血液生物標志物對缺血性卒中病因分型作用的研究進展

尤 晶, 何 苗, 周 峰, 李偉榮

(1. 山西醫(yī)科大學附屬第九臨床醫(yī)學院 神經(jīng)內科, 山西 太原, 030009;2. 山西省太原市精神病醫(yī)院, 山西 太原, 030045)

目前，卒中是造成中國居民過早死亡和疾病負擔的首位原因，在所有卒中類型中，缺血性卒中(IS)占比高達81.9%[1]。國際通常采用急性卒中Org10172治療試驗(TOAST)分型對IS進行病因分型，但TOAST分型評估易受患者臨床表現(xiàn)及評估人員的影響，故患者實際病因分型診斷結果可能存在一定偏倚。目前，多個血液生物標志物已被證實在IS診斷、功能預后及卒中復發(fā)風險預測中扮演重要角色[2], 且其在臨床實踐中更容易獲取，可能成為卒中分型的重要補充。本文對已知與IS相關的炎癥指標、代謝指標、凝血與纖溶生物標志物在不同病因分型IS患者中的不同表現(xiàn)進行綜述，以期闡明相關生化指標指導IS病因分型進行預測和判斷的潛在可能。

1 炎性標志物

炎癥在動脈粥樣硬化、斑塊破裂、血栓形成和卒中的發(fā)生與進展中起著重要作用，以各種炎性因子和黏附分子的釋放為特征[3], 可能通過多種機制參與卒中發(fā)病。炎癥可能與房顫有關，還可能是心律失常發(fā)病的基礎，從而參與心源性栓塞(CE)的病理過程[4]。

1.1 C反應蛋白(CRP)

CRP是一種廣泛存在的急性期蛋白，與卒中嚴重程度密切相關，已被證實可以獨立預測卒中患者病死率和卒中復發(fā)[5], 其中低濃度范圍內超敏C反應蛋白(hs-CRP)的檢測靈敏度更高。相關研究[6-7]對大動脈粥樣硬化(LAA)型和小動脈閉塞(SAO)型卒中患者的CRP水平進行比較，發(fā)現(xiàn)LAA型卒中患者的血漿CRP水平顯著高于SAO型卒中患者。分析原因，可能是較高的CRP水平與較大的梗死體積相關[5]。LIU L B等[8]比較了317例不同亞型IS患者的血漿hs-CRP水平，發(fā)現(xiàn)CE型IS患者最高，其次是LAA型和SAO型IS患者。一項薈萃分析[4]同樣發(fā)現(xiàn)，與其他類型卒中相比, CE型卒中患者的CRP水平顯著增高。由此提示，在IS急性期病因分型中, SAO型IS患者CRP升高水平普遍低于LAA型和CE型IS患者，這可能與穿支動脈引起的卒中梗死體積遠小于LAA與CE, LAA型、CE型IS往往引起更大面積的缺血缺氧區(qū)域有關。此外有研究[9]證實房顫患者的CRP水平較高，而CE型IS患者中房顫患者的占比可能較高，從而導致CE型IS患者的CRP水平更高。因此, hs-CRP水平升高或可成為IS病因分型中CE型的輔助診斷指標之一。

1.2 中性粒細胞與淋巴細胞比值(NLR)

