NLR在卒中后認(rèn)知障礙中的研究進(jìn)展

尚天玲，沈延鑫，馬 博，王詠純，李明希，孫 莉

卒中后認(rèn)知障礙(Post stroke cognitive impairment，PSCI)是腦血管疾病常見的但容易忽視的一類并發(fā)癥，是近1/3卒中患者面臨的主要負(fù)擔(dān)。近些年，有關(guān)炎癥與PSCI的關(guān)系開始被臨床醫(yī)生關(guān)注，有研究發(fā)現(xiàn)外周血中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)及中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值(Neutrophil to Lymphocyte Ratio，NLR)作為一種成本低且易于測量的指標(biāo)，與PSCI相關(guān)。本文主要總結(jié)中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)和NLR作為新的外周血生物標(biāo)志物與卒中后認(rèn)知障礙的研究進(jìn)展，以期更好地為PSCI的診斷及判斷預(yù)后提供參考。

1 PSCI流行病學(xué)及相關(guān)發(fā)病機(jī)制

卒中后認(rèn)知障礙(PSCI)是指在卒中事件后出現(xiàn)并持續(xù)到6 m時(shí)仍存在的以認(rèn)知損害為特征的臨床綜合征[1]，包括卒中后認(rèn)知障礙非癡呆(PSCIND)和卒中后癡呆(PSD)。國際PSCI、PSCIND和PSD發(fā)病率分別為24%～53.4%、11%～42%、14%～29%[2]，我國PSCI發(fā)病率也高達(dá)53.1%[3]。PSCI不僅受年齡、教育水平、職業(yè)等人口統(tǒng)計(jì)學(xué)因素影響，也與高血壓、糖尿病、高脂血癥、心房17:42 2022-5-12顫動(dòng)、吸煙和高同型半胱氨酸血癥等腦血管疾病風(fēng)險(xiǎn)因素、感染譫妄等卒中并發(fā)癥[4]以及復(fù)發(fā)性卒中[5]等相關(guān)。

PSCI發(fā)病機(jī)制尚不明確，可能與以下幾點(diǎn)有關(guān)：首先，與大血管病變所導(dǎo)致的關(guān)鍵部位梗死以及與梗死體積、梗死灶數(shù)量、單側(cè)/雙側(cè)卒中病變相關(guān)；其次，與伴隨阿爾茨海默病(AD)的混合性癡呆相關(guān)，研究指出卒中前癡呆使首次缺血性卒中1 y后AD發(fā)病率增加50%[6]；此外，包括腦白質(zhì)病變、腔隙性腦梗死和微出血的腦小血管病[7]在PSCI發(fā)病機(jī)制中也發(fā)揮了重要作用；最后，氧化應(yīng)激、低灌注可能通過導(dǎo)致神經(jīng)血管單元受損激活炎癥通路加劇認(rèn)知障礙[7]。近年來，關(guān)于炎癥與PSCI的研究主要集中在白細(xì)胞介素(IL)、超敏C反應(yīng)蛋白(CRP)、類風(fēng)濕因子(RF)、炎癥小體[8]和脂氧素A4(LXA4)[9]等。此外，外周血中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)及NLR作為一種成本低且易于測量的預(yù)后因素開始被研究者關(guān)注[10]。

