血清VCAM-1、PECAM-1水平與急性腦梗死患者并發(fā)卒中后認知功能障礙的相關性研究

傅小燕，王小麗

(三亞中心醫(yī)院/海南省第三人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，海南 三亞 572000)

急性腦梗死(acute cerebral infarction，ACI)是一種臨床常見的腦血管疾病，在我國具有較高的致殘率、復發(fā)率和死亡率[1]。卒中后認知功能障礙(post-stroke cognitive impairment，PSCI)是ACI患者常見的后遺癥之一，腦損傷的面積越大，年齡越大，時間越長，發(fā)生PSCI的風險越高，發(fā)病率高達20%-80%，嚴重影響患者的生活質(zhì)量[2-3]。因此，早期篩查、評估ACI患者PSCI發(fā)生風險，并給予積極防治，對改善這類患者的預后具有重要意義[4-5]。目前，對于ACI患者并發(fā)PSCI的相關病理生理學機制尚未完全闡明，亦無確切有效的防治方案，故探究PSCI的臨床防治靶點，以期從血清分子生物學方面尋找早期評估工具具有重要的臨床價值[4]。迄今為止，研究報道的多種生物標記物并沒有顯示出對ACI患者并發(fā)PSCI評估的最佳敏感性和特異性[6]。研究表明，卒中后血管內(nèi)皮損傷所致的血腦屏障功能障礙可能是ACI患者并發(fā)PSCI的重要病理生理過程之一，內(nèi)皮損傷相關生物標志物可能與PSCI的發(fā)生密切相關[6-7]。血管細胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)是免疫球蛋白家族成員之一，主要由內(nèi)皮細胞表達，負責細胞黏附過程[8]；此外，血小板內(nèi)皮細胞黏附分子-1(platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1)是一種在內(nèi)皮細胞和白細胞上高度表達的黏附分子，其通過調(diào)節(jié)血小板活化和介導白細胞的跨內(nèi)皮遷移，從而維持血管系統(tǒng)的完整性[9]。然而，目前有關血清VCAM-1、PECAM-1與ACI患者并發(fā)PSCI關系的研究較少，故本研究分析血清VCAM-1、PECAM-1水平與ACI患者并發(fā)PSCI的相關性，并評估其診斷效能，以期為臨床評估PSCI發(fā)生風險提供更多的理論依據(jù)，便于指導PSCI的早期防治。

1 資料與方法

1.1 研究對象選取2019年1月—2021年7月三亞中心醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科收治的200例ACI患者作為研究對象，其中男性122例、女性78例，年齡50-83歲，平均年齡(68.91±7.75)歲。納入標準：①起病至住院時間≤24 h；②年齡≥18周歲；③首次診斷為ACI，并符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》中ACI診斷標準，且經(jīng)頭顱CT或DWI-MRI證實[1]；④入院時患者未昏迷，并同意參與研究；⑤臨床資料完整。排除標準：①存在占位性病變、腦出血等其他腦實質(zhì)疾病者；②發(fā)病時伴有各種急、慢性創(chuàng)傷或感染者；③嚴重器官衰竭或嚴重營養(yǎng)不良的患者；④入院前已有明確的精神疾病、額顳葉變性、阿爾茨海默病等影響認知功能的其他疾病者；⑤伴有自身免疫性疾病、血液系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤者的患者；⑥不配合進行認知功能測評者。參與研究的患者均告知研究目的與用途，并簽署知情同意書；研究符合醫(yī)學倫理學標準，并經(jīng)三亞中心醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 研究方法

1.2.1一般資料收集 收集所有受試者的年齡、性別、吸煙史、飲酒史、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、 既往疾病史(包括糖尿病、高血壓病等病史)以及入院時基線美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS)評分。

1.2.2血清VCAM-1、PECAM-1的檢測 在接受治療前采集受試者外周靜脈血5 ml，并送至中心實驗室進行離心(離心半徑8 cm，3 000 r/min)15 min后，取上清液保存于-70℃醫(yī)用冰箱待測。采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)測定血清VCAM-1、PECAM-1水平，ELISA 試劑盒由上海江萊生物科技有限公司提供，嚴格按照說明書進行操作。