中性粒細胞升高和淋巴細胞減少是IS的早期表現(xiàn)[10], 但單一的生物標志物容易受到干擾, NLR作為中性粒細胞計數(shù)與淋巴細胞計數(shù)的比值，可更精確地描述免疫細胞變化。TOKGOZ S等[11]觀察255例發(fā)病24 h內急性缺血性卒中(AIS)患者，發(fā)現(xiàn)LAA型和CE型AIS患者的NLR水平均高于SAO型AIS患者。DOMA? F等[12]進一步對比LAA型和CE型AIS患者的NLR水平，發(fā)現(xiàn)CE型AIS患者的NLR水平高于LAA型AIS患者。LOK U等[10]對164例AIS患者的研究結果顯示，雖然各亞型間的白細胞計數(shù)、中性粒細胞計數(shù)差異有統(tǒng)計學意義，但各亞型間的NLR水平差異無統(tǒng)計學意義(P=0.070)。以上研究的結果不盡相同，可能是因為回顧性研究中大量數(shù)據(jù)缺失以及其他影響炎癥的因素未被考慮在內。NLR具有化驗簡單、費用低廉、臨床使用率高的優(yōu)勢，剔除外在干擾因素，其可為特定時間窗內(靜脈溶栓、血管內治療時間窗內)IS病因分型提供一定的參考，但NLR與IS分型的相關性仍需進一步研究。

1.3 β2-微球蛋白(β2-MG)

β2-MG是人體有核細胞分泌的小分子蛋白質，既往被認為是中分子尿毒癥毒素的替代標志物，還可用作許多血管炎癥性疾病的預測標志物，參與了動脈粥樣硬化過程。QUN S等[13]研究發(fā)現(xiàn), AIS患者的血清β2-MG水平遠高于健康對照組，且相對于其他亞型, CE型和LAA型AIS患者的β2-MG水平較高。β2-MG參與血管內皮細胞的損傷，為動脈粥樣硬化的始動環(huán)節(jié)，其誘導細胞凋亡和細胞壞死的作用最終可募集炎癥細胞引起炎癥反應。該機制可能是CE型和LAA型AIS患者β2-MG水平高于SAO型的原因，而SAO型血管內皮細胞損傷程度、動脈粥樣硬化程度往往更輕。此外, AIS后β2-MG升高可能是因為血腦屏障被破壞，其破壞程度越嚴重, β2-MG水平升高越明顯，而血腦屏障破壞程度與卒中后梗死體積呈正相關，但QUN S等[13]并未發(fā)現(xiàn)梗死體積與β2-MG水平升高的關系。與同為炎性指標的CRP水平和梗死體積呈正相關不同，β2-MG作為慢性炎癥的標志物可能在AIS發(fā)病前就處于較高水平，其既與腦卒中急性期炎癥反應相關，也與動脈粥樣硬化慢性炎癥程度相關。因此, AIS前后的β2-MG水平差值或可更好地預測AIS的病因分型。

1.4 基質金屬蛋白酶家族(MMPs)

MMPs是一類能介導細胞外基質降解或重塑的內切酶，并可影響內皮細胞功能以及平滑肌細胞遷移、增殖，主要由成纖維細胞、血管平滑肌和白細胞分泌，與血腦屏障破壞和動脈粥樣硬化斑塊形成密切相關[14]。ALHAZMI H等[15]分析了147例IS患者的入院基質金屬蛋白酶(MMP)-9水平，發(fā)現(xiàn)其區(qū)分CE型與LAA亞型的最佳臨界值為1 110.0 ng/mL, 敏感性為85.3%, 特異性為52.2%。CRCEL-MRQUEZ J等[16]研究顯示，血清MMP-1、MMP-12水平降低與LAA型卒中風險存在因果關系，而血清MMP-8水平升高與SAO型卒中風險存在因果關系。由此說明, MMPs水平可以提示不同的卒中亞型(可能是因為不同亞類MMP對細胞外基質的分解效果不同，在卒中過程中發(fā)揮了不同作用)，但具體機制仍需進一步研究。

1.5 脂蛋白相關磷脂酶A2(Lp-PLA2)