2 中性粒細(xì)胞與PSCI的相關(guān)性研究

中性粒細(xì)胞是先天免疫系統(tǒng)的重要組成部分，是構(gòu)成人體免疫的第一道防線。同時(shí)，在無菌性炎癥中也發(fā)揮著重要作用，例如卒中。缺血性卒中發(fā)生數(shù)小時(shí)內(nèi)，外周血中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)呈指數(shù)級增加[11]，通過產(chǎn)生活性氧自由基(ROS)，合成細(xì)胞因子、趨化因子、細(xì)胞間粘附分子[12]及脫顆粒產(chǎn)生髓過氧化物酶(MPO)、彈性蛋白酶 (NE)等[13]發(fā)揮破壞作用。中性粒細(xì)胞胞外陷阱 (Neutrophil Extracellular Traps，NETs)是由中性粒細(xì)胞釋放的解聚 DNA 纖維和中性粒細(xì)胞衍生的核、細(xì)胞質(zhì)和顆粒蛋白等組成的大型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能夠誘捕和殺死病原體[14]。有研究發(fā)現(xiàn)NETs在卒中發(fā)病的各個(gè)環(huán)節(jié)也發(fā)揮重要作用。在缺血性卒中急性期：(1)NETs參與血管內(nèi)血栓形成而加劇低灌注[14]；(2)破壞血腦屏障(BBB)導(dǎo)致中性粒細(xì)胞腦內(nèi)浸潤[15]：NETs 釋放許多細(xì)胞毒性蛋白酶，如組蛋白、彈性蛋白酶和 MPO，直接誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞損傷以增加血管通透性，中性粒細(xì)胞可進(jìn)入中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過釋放NETs損傷神經(jīng)細(xì)胞，發(fā)揮無菌性炎癥。用脫氧核糖核酸酶I (DNase 1)清除NETs可顯著降低血腦屏障損傷[16]；(3)腦實(shí)質(zhì)損傷[14]：NETs釋放的細(xì)胞毒蛋白直接損傷神經(jīng)元，或通過激活炎癥細(xì)胞加重神經(jīng)炎癥。在腦缺血恢復(fù)期，新生血管形成和血管重構(gòu)對于腦功能的修復(fù)也至關(guān)重要。NETs 釋放增加會(huì)導(dǎo)致新血管形成減少，利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行中性粒細(xì)胞耗竭可增加新血管形成和血管灌注[17]。

中性粒細(xì)胞的無菌性炎癥導(dǎo)致BBB受損，外滲到大腦中的纖維蛋白原與整聯(lián)蛋白(CD11b/CD18)和非整聯(lián)蛋白受體 (TLR)相互作用而激活炎癥通路，小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生 ROS、促炎細(xì)胞因子，也激活少突膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶-9(MMP-9)；反過來，炎癥再次加劇 BBB 分解并誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞中粘附分子的表達(dá)，導(dǎo)致白細(xì)胞和血小板粘附以及微血管閉塞。同時(shí)，BBB 通透性增加引起的組織水腫進(jìn)一步壓縮血管而降低腦血流量。中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥與BBB破壞之間的惡性循環(huán)加劇了神經(jīng)血管單元受損[18]。

大量研究表明，神經(jīng)血管單元受損與認(rèn)知障礙發(fā)病相關(guān)[19]。2013年一項(xiàng)有關(guān)血管性癡呆的研究[20]詳細(xì)闡述了神經(jīng)血管單元在其發(fā)病機(jī)制中的關(guān)鍵作用。也有研究[17]認(rèn)為中性粒細(xì)胞在中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)浸潤可誘導(dǎo)神經(jīng)炎癥級聯(lián)反應(yīng)，加劇阿爾茨海默病病理和認(rèn)知能力下降；在 AD 模型小鼠的實(shí)質(zhì)和血管中發(fā)現(xiàn)了NETs，表明NETs 參與中性粒細(xì)胞介導(dǎo)的慢性神經(jīng)炎癥并促進(jìn) AD 的發(fā)病機(jī)制或發(fā)展[21]；另一動(dòng)物實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，中性粒細(xì)胞耗竭可減少AD的發(fā)病機(jī)制并改善記憶力[17]，考慮與中性粒細(xì)胞耗竭增加新血管形成和血管灌注相關(guān)。Bowman GL等[22]認(rèn)為BBB 破壞是平均 34 m內(nèi)認(rèn)知能力下降的危險(xiǎn)因素；Marshall RS等[23]認(rèn)為低灌注獨(dú)立于腦部病變而損害認(rèn)知；也有研究提出慢性炎癥可能介導(dǎo)腦結(jié)構(gòu)變化，如海馬和前額葉皮質(zhì)物質(zhì)損失，進(jìn)而影響認(rèn)知功能。

綜上，高中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)不僅與梗死體積、卒中嚴(yán)重程度、死亡[2]和卒中再發(fā)[24]等短期及長期預(yù)后(包括死亡率、mRS評估等)相關(guān)，在缺血性卒中不同階段，中性粒細(xì)胞也分別通過導(dǎo)致急性期低灌注、血腦屏障破壞、腦實(shí)質(zhì)損傷和恢復(fù)期新生血管形成減少等影響神經(jīng)血管單元，而神經(jīng)血管單元受損又與血管性癡呆和AD等相關(guān)，因此，中性粒細(xì)胞也可能是急性期及恢復(fù)期PSCI的危險(xiǎn)因素。

