缺血性腦卒中二級(jí)預(yù)防中的血液生物標(biāo)志物

張樂樂，吳嘉，汪俊軍

(東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院臨床學(xué)院&東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院檢驗(yàn)科，南京 210002)

根據(jù)《全國第三次死因回顧抽樣調(diào)查報(bào)告》，腦卒中是我國人口死亡的首要病因[1]。缺血性腦卒中(ischemic stroke, IS)作為腦卒中最為常見的類型，具有高發(fā)病率、高患病率、高復(fù)發(fā)率、高致殘率及高死亡率的特點(diǎn)，且近幾年在我國有愈趨年輕化的趨勢[1]。IS的治療時(shí)間窗很短，確診后要盡快進(jìn)行靜脈溶栓或者血管介入治療，以盡可能地改善患者預(yù)后。識(shí)別與炎癥、高血壓、脂質(zhì)和糖代謝失調(diào)等危險(xiǎn)因素與大動(dòng)脈粥樣硬化、心源性栓塞等病因的諸多血液生物標(biāo)志物，或可提示腦卒中發(fā)生和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，輔助臨床制定腦卒中防治的個(gè)性化治療方案，為腦卒中的二級(jí)預(yù)防策略奠定基礎(chǔ)[1-2]。

1 與IS危險(xiǎn)因素有關(guān)的血液生物標(biāo)志物

IS發(fā)病伴隨著炎癥反應(yīng)、血栓形成和氧化應(yīng)激等多種病理生理過程。來源于血液標(biāo)本的相關(guān)生物標(biāo)志物可反映IS患者體內(nèi)炎癥反應(yīng)、脂質(zhì)紊亂的狀態(tài)以及血壓、血糖控制的水平，有望預(yù)示IS發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，為降低IS復(fù)發(fā)率提供幫助。

1.1炎癥反應(yīng)相關(guān)細(xì)胞因子 腦卒中后，腦組織損傷部位周圍神經(jīng)元、小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞等可釋放炎癥因子如腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)、白介素-1(interleukin-1, IL-1)、白介素-6 (interleukin-6, IL-6)、白介素-10(interleukin-10, IL-10)等，參與炎癥反應(yīng)[3]。血清IL-6水平與長期IS發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)[4]。一些參與血管內(nèi)皮功能障礙和動(dòng)脈粥樣硬化(atherosclerotic, As)炎癥途徑的分子如C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、同型半胱氨酸(homocysteine, Hcy)、纖溶酶原激活物抑制劑-1 (plasminogen activator inhibitor-1, PAI-1)、細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)、血管細(xì)胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1, VCAM-1)、血管內(nèi)皮生長因子-A(vascular endothelial growth factor-A，VEGF-A)等也可作為動(dòng)態(tài)監(jiān)測IS病理生理過程的潛在標(biāo)志物[5-6]。

炎癥作為IS二級(jí)預(yù)防的潛在治療靶點(diǎn)，已在一些二級(jí)預(yù)防試驗(yàn)中進(jìn)行了研究驗(yàn)證。秋水仙堿是一種抗炎藥物，過去常用于治療痛風(fēng)，近年來一系列臨床試驗(yàn)表明其可用于治療心血管疾病。在一項(xiàng)涉及慢性冠心病患者的隨機(jī)試驗(yàn)中[7]，每天接受一次0.5 mg秋水仙堿治療的患者發(fā)生主要不良心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)明顯降低；這提示低劑量秋水仙堿的使用或者與標(biāo)準(zhǔn)藥物聯(lián)合使用可用于IS的二級(jí)預(yù)防。