Lp-PLA2是一種白細胞衍生酶，主要通過水解低密度脂蛋白(LDL)形成直接促炎物質和下游促炎信號，直接促進動脈粥樣硬化形成和斑塊穩(wěn)定性下降[17]。薈萃分析[18]已證實Lp-PLA2水平升高與IS風險增加有關, DELGADO P等[17]對166例短暫性腦缺血發(fā)作(TIA)患者和144名健康對照者的Lp-PLA2活性進行測定，發(fā)現(xiàn)Lp-PLA2與TIA患者中的LAA型和復發(fā)性卒中有關，且大動脈粥樣硬化和Lp-PLA2活性升高都是IS/TIA復發(fā)的獨立預測因子，兩者并存患者復發(fā)風險最高。目前已有大量研究表明，易損斑塊或破裂斑塊壞死中心的炎性細胞能表達更高水平的Lp-PLA2, Lp-PLA2所介導的細胞因子可促使斑塊表達MMPs, 后者可降解斑塊的纖維帽和膠原基質，提示Lp-PLA2能增強斑塊易損性從而引發(fā)腦卒中。綜合各項研究結果發(fā)現(xiàn), Lp-PLA2活性水平并未在IS病因分型中得到相關應用，但其活性水平可提示大動脈粥樣硬化及斑塊易損性，隨著研究的深入, Lp-PLA2活性水平未來或可為高危、高復發(fā)的動脈粥樣硬化性腦卒中和進展性腦卒中的診斷提供有力證據(jù)。

1.6 其他炎性標志物

ZENG L L等[6]將99例非CE型IS患者分為LAA型和SAO型，測定包括CRP、白細胞介素(IL)-1α、IL-6和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)在內的血漿炎性標志物水平，發(fā)現(xiàn)僅CRP與卒中亞型密切相關(P<0.05)。TUTTOLOMONDO A等[5]研究顯示, CE型IS患者的TNF-α、IL-6和IL-1α中值水平顯著較高, SAO型則較低。WISEMAN S等[19]進行薈萃分析發(fā)現(xiàn)，與非卒中患者相比, SAO型卒中患者血管性血友病因子、e-選擇素、P-選擇素、細胞間黏附分子-1和血管細胞黏附分子-1水平較高，但與非腔隙性卒中患者相比，這些標志物并未顯示出差異?？傊?，雖然目前炎性標志物眾多，但標志物相關研究性質單一或存在矛盾結果，仍需進一步深入研究。

2 凝血相關標志物

2.1 D-二聚體

在IS中，血栓形成和血管阻塞也會激活凝血系統(tǒng)。D-二聚體是纖維蛋白經(jīng)纖溶酶水解產(chǎn)生的降解產(chǎn)物，在血栓形成和二次纖維蛋白溶解過程中水平顯著升高。LIU L B等[8]對317例IS患者進行觀察，發(fā)現(xiàn)D-二聚體、hs-CRP水平在不同卒中亞型間存在顯著差異，其中CE型最高，其次是LAA型和SAO型。D-二聚體>791.30 ng/mL判斷CE型卒中的敏感性為58%, 特異性為78%, 大量研究者認為, D-二聚體的診斷價值高于hs-CRP。ZI W J等[20]報道血漿D-二聚體水平診斷CE型卒中的最佳臨界值為0.91 mg/L, 敏感性為83.7%, 特異性為81.5%。WISEMAN S等[19]經(jīng)薈萃分析發(fā)現(xiàn)，與其他亞型卒中相比, SAO型卒中患者的D-二聚體水平顯著降低。這可能是因為CE型卒中的血栓是心房或心室局部血液靜止或停滯所致富含纖維蛋白的凝塊，而動脈血栓血小板含量高，纖維蛋白的激活次于血小板。D-二聚體可輔助判斷TOAST分型，但不同研究對于D-二聚體的診斷界值尚無定論，可能與樣本檢測方法不同有關。

