功能的因子達到抗凝與促凝平衡，當(dāng)血管損傷或暴露于某些細(xì)胞因子或促炎刺激物時，可使此平衡向促凝/血栓形成轉(zhuǎn)變，因此血液中凝血和纖溶相關(guān)標(biāo)志物?？商崾狙軆?nèi)皮是否激活[4]。2010年，Iris L．H Knottnerus等[5]評估腔隙性腦梗死患者血液中組織型纖溶酶原激活物（tissue plasminogen activator，tPA）、纖溶酶原激活物抑制劑-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）等標(biāo)志物水平是否與WMH相關(guān)，結(jié)果提示伴有WMH的腔隙性腦梗死患者較孤立腔隙性腦梗死患者血tPA水平高（0．79 IU/mLvs0．44 IU/mL，P=0．02）、PAI-1抗原水平低（27．5 ng/mLvs44．0 ng/mL，P=0．02）。PAI-1水平低可能與tPA誘導(dǎo)的組織損傷有關(guān)，但tPA和PAI-1參與介導(dǎo)神經(jīng)元損傷的確切機制目前不詳，該實驗結(jié)果表明，纖維蛋白溶解系統(tǒng)中這些成分之間的平衡變化可能促進WMH的發(fā)展。

D-二聚體含量增高提示血管內(nèi)血栓形成與繼發(fā)纖溶的出現(xiàn)，是機體處于高凝狀態(tài)的標(biāo)志，可提示血管內(nèi)皮損傷。近年一項對11 415例研究對象進行長達平均18年隨訪的前瞻性研究指出，基線D-二聚體水平雖增加心源性卒中的發(fā)病風(fēng)險，但并不增加腔隙性腦梗死的風(fēng)險[6]。在急性缺血性卒中人群中，D-二聚體與CMB無明顯相關(guān)性[7]。但在感染艾滋病毒的人群中發(fā)現(xiàn)，D-二聚體與WMH總負(fù)荷正相關(guān)（β=0．044，P=0．02）[8]。綜上所述，關(guān)于D-二聚體水平與CSVD的關(guān)系，目前仍不明確。

血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）主要來源為血管內(nèi)皮細(xì)胞，vWF的缺乏可能導(dǎo)致血管內(nèi)皮完整性受損并增加血腦屏障（blood brain barrier，BBB）的通透性。早期有研究指出vWF越高，WMH越嚴(yán)重（OR1．28，95%CI1．07～1．53）[9]。但是近期在急性卒中人群[10]及社區(qū)人群中[11]并未發(fā)現(xiàn)vWF與WMH、腔隙有顯著相關(guān)性，但這些研究樣本量均偏小。甚至有研究結(jié)果顯示低水平的vWF與基底節(jié)區(qū)血管周圍間隙（perivascular space，PVS）計數(shù)增加有關(guān)（r=-0．025，P=0．032）[12]。因此，vWF與CSVD的關(guān)系及相關(guān)的機制仍需要更深入的探討研究。

1．2 血腦屏障損傷標(biāo)志物與腦小血管病 當(dāng)炎癥等因素導(dǎo)致血管內(nèi)皮損傷時，BBB通透性增加，血液中黏附分子增多。選擇素、血管細(xì)胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule，VCAM）、細(xì)胞間黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）均屬于黏附分子，這些分子水平增高反映血管內(nèi)皮功能障礙。近年日本一項研究對2型糖尿病患者隨訪6年，評估腦室周圍、皮層下WMH變化與黏附分子的關(guān)系，在校正相關(guān)混雜因素后，基線可溶性細(xì)胞間黏附分子1（soluble intercellular adhesion molecule 1，sICAM-1）水平每增加1個標(biāo)準(zhǔn)差，6年后腦室旁WMH進展的相對風(fēng)險增加2．17倍（95%CI1．29～3．62）[13]。在卒中人群中，sICAM-1與WMH正相關(guān)（β=0．21，P=0．016）、sVCAM-1與WMH、腔隙、CSVD總負(fù)荷等均正相關(guān)[10]。此外還有研究指出VCAM-1水平越高，WMH負(fù)荷越嚴(yán)重、腦白質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)受損越嚴(yán)重[14]。以上研究為CSVD的發(fā)病機制始于血管內(nèi)皮損傷的觀點提供了依據(jù)。Rob P．W．Rouhl等[15]在原發(fā)性高血壓和腔隙性腦梗死非急性期的患者人群中探討了黏附分子水平與CSVD的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)可溶性E-選擇素水平越高，CMB的數(shù)量越多（β=0．155，P=0．045）?？扇苄訣-選擇素的唯一來源即血管內(nèi)皮細(xì)胞，故該研究也強有力地證實了血管內(nèi)皮參與CSVD的發(fā)生發(fā)展過程。