3 淋巴細(xì)胞與PSCI相關(guān)性研究

在缺血性卒中后數(shù)小時(shí)內(nèi)，外周循環(huán)淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)呈指數(shù)下降[11]。淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)下降考慮其作為機(jī)體免疫調(diào)節(jié)屏障的一部分，與身體的壓力反應(yīng)有關(guān)[25]，即與應(yīng)激條件下下丘腦-垂體-腎上腺軸、交感神經(jīng)-腎上腺-髓質(zhì)軸和副交感神經(jīng)系統(tǒng)(迷走神經(jīng))的參與及兒茶酚胺水平升高等相關(guān)。

已發(fā)現(xiàn)淋巴細(xì)胞在治愈或修復(fù)炎癥方面發(fā)揮重要作用[26]。早期研究[27]表明，較高水平的淋巴細(xì)胞可通過上調(diào)抗炎細(xì)胞因子如白細(xì)胞介素(IL)-10、抑制腫瘤壞死因子(TNF)-α和IL-6等發(fā)揮抗炎作用，較低的淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)與早期神經(jīng)功能改善不良和長期功能預(yù)后不良有關(guān)。然而，近些年逐漸認(rèn)為，不同淋巴細(xì)胞亞群對腦缺血產(chǎn)生的影響不同[28]。據(jù)報(bào)道，某些亞型的 T 細(xì)胞，如T輔助細(xì)胞1型(TH1)和T輔助17型(T H 17)會(huì)加劇卒中后的結(jié)局[29]，調(diào)節(jié)性 T 細(xì)胞和調(diào)節(jié)性B細(xì)胞可減少缺血組織體積和改善神經(jīng)功能缺損[30]。

此外，淋巴細(xì)胞亞群也會(huì)影響認(rèn)知功能。在臨床前研究[31]中，T 細(xì)胞被認(rèn)為與認(rèn)知功能有關(guān)，認(rèn)為T 淋巴細(xì)胞對維持成年期海馬神經(jīng)發(fā)生和空間學(xué)習(xí)能力很重要。一項(xiàng)基于小鼠模型的研究[32]也發(fā)現(xiàn)當(dāng)缺乏成熟 T 細(xì)胞時(shí)，小鼠的認(rèn)知能力受損，給予被動(dòng) T 細(xì)胞補(bǔ)充可以逆轉(zhuǎn)認(rèn)知狀況。另一項(xiàng)基于動(dòng)物和人類的研究[33]表明，B 細(xì)胞介導(dǎo)的自身免疫在卒中后認(rèn)知能力下降發(fā)展中也起著重要作用。梗死核心有 B 淋巴細(xì)胞浸潤的卒中小鼠可出現(xiàn)晚期認(rèn)知能力下降，當(dāng)使用抗體阻斷 B 細(xì)胞時(shí)，可防止這種認(rèn)知能力下降。在大面積腦梗死患者尸檢研究中，梗死灶核心及周圍區(qū)域中的B 淋巴細(xì)胞及相應(yīng)抗體也較對照組腦組織中的含量高。卒中后淋巴細(xì)胞浸潤是一個(gè)持久的過程，可以作為預(yù)防 PSCI 的目標(biāo)[34]。此外，一些卒中后血管性癡呆患者的血清中存在針對腦抗原的自身抗體。由于多種機(jī)制，包括抗體介導(dǎo)的細(xì)胞毒性、補(bǔ)體的固定、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)的抑制或細(xì)胞凋亡的直接誘導(dǎo)，CNS 中的抗體可能是有害的[35]，越來越多的證據(jù)表明自身抗體會(huì)干擾神經(jīng)元功能并可能介導(dǎo)卒中后的認(rèn)知障礙。

綜上，T細(xì)胞和B細(xì)胞均可能參與卒中后認(rèn)知障礙的發(fā)病機(jī)制，當(dāng)外周血淋巴細(xì)胞減少，T細(xì)胞和B細(xì)胞也相應(yīng)減少，出現(xiàn)PSCI可能性大，但具體機(jī)制仍需進(jìn)一步臨床研究證實(shí)。