對于不明原因(SUE)型卒中, D-二聚體水平也有一定的識別作用。卵圓孔未閉(PFO)是SUE型卒中的潛在原因, KIM Y D等[21]納入570例SUE型卒中患者進行研究，其中241例檢測到PFO, 并發(fā)現(xiàn)D-二聚體水平>1 000 ng/mL是PFO患者卒中復發(fā)的獨立預測因子。KIM S J等[22]發(fā)現(xiàn)，在SUE型卒中患者中，活動期癌癥患者D-二聚體水平相較無癌癥患者升高20倍，且D-二聚體對隱匿性腫瘤有預測作用。D-二聚體通常在活動期癌癥、PFO等患者中升高，這可能與此類患者高凝狀態(tài)、靜脈血栓形成等相關。

D-二聚體水平有助于卒中病因分型，除癌癥等原因外，對于高水平D-二聚體患者，臨床醫(yī)生可能有必要進行更詳細的心源性栓塞源調查。

2.2 纖維蛋白原(Fb)

Fb是一種凝血因子，研究[6, 8]結果顯示，各亞型卒中的Fg水平無顯著差異。WISEMAN S等[19]研究表明，與其他非SAO型卒中相比, SAO型卒中患者的Fg水平最低。目前關于Fb在卒中亞型中作用的研究尚少，未來還需進一步探討。

3 脂代謝相關標志物

目前，越來越多的臨床研究發(fā)現(xiàn)不同IS亞型的脂質代謝顯著不同。YUAN B B等[23]對IS患者的總膽固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白膽固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)、載脂蛋白A(apoA)、載脂蛋白B(apoB)、載脂蛋白E(apoE)、血清脂蛋白(a)[LP(a)]等指標水平進行分析發(fā)現(xiàn)，與CE型卒中相比, LAA型卒中患者的HDL-C水平顯著降低，其余指標水平升高; 與SAO型卒中相比, CE型卒中患者的LP(a)、TC和TC/HDL-C水平顯著升高。KIM B S等[24]研究證實，LAA型卒中患者的apoA水平高于其他卒中亞型，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)。HINDY G等[25]發(fā)現(xiàn), LDL水平降低可能會預防LAA型卒中，但可能無法預防SAO型或CE型卒中，高密度脂蛋白(HDL)水平升高可能有益于預防SAO型卒中，而降低TG可能不會對IS及其亞型產(chǎn)生益處。高脂血癥主要影響動脈粥樣硬化斑塊的形成和發(fā)展，導致動脈管腔狹窄，可見血脂異常與LAA型IS關系密切[23]。有趣的是, HDL-C作為抗動脈粥樣硬化的血漿脂蛋白，在CE型IS中的水平較LAA型更高，這可能與研究納入CE型IS患者，剔除動脈粥樣硬化干擾因素有關。

血漿LDL-C水平升高是IS的危險因素之一，其有致動脈粥樣硬化作用，目前臨床已鑒定出7個LDL亞類。KAYRAN Y等[26]發(fā)現(xiàn)，與健康對照組相比，IS患者的LDL-2、LDL-3和LDL-4亞類水平較高，且LDL-4亞類在LAA型和SAO型IS患者中的表達水平顯著高于對照組，但與CE型IS無關。這種差異的產(chǎn)生可能是因為納入的大多數(shù)CE型IS患者患有房顫，或因為每組患者的例數(shù)相對較少，未來可進一步擴大樣本量進行探討。