有研究提示基質(zhì)金屬蛋白酶（matri x metalloproteinases，MMP）-9水平升高與BBB的破壞正相關(guān)[16]。MMP的激活，特別是MMP-9的激活可能通過BBB基底膜的蛋白水解從而導(dǎo)致BBB的破壞。在一項前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)，MMP-9與WMH體積增加正相關(guān)[17]。Framingham后代研究也指出MMP-9是較大負(fù)荷WMH的獨立危險因素（OR2．09，95%CI1．00～4．37，P=0．049）[18]。另外在急性腔隙性腦梗死患者中，合并CMB較未合并CMB的患者MMP-9水平顯著升高（P＜0．001）[19]。綜上所述，MMP-9與WMH、CMB等均有一定的聯(lián)系，但是現(xiàn)有的研究大多數(shù)為橫斷面研究，故MMP-9與CSVD的關(guān)系仍需更大樣本量、更高質(zhì)量的研究進行進一步證實。

1．3 血管內(nèi)皮修復(fù)標(biāo)志物與腦小血管病 腦小血管的修復(fù)主要由血管生長因子介導(dǎo)，其中血管內(nèi)皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）最具有代表性。Mekala R．Raman等[20]研究了血清VEGF、血管生成因子2（angiopoietin 2，Ang2）、可溶性酪氨酸激酶與免疫球蛋白樣和EGF樣結(jié)構(gòu)域2（soluble tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains 2，sTie2）及肝細(xì)胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）濃度與CSVD的關(guān)系，結(jié)果提示sTie2水平越高，WMH總負(fù)荷越嚴(yán)重（β=0．08，P=0．001），總腦容量越?。é?-0．08，P=0．002）。但該研究沒有發(fā)現(xiàn)VEGF水平與CSVD有明顯相關(guān)性。但另一研究發(fā)現(xiàn)，在阿爾茨海默病患者中，伴有CMB組患者VEGF水平高于無CMB組（336．72±15．18 pg/mLvs192．37±11．34 pg/m L）。在校正其他混雜因素后V EGF水平每增加10 pg/mLCMB的風(fēng)險增加2．37倍（95%CI1．53～4．02，P=0．004）[21]。這與最近在急性卒中患者中展開的一項研究結(jié)論一致，該研究也指出伴有CMB的患者VEGF水平顯著增高（P=0．003）[21]。

血管內(nèi)皮細(xì)胞主要有4大功能：參與血管穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)、調(diào)節(jié)抗凝與纖溶系統(tǒng)、參與炎癥反應(yīng)及血管的修復(fù)與再生。血管內(nèi)皮功能及損傷相關(guān)標(biāo)志物水平的改變直接提示血管內(nèi)皮受損，是目前最直接且最簡便的檢測方式。血管內(nèi)皮的修復(fù)涉及多種內(nèi)皮細(xì)胞如循環(huán)內(nèi)皮祖細(xì)胞、循環(huán)祖細(xì)胞和循環(huán)內(nèi)皮細(xì)胞等，目前可通過檢測不同內(nèi)皮細(xì)胞水平來評估血管內(nèi)皮功能的新方法，但是該新技術(shù)尚缺少相應(yīng)的評價標(biāo)準(zhǔn)及更優(yōu)的細(xì)胞提取技術(shù)，仍有待完善和驗證。

2 炎癥因子與腦小血管病

2．1 白細(xì)胞介素-6/C反應(yīng)蛋白 白細(xì)胞介素-6（interleukin 6，IL-6）是一種在調(diào)節(jié)免疫和炎癥反應(yīng)中起重要作用的多功能細(xì)胞因子，它可以誘導(dǎo)肝臟產(chǎn)生C反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）。在諸多炎性標(biāo)志物與CSVD關(guān)系的研究中，CRP的研究最為廣泛，且有諸多研究表明CRP及更敏感的超敏CRP（high-sensitivity CRP，hs-CRP）是WMH[22-23]、腔隙性腦梗死[23]、CMB[24]、EPVS[25-26]等的獨立危險因素。但是也有不少研究得出不同的結(jié)論[27-28]。美國心血管健康隊列研究（Cardiovascular Health Study，CHS）分析了3073例白種人和571例黑種人的CRP、IL-6水平與WMH的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)在白種人中CRP是WMH的獨立危險因素（OR1．48，95%CI1．17～1．84），但是在黑種人中二者無顯著相關(guān)性。這提示CRP與CSVD的相關(guān)性可能與人種相關(guān)[29]。2017年美國的一項研究發(fā)現(xiàn)在黑種人中隨著CRP水平增高，老年腦室周圍腦白質(zhì)微結(jié)構(gòu)完整性降低（β=-0．1，P=0．011），而在白種人中，僅載脂蛋白E ε4陽性的人CRP水平越高，WMH體積越大[30]。該研究提示炎癥與CSVD的關(guān)系可能因人種、遺傳基礎(chǔ)不同而不同。此外，在基于社區(qū)人群的鹿特丹掃描研究中（總研究對象1033例）發(fā)現(xiàn)，基線時較高的CRP水平顯著增加腦室旁WMH[CRP的最高與最低三分位數(shù)相比，OR值為3．1（95%CI1．3～7．2）]及皮質(zhì)下WMH[CRP的最高與最低三分位數(shù)相比，OR值為2．5（95%CI1．1～5．6）]發(fā)生發(fā)展的風(fēng)險[31]。