1.2血脂代謝失調(diào)相關(guān)脂蛋白 通過監(jiān)測血脂水平并采用調(diào)脂治療，也是防止腦卒中復(fù)發(fā)的重要方法。國內(nèi)外血脂異常防治指南均強(qiáng)調(diào)，降低低密度脂蛋白膽固醇(low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C)水平是防控As性心血管疾病風(fēng)險(xiǎn)的首要干預(yù)靶點(diǎn)，而非高密度脂蛋白膽固醇可作為次要干預(yù)靶點(diǎn)。目前，IS二級(jí)預(yù)防的LDL-C最佳臨界值仍不確定。在一項(xiàng)因As導(dǎo)致短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemic attack，TIA)和IS的研究顯示[8]，隨訪3.5年中患者LDL-C水平<70 mg/L發(fā)生心血管事件的風(fēng)險(xiǎn)明顯低于LDL 90～100 mg/L。血脂指標(biāo)脂蛋白(a)[lipoprotein (a)，Lp(a)]也是腦卒中的一個(gè)危險(xiǎn)因素。Lp(a)水平≥100 nmol/L與大動(dòng)脈粥樣硬化型腦卒中病因以及復(fù)發(fā)性腦卒中的發(fā)生獨(dú)立相關(guān)[9]。ApoB-100(apolipoprotein B-100)和ApoA-Ⅰ(Apolipoprotein A-Ⅰ)與作為脂蛋白重要組成部分，也是預(yù)測不良心血管事件的重要輔助指標(biāo)，未來還可能成為阻止As進(jìn)展和改善預(yù)后重要的治療靶點(diǎn)。

調(diào)脂治療一般以中等強(qiáng)度他汀類藥物為主，一項(xiàng)Meta分析顯示[10]，更高強(qiáng)度的他汀類治療更有利于降低腦卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，特別是對于As患者；在腦卒中二級(jí)預(yù)防策略中，LDL-C水平越低患者獲益可能越大。他汀類藥物對Lp(a)無影響，前蛋白轉(zhuǎn)換酶枯草溶菌素9(proprotein convertase subtilisin kexin type 9)可將Lp(a)降低20%至30%[11]。對于LDL-C控制良好，Lp(a)水平仍然高的IS患者來說，使用針對Lp(a)的藥物或許能成為二級(jí)預(yù)防的重要靶點(diǎn)。

1.3血壓升高和血糖代謝失調(diào)相關(guān)生物標(biāo)志物 IS患者出院后一年內(nèi)收縮壓軌跡呈高下降或低穩(wěn)定的患者發(fā)生不良臨床結(jié)局的風(fēng)險(xiǎn)較低[12]。高血壓可與炎癥、糖脂代謝異常、內(nèi)皮功能障礙的病理生理過程相互作用，導(dǎo)致IS病程進(jìn)一步發(fā)展。炎癥細(xì)胞在高血壓狀態(tài)下可釋放致血管功能障礙的誘導(dǎo)因子、炎癥小體以及高血壓介質(zhì)血管緊張素Ⅱ、內(nèi)皮素-1、前列腺素等刺激血管收縮，以進(jìn)一步增高血壓[13]。在中國中老年人群中檢測到血清心臟指標(biāo)Hcy、氨基末端B型鈉尿肽前體(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide，NT-proBNP)和糖化血紅蛋白A1c(glycated hemoglobin A1c，HbA1c)水平升高，且與高血壓的發(fā)生獨(dú)立相關(guān)，而常規(guī)炎癥標(biāo)志物CRP與高血壓之間則沒有明顯關(guān)聯(lián)[14]。外泌體微小核糖核酸(micro RNAs，miRNAs)作為細(xì)胞間信號(hào)分子，參與調(diào)節(jié)腎素—血管緊張素—醛固酮系統(tǒng)以及內(nèi)皮和血管功能障礙、氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)等過程，也與高血壓關(guān)系密切[15]。

糖尿病和高血糖是IS的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，且與預(yù)后不良有關(guān)。在IS和糖尿病患者中，較高HbA1c水平與復(fù)合血管事件和腦卒中復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)的增加有關(guān)[16]。氧化應(yīng)激指標(biāo)尿酸、葡萄糖酸與高血糖和細(xì)胞毒性腦損傷有關(guān)，提示了高血糖患者腦卒中后可通過限制氧化代謝途徑預(yù)防腦繼發(fā)損傷[17]。抗糖尿病新藥物胰高血糖素樣肽-1(glucagon-like peptide-1，GLP-1)受體激動(dòng)劑比鈉-葡萄糖共轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白-2 (sodium-glucose cotransporter protein-2，SGLT-2)抑制劑更能減少非致命性腦卒中的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)[18-20]。