1.2.3認知功能評估 在入院后接受治療前由經(jīng)嚴格培訓的研究人員采用簡明精神狀態(tài)量表(mini-mental state examination scale，MMSE)在安靜清醒狀態(tài)下對ACI患者進行認知功能評估。MMSE量表共30項題目，包括注意力、計算力、時間定向力、地點定向力、視空間、即刻記憶、延遲記憶等方面；每項題目回答正確計1分，不知道或回答錯誤計0 分；MMSE量表總分為30分，MMSE評分≥27分評為認知功能正常、MMSE評分<27分評為認知功能障礙[10]。

2 結果

2.1 兩組一般情況比較兩組性別分布、BMI、吸煙率、飲酒率和伴高血壓比例比較，差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。PSCI組年齡、伴糖尿病比例、NIHSS評分明顯高于認知功能正常組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般情況比較

2.2 兩組血清VCAM-1、PECAM-1水平及MMSE評分比較

PSCI組血清VCAM-1、PECAM-1水平明顯高于認知功能正常組，MMSE評分明顯低于認知功能正常組，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組血清VCAM-1、PECAM-1水平及MMSE評分比較

2.3 血清VCAM-1、PECAM-1水平與MMSE評分的相關性

Pearson相關分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM1水平分別與MMSE評分呈負相關(r=-0.590，P<0.001；r=-0.713，P<0.001)。見圖1。

圖1 血清VCAM-1(圖1A)、PECAM-1(圖1B)水平與MMSE評分分布散點圖

2.4 ACI患者并發(fā)PSCI影響因素的多因素Logistic回歸分析以是否并發(fā)PSCI為因變量，以單因素分析具有統(tǒng)計學意義的指標為自變量，進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，年齡、NIHSS評分、VCAM-1、PECAM-1是ACI患者并發(fā)PSCI的獨立影響因素(P<0.05)。見表3。

表3 ACI患者并發(fā)PSCI影響因素的多因素Logistic回歸分析結果

2.5 血清VCAM-1、PECAM-1對ACI患者并發(fā)PSCI的診斷價值ROC曲線分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發(fā)PSCI的AUC分別為0.832、0.821，均大于0.7。見圖2、表4。

表4 血清VCAM-1、PECAM-1對ACI患者并發(fā)PSCI的診斷價值

圖2 血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發(fā)PSCI的ROC曲線圖

3 討論

目前，隨著腦血管診療技術的快速發(fā)展和卒中綠色通道的開通，ACI患者急性期的病死率逐漸下降。然而，許多病人仍然存在與卒中相關的遠期并發(fā)癥,明顯降低這類患者的生活質(zhì)量和遠期生存率[1-3]。Shin等[11]在一項大規(guī)模的流行病學調(diào)查研究中發(fā)現(xiàn)，7 459名首次腦卒中患者中3 176例患者存在不同程度的認知功能下降，PSCI發(fā)生率高達42.6%，且發(fā)病年齡偏于年輕化。本研究共納入200例ACI患者,根據(jù)MMSE評分，其中79例患者出現(xiàn)不同程度認知障礙，PSCI發(fā)生率為39.50%，與上述研究結果基本一致。因此，PSCI在腦卒中患者具有較高的發(fā)生率，應引起醫(yī)護人員的重視。目前，PSCI尚無有效的治療方法，故探究影響PSCI發(fā)生的相關因素對早期發(fā)現(xiàn)可逆性危險因素，并指導治療，對改善這類病人的預后具有重要的臨床意義[5-6]。既往研究顯示，年齡增長、基線NIHSS評分升高是發(fā)生PSCI的獨立危險因素，與本研究結果基本一致[2-3，11]。此外，本研究亦發(fā)現(xiàn)，ACI并發(fā)PSCI患者血清VCAM-1、PECAM-1表達異常升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，其水平升高是ACI患者并發(fā)PSCI的獨立危險因素(P<0.05)，提示血清VCAM-1、PECAM-1水平與ACI患者并發(fā)PSCI密切相關。