4 NLR和PSCI相關(guān)性研究

當(dāng)AIS發(fā)生時(shí)，循環(huán)中性粒細(xì)胞首先募集到缺血區(qū)域并誘導(dǎo)破壞性級聯(lián)反應(yīng)，同時(shí)應(yīng)激條件導(dǎo)致淋巴細(xì)胞數(shù)量下降，因此，作為上述兩種不同炎癥標(biāo)志物的組合，外周血中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值(NLR)能綜合代表AIS的全身和中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎癥狀態(tài)，不僅可避免單一白細(xì)胞亞型-中性粒細(xì)胞或淋巴細(xì)胞可能受感染或脫水影響的缺點(diǎn)[36]，而且成本低、應(yīng)用廣泛。近些年，有關(guān)NLR與缺血性腦卒中的研究，主要集中于再灌注治療和預(yù)后[37，38]以及預(yù)測腦疝[13]等，也有研究認(rèn)為NLR可用于PSCI的預(yù)測。

全身炎癥是認(rèn)知能力下降的驅(qū)動(dòng)因素，NLR 是評估認(rèn)知功能障礙的潛在可行工具[20]。在神經(jīng)退行性疾病中的研究發(fā)現(xiàn)，NLR可能與AD[39]、PD和ALS[40]等相關(guān)。此外，在社區(qū)橫斷面的研究[41]也發(fā)現(xiàn)NLR升高與認(rèn)知障礙風(fēng)險(xiǎn)增加相關(guān)，雖然研究結(jié)果并不完全一致，但足以表明NLR作為全身炎癥的標(biāo)志物，越來越受到人們的重視，給PSCI相關(guān)機(jī)制的研究提供了一定的線索。

韓國一項(xiàng)關(guān)于缺血性卒中的前瞻性研究[42]首先證明了急性期NLR升高與卒中后3 m的 PSCI 獨(dú)立相關(guān)，提出全身免疫系統(tǒng)的過度反應(yīng)可能在 PSCI 的病理機(jī)制中起作用。結(jié)合目前關(guān)于中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞在AIS中的研究，我們認(rèn)為，一方面，中性粒細(xì)胞釋放的炎性物質(zhì)(ROS、MPO、NE、NETs等)在AIS的不同階段可能通過導(dǎo)致低灌注、BBB破壞、腦實(shí)質(zhì)損傷、新生血管形成減少等影響神經(jīng)血管單元結(jié)構(gòu)的完整性而參與PSCI的發(fā)生[12～17]；另一方面，淋巴細(xì)胞對宿主的防御能力降低導(dǎo)致的繼發(fā)性腦損傷可能會(huì)加重神經(jīng)元損傷并在恢復(fù)階段引發(fā)認(rèn)知功能障礙[42]。盡管NLR與認(rèn)知之間的潛在機(jī)制尚不清楚，但全身免疫系統(tǒng)的過度反應(yīng)與PSCI 的發(fā)生密不可分，這一觀點(diǎn)與另一項(xiàng)用代謝(PET/CT)來預(yù)測卒中患者的認(rèn)知結(jié)果的研究[43]一致，他們認(rèn)為，炎癥過程在認(rèn)知功能障礙中扮演重要作用，外周血NLR是評估卒中后認(rèn)知障礙的潛在可行工具。另一種重要機(jī)制可能為，與記憶相關(guān)的海馬、海馬旁回等區(qū)域在持續(xù)的促炎背景下更易受到缺血性損傷及炎癥破壞。有研究[44]發(fā)現(xiàn)高水平ESR與卒中后海馬體積減少及認(rèn)知能力下降有密切關(guān)系，高 CRP 和 IL-6 水平的個(gè)體，在與記憶和視覺空間功能相關(guān)的多個(gè)區(qū)域局部腦血流量減少，包括前扣帶回、楔前葉、海馬和海馬旁回，這些區(qū)域容易受到缺血性損傷或炎癥影響。因此，缺血性卒中急性期NLR水平較高的個(gè)體可能更易受到炎癥和缺血性損傷，導(dǎo)致與記憶相關(guān)的海馬等區(qū)域缺血及萎縮，進(jìn)而出現(xiàn)PSCI。

5 總結(jié)和展望

目前PSCI發(fā)病機(jī)制尚不明確，但炎癥及神經(jīng)血管單元受損假說越來越受到重視。作為全身炎癥標(biāo)志物之一的NLR綜合反應(yīng)外周血的炎癥情況，而且成本低、應(yīng)用廣泛，有望成為PSCI的強(qiáng)有力的預(yù)測指標(biāo)。但目前有關(guān)NLR與PSCI相關(guān)的研究較少，期待進(jìn)一步大樣本前瞻性的臨床研究來證實(shí)。