2 IS病因血液生物標(biāo)志物

IS發(fā)病時(shí)的癥狀、恢復(fù)過程及由此產(chǎn)生的結(jié)局與其亞型的不同病因有關(guān)；按照TOAST病因分型IS分為5型：大動(dòng)脈粥樣硬化型(large-artery atherosclerosis，LAA)、心源性栓塞型(cardioembolism, CE)、小血管閉塞型(small-vessel occlusion，SVO)、其他病因確定型(other determined etiology, OD)和病因不能確定型(undetermined etiology, UD)，其中LAA和CE的復(fù)發(fā)率最高[21]。了解與IS亞型有關(guān)的特定血液生物標(biāo)志物是確定各型治療靶點(diǎn)和制定其二級(jí)預(yù)防策略的重要參考依據(jù)。

2.1LAA血液生物標(biāo)志物 As導(dǎo)致的血管管腔狹窄或閉塞以及不穩(wěn)定性As斑塊形成的血栓是導(dǎo)致LAA發(fā)病的主要原因，高危斑塊的主要識(shí)別方法主要是超聲檢查等影像學(xué)技術(shù)，血液生物標(biāo)志物也可以提供有關(guān)斑塊穩(wěn)定性和并發(fā)癥或狹窄進(jìn)展風(fēng)險(xiǎn)的信息，從而幫助患者進(jìn)行更積極的藥物或介入治療。TNF-α、IL-6、IL-1、內(nèi)皮微粒(endothelial microparticles)、基質(zhì)金屬蛋白酶(matrix metalloproteinases，MMPs)、髓過氧化物酶(myeloperoxidase)、脂蛋白相關(guān)性磷脂酶A2(lipoprotein-associated phospholipase A2)、血管內(nèi)皮生長因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、脂聯(lián)素(adiponectin)、可溶性凝集素樣氧化LDL受體-1(soluble lectin-like oxidized LDL receptor-1)和miRNAs已被提出作為局部斑塊不穩(wěn)定的標(biāo)記物，可用于預(yù)測腦卒中高危人群腦血管事件的發(fā)生，為風(fēng)險(xiǎn)分層管理提供科學(xué)指導(dǎo)[6,22-26]。CRP、胰蛋白3(pentraxin)、血漿可溶性尿激酶纖溶酶原激活物受體(plasma-soluble urokinase plasminogen activator receptor)和單核細(xì)胞趨化蛋白1(monocyte chemotactic protein 1)是系統(tǒng)性炎癥標(biāo)志物，也與癥狀性頸動(dòng)脈狹窄的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)[2,6,27]。纖維蛋白降解產(chǎn)物D-二聚體(D-dimer)、血栓調(diào)節(jié)相關(guān)因子和黏附分子P-選擇素(P-selectin)和E-選擇素(E-selectin)在預(yù)測斑塊不穩(wěn)定中的作用仍在討論中[6]。

MMPs和VEGF-A被認(rèn)為是As斑塊不穩(wěn)定性的潛在治療靶點(diǎn)。靶向MMPs不同分子結(jié)構(gòu)的MMPs抑制劑和抗MMPs療法已在細(xì)胞和動(dòng)物水平上進(jìn)行了驗(yàn)證[23]；四甲基吡嗪和芍藥苷、白藜蘆醇等天然化合物，可抑制VEGF-A水平，有助于As斑塊的穩(wěn)定性[22]。由于大多數(shù)與斑塊不穩(wěn)定性有關(guān)的血液生物標(biāo)志物也參與了炎癥反應(yīng)過程，預(yù)防LAA型IS復(fù)發(fā)的藥物治療也可能會(huì)在較大程度上受益于抗炎治療。