ACI患者并發(fā)PSCI的相關病理生理學機制尚未完全明確，卒中后炎癥反應、血管內(nèi)皮活化和損傷等誘導的血腦屏障功能障礙可能在PSCI的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用[6]。血管內(nèi)皮分布于血管壁內(nèi)層，其屏障功能由細胞間緊密連接和黏附連接蛋白調(diào)控，其中細胞黏附分子通過激活白細胞募集和組織炎癥來調(diào)節(jié)內(nèi)皮功能，已成為反映血管內(nèi)皮損傷潛在的生物標志物[12]。VCAM-1是細胞黏附分子家族成員之一，主要發(fā)揮介導炎癥細胞與內(nèi)皮細胞的結合并轉(zhuǎn)移到附近組織的細胞黏附作用[8]。研究顯示，VCAM-1通常在白細胞、巨噬細胞和血管內(nèi)皮細胞的細胞膜上低度表達，缺血和/或缺血再灌注性腦損傷所誘發(fā)炎癥反應可促進VCAM-1的大量表達并以可溶性形式釋放，通過其表面受體介導被炎癥介質(zhì)激活的白細胞和其他炎癥細胞向損傷部位跨內(nèi)皮遷移，由此引起缺血損傷演變?yōu)檠装Y損傷[13]。在本研究中，ACI并發(fā)PSCI患者血清VCAM-1水平明顯升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，說明血清VCAM-1水平反映了血管內(nèi)皮活化和炎癥反應的程度，其介導白細胞-內(nèi)皮細胞相互作用的級聯(lián)激活是ACI患者發(fā)生血管、神經(jīng)組織再損傷和隨后并發(fā)PSCI的關鍵環(huán)節(jié)；此外，VCAM-1活化和表達增加可進一步誘發(fā)腦血管內(nèi)皮屏障受損和血管通透性增加，造成腦組織細胞水腫加重，導致神經(jīng)功能惡化[14]。因此，血清VCAM-1水平的越高，ACI患者并發(fā)PSCI的風險越高。

PECAM-1是一種高糖基化免疫球蛋白樣膜受體，也屬于細胞黏附分子家族的成員之一，主要由白細胞、血小板和內(nèi)皮細胞表達，在內(nèi)皮細胞間連接處高度富集，通過其胞外結構域介導細胞間的相互作用形成內(nèi)皮細胞的緊密屏障，并作為一種信號黏附分子通過控制跨內(nèi)皮細胞遷移的最終步驟在血管生物學中具有多種作用，包括血小板激活、血栓形成、血管生成、內(nèi)皮細胞對剪切應力的反應、白細胞跨內(nèi)皮遷移等，其在心腦血管疾病中的作用受到廣泛的關注[9]。最近，Winneberger等[15]通過實驗研究發(fā)現(xiàn)，在缺血性腦卒中小鼠模型中，血清PECAM-1水平升高，并通過控制中性粒細胞的跨內(nèi)皮遷移在腦組織細胞缺血性損傷、腦組織免疫細胞浸潤和遲發(fā)性腦萎縮中發(fā)揮重要作用；此外，PECAM-1阻斷劑可通過抑制卒中后神經(jīng)炎癥和減少缺血性腦損傷改善小鼠卒中嚴重程度。本研究結果顯示，ACI并發(fā)PSCI患者血清PECAM-1水平明顯升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，提示ACI并發(fā)PSCI患者存在血管內(nèi)皮活化和損傷。其機制可能是PECAM-1在缺血和/或缺血再灌注性腦損傷所誘發(fā)炎癥反應的強烈刺激下，造成PECAM-1胞外結構域被切割并脫落到血漿中，從而中斷了抑制性細胞信號，導致血管內(nèi)皮細胞失控活化，除促進白細胞與內(nèi)皮細胞之間相互作用和介導白細胞跨內(nèi)皮細胞遷移外，PECAM-1還大量聚集在內(nèi)皮細胞間連接處，維持和恢復內(nèi)皮通透性屏障；故ACI患者病情越重，炎癥反應越強烈，為了保證機體能夠正常應對以上刺激的變化則需要激活更多PECAM-1[16]。

此外，本研究ROC曲線分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發(fā)PSCI的AUC分別為0.832、0.821，均大于0.7。說明血清VCAM-1、PECAM-1水平在鑒別ACI患者是否并發(fā)PSCI中具有一定的臨床價值。

綜上所述，ACI并發(fā)PSCI患者血清VCAM-1、PECAM-1表達異常升高，且二者對PSCI具有較高診斷價值，可作為臨床診療PSCI的重要依據(jù)。本研究的不足之處在于本研究為單中心研究，樣本量相對較小且剔除了部分不符合研究標準患者，不排除存在選擇性偏倚的可能性。因此，本研究結果尚需大規(guī)模多中心臨床研究進一步證實。