4 其他標志物

4.1 B型腦利鈉肽(BNP)、N端腦鈉肽前體(NT-proBNP)

BNP和NT-proBNP是由心室細胞合成的前體多肽經(jīng)2次裂變而形成，其中BNP有利尿、降血壓、分解脂肪、抑制醛固酮合成和抑制腎素分泌等作用，是被廣泛研究的心血管生物標志物。LLOMBART V等[27]報告, CE癥狀出現(xiàn)后72 h內, BNP、NT-proBNP的血液水平顯著升高，敏感性>90%, 特異性>80%。KAWASE S等[28]研究發(fā)現(xiàn), CE患者的血漿BNP平均水平(366.6 pg/mL)高于非CE患者(105.6 pg/mL), 差異有統(tǒng)計學意義(P<0.01)。WU Z X等[29]發(fā)現(xiàn)，血漿BNP水平高于66.50 pg/mL可以初步區(qū)分CE患者，其敏感性為75.0%, 特異性為88.7%。一項系統(tǒng)綜述[30]發(fā)現(xiàn), BNP和NT-proBNP在區(qū)分CE型卒中和非CE型卒中方面顯示出非常相似的總體診斷準確性，且BNP顯示出較高的敏感性，而NT-proBNP顯示出較高的特異性。除心臟因素對BNP有影響外，卒中還會導致腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)和交感神經(jīng)系統(tǒng)的激活，而BNP對此起抑制作用。以上研究說明, BNP和NT-proBNP水平升高對CE型卒中有潛在診斷作用，但目前尚無法提供準確的截斷點來區(qū)分CE患者。

4.2 血漿纖維蛋白原-1

纖維蛋白原-1是血管彈力層的重要成分, ZHU Z等[31]納入99例自發(fā)性腦動脈夾層患者、115例非自發(fā)性腦動脈夾層的IS患者和20名健康對照者進行觀察，發(fā)現(xiàn)血漿纖維蛋白原-1取臨界值88.455 ng/mL時，區(qū)分急性腦動脈夾層和其他原因卒中的靈敏性為0.778, 特異性為0.800。

5 總結與展望

IS患者的長期生存率和復發(fā)率因首次卒中病因的差異而有很大的不同[32], 因此進行準確的病因分型很有必要。不同病因分型IS的病理生理機制并不相同，與IS相關的血液生物標志物在不同病因分型IS患者中的表現(xiàn)也不同。基于TOAST分型的血液生物標志物的特點包括: ① 數(shù)量多，種類雜，涉及范圍廣(包括炎性標志物、凝血相關標志物、脂代謝相關標志物等)，這可能是因為卒中發(fā)病機制及病理生理變化復雜，而且卒中會引發(fā)多器官應激以及個體之間存在差異; ② 敏感性及特異性不高，這可能因為高血壓、冠心病等共患病對標志物產(chǎn)生影響，且多數(shù)單中心、小樣本量研究的樣本采集時間不同，缺乏統(tǒng)一的標志物檢測標準; ③ 同一類型生物標志物在不同病因分型IS中表現(xiàn)不同，如CRP、NLR, 但不能排除同一類型生物標志物在IS急性期本身就存在差異的可能性。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn): ① 炎性指標多提示LAA型、CE型IS, 與梗死體積大小呈正相關，相較于NLR等在慢性動脈粥樣硬化和急性炎性反應時均有升高的指標, CRP這類在急性炎性反應中更敏感的指標可能在IS病因分型中具有更大的應用潛力; ② 考慮到IS炎性反應的時效性，相關血液生物標志物不僅可提示不同的卒中亞型，而且在特定時間窗卒中患者中可能會有不同表現(xiàn)，故可為時間窗內卒中患者不同發(fā)病機制的判斷提供幫助，從而更好地指導時間窗內卒中患者的特殊治療(靜脈溶栓、血管內治療)。③ 凝血相關標志物、脂代謝相關標志物作為經(jīng)典的腦卒中相關高危因素，雖已被反復證實與CE型和LAA型IS相關，但臨床仍需繼續(xù)探尋對IS病因分型敏感性更高、特異性更強的標志物。④ 既往研究大多探討標志物在CE型和LAA型IS中的區(qū)別，關于SAO型IS相關血液生物標志物的研究則較少，但臨床中SAO型IS占比高，故亟需開展更多研究來早期判斷SAO型IS。雖然現(xiàn)階段已被證實的與IS相關的標志物尚不能獨立預測和判斷IS病因分型，但其可輔助進行病因學診斷，聯(lián)合考慮患者的病史、發(fā)病特點和影像學表現(xiàn)，可使IS的病因分型進一步精確，從而彌補TOAST分型在病理學方面的不足。