2.2CE血液生物標(biāo)志物 CE是指來自心臟和主動(dòng)脈弓的心源性栓塞，通過血循環(huán)導(dǎo)致腦動(dòng)脈栓塞，從而引起相應(yīng)腦功能障礙的臨床綜合征。心房鈉尿肽(atrial natriuretic peptide，ANP)和B型鈉尿肽(brain natriuretic peptide，BNP)及其裂解副產(chǎn)物MR-pro-ANP和NT-proBNP是CE研究最廣泛的血液生物標(biāo)志物。在TIA后的第一個(gè)小時(shí)內(nèi)，血清NT-proBNP水平高于800 pg/mL與后續(xù)隨訪過程中發(fā)生缺血性或出血性腦卒中風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)[28]；說明及時(shí)檢測血清NT-proBNP水平可預(yù)測TIA預(yù)后，為腦卒中二級(jí)預(yù)防作早期準(zhǔn)備。高水平的MR-proANP是預(yù)測急性IS患者發(fā)生房顫和主要不良心血管事件的有效指標(biāo)，可作為臨床識(shí)別患者需進(jìn)行長期心臟監(jiān)測的決策工具[29]。在口服抗凝治療的房顫患者中，代表纖維化/重塑的MMP-9和可溶性腫瘤抑制2(soluble suppression of tumorigenesis 2)、心功能障礙的NT-proBNP、血管鈣化的骨橋蛋白(osteopontin)、代謝蛋白sortilin和黏膜完整性/缺血的三葉因子-3(trefoil factor-3)，從不同的病理生理通路，顯示出與繼發(fā)IS/全體性栓塞風(fēng)險(xiǎn)最密切的相關(guān)性[30]。

目前基于基因組學(xué)、RNA組學(xué)、代謝物組學(xué)等多水平組學(xué)研究中的基因或分子已被驗(yàn)證為具有區(qū)分CE卒中和AF檢測的生物標(biāo)志物的潛力，未來還可能會(huì)為卒中發(fā)病機(jī)制、治療靶點(diǎn)的識(shí)別和生物標(biāo)志物的發(fā)現(xiàn)提供新的見解[31-33]。

2.3SVO血液生物標(biāo)志物 SVO多表現(xiàn)腔隙性腦梗死，是IS和認(rèn)知功能障礙的危險(xiǎn)因素之一，由SVO導(dǎo)致TIA發(fā)作后早期復(fù)發(fā)率高于LAA[34]。凝血/纖溶過程、內(nèi)皮功能障礙以及局部和全身的炎癥反應(yīng)可能參與了腦小血管疾病的發(fā)病機(jī)制。腔隙性腦梗死患者血漿組織纖溶酶原激活物 (tissue plasminogen activator)、PAI-1、纖維蛋白原和D-二聚體水平總體升高；內(nèi)皮激活標(biāo)志物Hcy、血管性血友病因子(von Willebrand factor)和黏附分子E-選擇素、P-選擇素、ICAM-1和VCAM-1表達(dá)增加；血漿炎癥標(biāo)志物CRP、TNF-α 和 IL-6水平與腔隙性卒中患者的缺血性復(fù)發(fā)有關(guān)[5,35]。內(nèi)皮功能障礙是觸發(fā)小血管損傷的第一步。高Hcy血癥Hcy>15 μmol/L在早期階段可通過氧化應(yīng)激、炎癥反應(yīng)等影響內(nèi)皮功能，不僅可作為診斷SVO的生物標(biāo)志物，還可能是SVO重要的潛在治療靶點(diǎn)[5,36]。

目前，SVO二級(jí)預(yù)防措施主要是抗血小板和血管危險(xiǎn)因素控制，抗炎藥物治療是SVO二級(jí)預(yù)防的潛在方法[35]。miRNAs參與內(nèi)皮細(xì)胞功能調(diào)節(jié)，抑制或上調(diào)血管內(nèi)皮釋放的某類miRNAs可以保護(hù)腦卒中后內(nèi)皮細(xì)胞的完整性、限制血腦屏障的通透性、促進(jìn)血流和神經(jīng)元代謝的恢復(fù)，可能成為IS恢復(fù)性治療的一種有前景的治療策略[37-38]。針對SVO特異性高的生物標(biāo)志物及其治療靶點(diǎn)仍需進(jìn)一步研究。