在上述提到的CRP與CSVD的研究中，也有諸多關(guān)于IL-6與CSVD關(guān)系的研究，但是各研究之間結(jié)論各異。法國開展的一項社區(qū)研究對1841例受試者隨訪了4年，發(fā)現(xiàn)基線高水平IL-6與較大的基線WMH體積正相關(guān)（P＜0．01），但高水平IL-6與4年后CSVD進展無明顯相關(guān)[23]。但也有研究指出IL-6是CSVD進展的獨立危險因素（OR7．4，95%CI1．48～37），這些相互矛盾的結(jié)果可能是由于研究的樣本量、種族、CSVD的評估方法或數(shù)據(jù)分析策略的差異造成的。

2．2 腫瘤壞死因子-α 腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）通過抑制各種緊密連接蛋白的表達，從而導(dǎo)致BBB的通透性增加。TNF-α可通過細(xì)胞膜腫瘤壞死因子受體1（tumor necrosis factor receptor 1，TNFR1）和腫瘤壞死因子受體2（tumor necrosis factor receptor 2，TNFR2）發(fā)揮多種調(diào)節(jié)功能[32]。Framingham研究發(fā)現(xiàn)，與無CMB的受試者相比，伴有CMB的受試者血清TNFR2水平更高（OR2．2，95%CI1．1～4．1），這也是首次探索TNF與CMB之間聯(lián)系的研究[27]。而目前大部分研究未發(fā)現(xiàn)TNFR2與WMH[17，27]、腔隙[33]的發(fā)生發(fā)展有明顯相關(guān)性。

2．3 脂蛋白相關(guān)磷脂酶A 2 脂蛋白相關(guān)磷脂酶-A 2（Lipoprotein related phospholipase -A2，Lp-PLA2）被認(rèn)為是與缺血性卒中和癡呆風(fēng)險相關(guān)的炎性標(biāo)志物。目前關(guān)于Lp-PLA2與CSVD的關(guān)系研究相對較少。已有的研究當(dāng)中，主要認(rèn)為Lp-PLA2與缺血型CSVD如WMH[34]、腔隙[35]等相關(guān)，而與CMB[36]無明顯相關(guān)性。北曼哈頓研究（Northern Manhattan Study，NOMAS）發(fā)現(xiàn)，相比于Lp-PLA2最低四分位，最高四分位水平受試者WMH體積增加1．3倍（β=0．28，P=0．008）[34]。Framingham后代隨訪研究發(fā)現(xiàn)，高水平Lp-PLA2患者的WMH體積更大、無癥狀腔隙性腦梗死發(fā)病率更高[27]。眾所周知CMB同樣是CSVD的影像學(xué)標(biāo)志，但在社區(qū)人群中并沒有發(fā)現(xiàn)關(guān)于Lp-PLA2與全腦/腦葉的CMB存在明確的關(guān)聯(lián)，研究者考慮這個結(jié)果不除外是因為樣本量小、種族局限等因素造成的結(jié)果偏移[27，36]。目前關(guān)于Lp-PLA2與CMB關(guān)系的研究數(shù)量很少，尚需要更多的研究進一步探討二者的關(guān)系。

其他的炎性標(biāo)志物如新嘌呤，目前也有相關(guān)研究?；罨膯魏?巨噬細(xì)胞產(chǎn)生新嘌呤，可以誘導(dǎo)血管內(nèi)皮的損傷，從而增加黏附分子的產(chǎn)生，有研究證實新嘌呤和EPVS數(shù)量正相關(guān)（P＜0．001）[15]。

綜上所述，炎癥在CSVD發(fā)生發(fā)展過程中起重要作用，其可以通過介導(dǎo)內(nèi)皮功能障礙、破壞緊密連接蛋白、重塑細(xì)胞外基質(zhì)、激活膠質(zhì)細(xì)胞等參與CSVD發(fā)生發(fā)展過程。

隨著對CSVD的重視，關(guān)于CSVD生物標(biāo)志物的研究越來越多。但是目前無論在社區(qū)人群還是卒中人群、無論是橫斷面研究還是縱向隨訪研究中，尚未發(fā)現(xiàn)能夠早期確切預(yù)測和診斷CSVD的特異性生物學(xué)標(biāo)志物。目前除了血清生物標(biāo)志物，關(guān)于腦脊液、基因等的研究正在興起，希望未來能將CSVD的影像學(xué)、病理學(xué)、血清學(xué)標(biāo)志物及基因遺傳學(xué)聯(lián)系起來開展系列研究，以探索與CSVD發(fā)生發(fā)展密切相關(guān)的、更為特異的生物學(xué)標(biāo)志物，為CSVD的早期預(yù)測和治療提供提供幫助。