顱腦損傷后外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平與發(fā)生腦血管痙攣的關(guān)系研究

吳文彬

福建省安溪縣醫(yī)院 362400

腦血管痙攣(Cerebral vasospasm,CVS)指顱內(nèi)動(dòng)脈血管處于長(zhǎng)時(shí)間收縮狀態(tài),常繼發(fā)于蛛網(wǎng)膜下腔出血、顱腦損傷、顱腦手術(shù)等。有研究表明[1],在急性重型顱腦損傷的患者中,約有30%以上患者出現(xiàn)CVS,在因顱腦損傷死亡的患者中,約有90%患者存在CVS。顱腦損傷患者繼發(fā)CVS后,腦組織出現(xiàn)持續(xù)血供障礙,進(jìn)一步加重腦水腫,嚴(yán)重者可造成腦組織梗死,最終導(dǎo)致患者終身殘疾或死亡[2]。因此,顱腦損傷患者早期積極進(jìn)行CVS評(píng)估并及時(shí)治療對(duì)避免患者病情進(jìn)一步惡化具有重要意義。顱腦損傷患者繼發(fā)CVS的病因較復(fù)雜,可能與機(jī)體血管內(nèi)皮功能不全、炎癥反應(yīng)等多因素、多環(huán)節(jié)相互作用有關(guān)[3]。有既往研究顯示[4],缺氧誘導(dǎo)因子1α(Hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α)核心調(diào)控機(jī)體缺氧適應(yīng)過(guò)程,參與顱腦損傷患者血管的重新修復(fù)及再生過(guò)程?？扇苄约?xì)胞間黏附分子-1(Soluble intercellular adhesion molecule-1,SICAM-1)可參與和調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng),引起炎癥反應(yīng)加重[5]?？扇苄訤ms樣酪氨酸激酶-1(Soluble FMS like tyrosine kinase-1, sFlt-1) 是調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子 (Vascular endothelial growth factor,VEGF)生物活性的抗血管生成因子之一,可導(dǎo)致內(nèi)皮功能障礙[6]?；谏鲜鲅芯?本研究旨在探討顱腦損傷后外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平與發(fā)生CVS的關(guān)系,從多角度尋找與顱腦損傷患者繼發(fā)CVS相關(guān)的生物指標(biāo),以期為顱腦損傷患者繼發(fā)CVS提供更快速、便捷的臨床評(píng)估方法,現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象 選取2019年1月—2022年1月我院收治的139例顱腦損傷患者(均為顱內(nèi)出血)為研究對(duì)象,收集患者臨床基礎(chǔ)資料,包括性別、年齡、體重指數(shù)、創(chuàng)傷類型、格拉斯哥昏迷指數(shù)的評(píng)分(Glasgowcomascale,GCS)等。詳細(xì)情況見(jiàn)表1。根據(jù)患者是否繼發(fā)CVS分為無(wú)CVS組與CVS組,兩組患者臨床基礎(chǔ)資料比較無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P>0.05)。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)參照《中國(guó)腦出血診治指南(2019)》[7]中相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn),經(jīng)我院診斷為顱腦損傷顱內(nèi)出血,均行頭顱CT檢查確診;(2)治療方式均為開(kāi)顱清理血腫。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)存在顱腦外傷病史或神經(jīng)系統(tǒng)其他疾病史如精神病史等;(2)存在其他嚴(yán)重疾病如嚴(yán)重全身感染性疾病、惡性腫瘤等。CVS診斷標(biāo)準(zhǔn)：參照《腦血管痙攣防治神經(jīng)外科專家共識(shí)》[8]中腦血管痙攣診斷標(biāo)準(zhǔn),(1)出現(xiàn)顱內(nèi)壓升高征象如嘔吐、頭痛、視乳頭水腫;(2)存在意識(shí)障礙且呈進(jìn)行性加重;(3)出現(xiàn)失語(yǔ)、偏癱、感覺(jué)異常等局部神經(jīng)功能受損表現(xiàn);(4)經(jīng)顱多普勒血流分析顯示血流速度超過(guò)120cm/s,有湍流現(xiàn)象;(5)大腦CT檢查顯示存在梗死灶。