3 IS血液生物標(biāo)志物檢測方法

IS是一種異質(zhì)性疾病，發(fā)病時(shí)的癥狀、恢復(fù)過程以及結(jié)局與其不同病因亞型和血管機(jī)制有關(guān)，復(fù)發(fā)模式多樣化，理想的血液生物標(biāo)志物應(yīng)該對不同疾病狀態(tài)或臨床表現(xiàn)的患者表現(xiàn)出高敏感性和特異性，實(shí)驗(yàn)室應(yīng)根據(jù)血液生物標(biāo)志物的基本特性選擇具有臨床應(yīng)用價(jià)值的檢測方法。臨床對血液生物標(biāo)志物常規(guī)檢測方法有電化學(xué)法、分光光度法、比濁法、高效液相色譜法、酶聯(lián)免疫吸附法、凝膠電泳法、放射免疫法、聚合酶鏈反應(yīng)、流式和液相懸浮芯片技術(shù)等，這些方法可以提供高敏感性和特異性，但有些涉及昂貴、笨重的儀器和復(fù)雜耗時(shí)的操作?；陔娀瘜W(xué)、光化學(xué)和納米材料的生物傳感器則提高了靈敏度，達(dá)到了從納米到阿托濃度的檢測極限[39]。目前，IS的確診主要通過影像學(xué)計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography, CT)和磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)發(fā)現(xiàn)腦部梗死部位及面積大小。有不少研究顯示，運(yùn)用CT、MRI、超聲和核成像可以捕獲多種疾病生物標(biāo)志物作非侵入性定量成像，把體內(nèi)分子可視化、檢測和定量，具有高靈敏度和高分辨率，然而，這些都沒有進(jìn)展到分子成像中的臨床常規(guī)使用[40-41]。而新生物標(biāo)志物及其表達(dá)增加的鑒定主要是通過高通量技術(shù)進(jìn)行的，整合蛋白質(zhì)組學(xué)、基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)和代謝組學(xué)數(shù)據(jù)研究血液生物標(biāo)志物不同分子水平上的大量數(shù)據(jù)和信息，揭示分子之間的相互作用網(wǎng)絡(luò);然而，這種技術(shù)成本昂貴，數(shù)據(jù)量大，結(jié)果不夠直觀。

4 展望

IS復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)高，應(yīng)盡早啟動(dòng)二級(jí)預(yù)防。通過檢測IS患者特定的血液生物標(biāo)志物，以評(píng)估其潛在的危險(xiǎn)因素，更好地反映腦卒中發(fā)作后相關(guān)病理生理過程的動(dòng)態(tài)變化，對不同風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體進(jìn)行個(gè)性化的治療，幫助臨床及時(shí)制定和改變治療策略，是IS二級(jí)預(yù)防中的重要舉措。

然而，由于某些血液生物標(biāo)志物的敏感性或特異性有限，又或個(gè)體差異較大，其臨床實(shí)際應(yīng)用受到很大限制。現(xiàn)有臨床研究大多基于某一種或一類血液生物標(biāo)志物進(jìn)行評(píng)估，但單一指標(biāo)并不一定能夠包含評(píng)估IS復(fù)發(fā)的全部所需信息，某類腦卒中病因也不能僅靠一種指標(biāo)來判定。因此，未來后續(xù)研究一方面應(yīng)致力于開展多中心、大樣本的長期隊(duì)列隨訪，確定各種血液生物標(biāo)志物的標(biāo)準(zhǔn)閾值，并與臨床表現(xiàn)和影像識(shí)別相結(jié)合，評(píng)估其對IS發(fā)生和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)、病因診斷、治療效果等的預(yù)測價(jià)值，另一方面應(yīng)著眼于開發(fā)各類靶向IS血液生物標(biāo)志物的藥物，從而為IS的二級(jí)預(yù)防策略提供新的途徑與方法。IS血液生物標(biāo)志物的臨床應(yīng)用優(yōu)勢與特點(diǎn)是可識(shí)別患者的危險(xiǎn)因素或區(qū)分潛在病因，以便輔助臨床開展卒中防治的個(gè)性化治療，為實(shí)現(xiàn)腦卒中的精準(zhǔn)診療提供強(qiáng)有力保障。