表1 兩組臨床基礎(chǔ)資料比較

1.2 檢測(cè)方法 (1)血清HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1測(cè)定方法：研究對(duì)象均于入院術(shù)后第3天清晨空腹采集外周靜脈血5ml,送至檢驗(yàn)科以3 500r/min進(jìn)行離心處理(離心半徑為12cm,時(shí)間為20min),將所得血清置于低溫環(huán)境(-80℃)保存?zhèn)錂z,且于24h內(nèi)完成檢測(cè)。采用酶聯(lián)免疫吸附法測(cè)定血清HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1濃度,試劑盒提供者為武漢伊萊瑞特生物科技股份。(2)CVS嚴(yán)重程度分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)：以正常腦血管直徑為標(biāo)準(zhǔn)。①無(wú)CVS：患者腦血管直徑減少幅度<10%;②輕度CVS：患者腦血管直徑減少幅度≥10%,但<35%;③中度CVS：患者腦血管直徑減少幅度≥35%,但<70%;④重度CVS：患者腦血管直徑減少幅度≥70%。

2 結(jié)果

2.1 無(wú)CVS組與CVS組外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平比較 與未發(fā)生CVS顱腦損傷患者相比,發(fā)生CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表2。

表2 無(wú)CVS組與CVS組外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平比較

2.2 不同程度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平比較 三組不同程度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);其中重度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平高于中度組和輕度組,中度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平高于輕度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),見(jiàn)表3。

表3 不同程度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平比較

2.3 外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平與顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度的相關(guān)性分析 Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示,HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1與顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度呈正相關(guān)(r=0.793、0.811、0.758,P均<0.001)。

2.4 外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS的價(jià)值 ROC曲線結(jié)果顯示,外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS的曲線下面積分別為0.800、0.818、0.769,見(jiàn)表4、圖1。

圖1 HIF-1α、SICAM-1、sFlt-1評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS的ROC曲線圖

表4 外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS的價(jià)值

3 討論

CVS是顱腦損傷患者較嚴(yán)重的并發(fā)癥之一,由于腦動(dòng)脈血管持續(xù)收縮導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域腦組織出現(xiàn)血氧供應(yīng)障礙,且隨著時(shí)間的延長(zhǎng)呈進(jìn)行性加重,最終難以逆轉(zhuǎn)導(dǎo)致腦組織梗死,危及患者生命。DSA、TCD等檢查是臨床診斷CVS 的常用手段,均有較高的陽(yáng)性檢出率,但局限性也相對(duì)明顯。 DSA 為有創(chuàng)檢查,操作煩瑣且易加重患者病情,不可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)病情[9], TCD 受顱骨厚度影響,診斷只針對(duì)顱內(nèi)特定區(qū)域的血管節(jié)段較敏感,且兩項(xiàng)檢查均滯后于CVS病情變化[10]。國(guó)內(nèi)外多項(xiàng)研究表明[11-12],多項(xiàng)細(xì)胞因子參與顱腦損傷后CVS 發(fā)生發(fā)展過(guò)程,能輔助判斷顱腦損傷后繼發(fā)CVS風(fēng)險(xiǎn),并可為臨床治療提供指導(dǎo)。本研究結(jié)果顯示,與未發(fā)生CVS顱腦損傷患者相比,發(fā)生CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平顯著升高,提示HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1可能與顱腦損傷患者發(fā)生CVS存在一定關(guān)系。

HIF-1α是一種調(diào)節(jié)氧水平的轉(zhuǎn)錄因子,在低氧條件下可穩(wěn)定的表達(dá),在缺血缺氧性疾病中起關(guān)鍵用。當(dāng)機(jī)體處于低氧狀態(tài)下,HIF-1α通過(guò)調(diào)節(jié)數(shù)百個(gè)參與血管生成、紅細(xì)胞生成、炎癥反應(yīng)的基因來(lái)幫助組織細(xì)胞適應(yīng)低氧環(huán)境[13]。Amin N等[14]研究中指出,HIF-1α可能是腦缺血性疾病的潛在治療靶點(diǎn),通過(guò)調(diào)節(jié)炎癥反應(yīng)和膠質(zhì)細(xì)胞活性減輕缺血缺氧對(duì)腦組織的損傷。本研究結(jié)果顯示,三組不同程度CVS顱腦損傷患者外周血HIF-1α表達(dá)水平存在顯著差異,其中CVS重度組高于中度組和輕度組,中度組高于輕度組,結(jié)果提示HIF-1α與顱腦損傷患者繼發(fā)CVS存在相關(guān)性。CVS導(dǎo)致相應(yīng)區(qū)域腦組織處于低血氧環(huán)境,氧感受器傳遞一種信號(hào),HIF-1α產(chǎn)生通路被激活,機(jī)體HIF-1α水平升高,低氧環(huán)境改善后逐漸下降[15]。本研究進(jìn)一步行Pearson相關(guān)性分析得出,HIF-1α與顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度呈正相關(guān)(r=0.793,P<0.001),ROC曲線結(jié)果顯示,外周血HIF-1α表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS有較好的價(jià)值,提示HIF-1α可作為顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度的輔助參考指標(biāo)。

SICAM-1 是屬于免疫球蛋白超家族的一種跨膜糖蛋白,研究表明[16],SICAM-1在正常生理狀態(tài)下僅低度表達(dá)或無(wú)表達(dá),但在許多病理狀態(tài)下如缺血、炎癥、損傷等呈現(xiàn)過(guò)度表達(dá),表達(dá)場(chǎng)所涉及白細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞等多種細(xì)胞,尤以血管內(nèi)皮細(xì)胞表達(dá)最高。有研究對(duì)顱腦損傷患者繼發(fā)CVS后通過(guò)對(duì)痙攣的動(dòng)脈血管壁行超微檢查,結(jié)果發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈中膜細(xì)胞呈現(xiàn)變性壞死,外膜可見(jiàn)大量炎細(xì)胞浸潤(rùn)[16]。 當(dāng)出現(xiàn)腦損傷后,細(xì)胞間黏附分子-1(Intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)與相應(yīng)抗原相結(jié)合,介導(dǎo)白細(xì)胞向血管內(nèi)皮細(xì)胞黏附,并進(jìn)入組織參與炎癥反應(yīng)、動(dòng)脈粥樣硬化、腦缺血再灌注損傷等過(guò)程。有研究發(fā)現(xiàn)[17],對(duì)ICAM-1的表達(dá)采取抑制措施后,CVS 的程度可明顯緩解。SICAM-1為ICAM-1可溶形式,與其具備相同功能,其高表達(dá)提示內(nèi)皮細(xì)胞激活或損害。本研究結(jié)果顯示,三組不同程度CVS顱腦損傷患者外周血SICAM-1表達(dá)水平存在顯著差異,其中CVS重度組高于中度組和輕度組,中度組高于輕度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且進(jìn)一步行Pearson相關(guān)性分析得出,SICAM-1與顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度呈正相關(guān)(r=0.811,P<0.001),ROC曲線結(jié)果顯示,外周血SICAM-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS有較好的價(jià)值,提示SICAM-1可作為顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度的輔助參考指標(biāo)。

sFlt-1是調(diào)節(jié)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(Vascular endothelial growth factor,VEGF) 生物活性的抗血管生成因子之一。研究表明[18],sFlt-1可特異性地與VEGF結(jié)合,使得舒血管物質(zhì)生成受到抑制,在血管生成、動(dòng)脈粥樣硬化和先兆子癇等過(guò)程中發(fā)揮重要作用。VEGF對(duì)促進(jìn)血管的新生有重要作用。sFlt-1對(duì)VEGF有高度親和力,由于sFlt-1不存在細(xì)胞跨膜區(qū),使得與跨膜受體相互作用的細(xì)胞池減少,VEGF介導(dǎo)的相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)能力減弱,導(dǎo)致血管生成減少但通透性增加,引起外周血中蛋白過(guò)多流失[19]。由此可見(jiàn),sFlt-1對(duì)VEGF產(chǎn)生拮抗作用,其表達(dá)水平可反映出血管內(nèi)皮細(xì)胞是否有損傷及損傷程度。顱腦損傷后,腦動(dòng)脈血管血管壁結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)異常,血管內(nèi)皮存在功能障礙,由此猜想sFlt-1的異常表達(dá)與顱腦損傷后繼發(fā)CVS存在一定關(guān)系。本研究結(jié)果顯示,三組不同程度CVS顱腦損傷患者外周血sFlt-1表達(dá)水平存在顯著差異,其中CVS重度組高于中度組和輕度組,中度組高于輕度組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且進(jìn)一步行Pearson相關(guān)性分析得出,sFlt-1與顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度呈正相關(guān)(r=0.758,P<0.001),ROC曲線結(jié)果顯示,外周血sFlt-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS有較好的價(jià)值,提示sFlt-1可作為顱腦損傷患者CVS嚴(yán)重程度的輔助參考指標(biāo)。

綜上所述,顱腦損傷患者繼發(fā)CVS后外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平明顯升高,ROC曲線結(jié)果顯示,外周血HIF-1α、SICAM-1及sFlt-1表達(dá)水平評(píng)估顱腦外傷患者發(fā)生CVS有較好的價(jià)值,有可能成為評(píng)估CVS重要生物學(xué)指標(biāo)。