神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子3E與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入栓塞術(shù)后1個(gè)月不良預(yù)后的關(guān)系*

謝昌紀(jì) 楊辰龍 周志宇 胡瑞婷 黃俊萍 譚 呼 韋馨嫻 王 濤 楊 軍**

(廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院神經(jīng)外科,南寧 530001)

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是顱內(nèi)動(dòng)脈壁的局限性、病理性擴(kuò)張,通常發(fā)生于動(dòng)脈的分叉部,具有破裂傾向。根據(jù)形態(tài)學(xué)特征,動(dòng)脈瘤主要分為囊狀、梭形、夾層3種,囊狀動(dòng)脈瘤約占90%[1]。一般人群中顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生率為1%～7%[2]。大多數(shù)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤無(wú)臨床癥狀,動(dòng)脈瘤破裂可導(dǎo)致蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的手術(shù)方式主要包括開(kāi)顱手術(shù)夾閉和血管內(nèi)介入動(dòng)脈瘤栓塞。影響顱內(nèi)動(dòng)脈瘤預(yù)后的因素較多,除了年齡、動(dòng)脈瘤大小和位置、破裂次數(shù)、Hunt-Hess分級(jí)及手術(shù)時(shí)機(jī)、基礎(chǔ)疾病等常見(jiàn)因素外[3],近來(lái)研究顯示腦脊液與血清白細(xì)胞介素6(IL-6)比值、動(dòng)脈血乳酸水平以及血清髓鞘堿性蛋白(MBP)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)和S100B蛋白水平均是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的獨(dú)立預(yù)后因素[4]。神經(jīng)軸突導(dǎo)向因子3E(semaphorin 3E,Sema3E)是semaphorin信號(hào)素家族的一員,作為膜相關(guān)性的分泌性蛋白,對(duì)于維持神經(jīng)系統(tǒng)和血管系統(tǒng)的正常結(jié)構(gòu)具有重要作用,近年來(lái)得到越來(lái)越多的關(guān)注。Sema3E可調(diào)控血管內(nèi)皮細(xì)胞在體外和體內(nèi)的遷移,而且可與Plexin-D1受體形成復(fù)合物,調(diào)節(jié)神經(jīng)細(xì)胞生長(zhǎng)、血管生成以及炎癥反應(yīng)。Sema3E與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的關(guān)系尚不明確。本研究通過(guò)測(cè)定顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者血清Sema3E的水平,分析Sema3E與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入治療個(gè)1月不良預(yù)后(包括嚴(yán)重殘疾、植物狀態(tài)生存或死亡)的關(guān)系,為優(yōu)化顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的臨床診療提供依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究為前瞻性單中心隊(duì)列研究,連續(xù)納入2020年6月～2022年1月于廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院神經(jīng)外科住院行介入手術(shù)治療的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者102例。入組標(biāo)準(zhǔn):①年齡≥18歲,男女不限;②初次手術(shù)治療的顱內(nèi)動(dòng)脈瘤;③充分告知患者或授權(quán)人介入手術(shù)與開(kāi)顱手術(shù)的潛在收益與風(fēng)險(xiǎn),患者或授權(quán)人選擇介入栓塞治療;④簽署知情同意書(shū),同意參加本研究。排除標(biāo)準(zhǔn):①有開(kāi)顱手術(shù)史;②動(dòng)脈瘤介入栓塞后行開(kāi)顱血腫清除術(shù);③失訪;④合并惡性腫瘤;⑤合并明確感染;⑥過(guò)敏體質(zhì),或合并艾滋病、紅斑狼瘡、類(lèi)風(fēng)濕等全身系統(tǒng)性疾病;⑦孕產(chǎn)期婦女。

最終共納入91例,未入組11例包括:2例經(jīng)介入治療后行開(kāi)顱血腫清除術(shù),1例合并膠質(zhì)母細(xì)胞瘤,1例合并結(jié)直腸癌,1例合并紅斑狼瘡,6例失訪。入組病例均有完整的臨床、影像及實(shí)驗(yàn)室檢查資料。

本組91例,男32例,女59例。年齡28～84歲,(59.9±11.0)歲。BMI 18.00～31.17,22.94±2.55。入院時(shí)格拉斯哥昏迷評(píng)分(Glasgow Coma Scale,GCS)4～15分,(12.4±3.5)分,其中<8分15例,≥8分76例。Hunt-Hess分級(jí):0級(jí)未破裂動(dòng)脈瘤14例(15.4%),Ⅰ級(jí)6例(6.6%),Ⅱ級(jí)28例(30.8%),Ⅲ級(jí)21例(23.1%),Ⅳ級(jí)22例(24.2%)。均經(jīng)CTA或DSA確診為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤。發(fā)生部位:前交通動(dòng)脈22例,后交通動(dòng)脈29例,大腦中動(dòng)脈13例,基底動(dòng)脈15例,頸內(nèi)動(dòng)脈12例。形態(tài)學(xué):寬頸58例,窄頸33例;25例動(dòng)脈瘤含子囊。小型動(dòng)脈瘤40例,中型動(dòng)脈瘤44例,大型動(dòng)脈瘤7例。24例(26.4%)有吸煙史,21例(23.1%)有飲酒史(男性每天乙醇攝入量≥40 g、女性≥20 g,或近2周內(nèi)大量飲酒,每天乙醇攝入量≥80 g)。合并Ⅱ型糖尿病13例(14.3%),高血壓23例(25.3%),冠心病13例(14.3%)。

1.2 研究方法與數(shù)據(jù)收集

本研究設(shè)計(jì)方案提交廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院倫理委員會(huì)審查,經(jīng)批準(zhǔn)予以開(kāi)展研究(倫理批件號(hào):2020-23)。遵循自愿、保密、公平、有益無(wú)害原則。在收集資料及進(jìn)行血清Sema3E檢測(cè)前征得患者同意,并對(duì)患者資料妥善保管,研究過(guò)程中按照操作規(guī)程,避免對(duì)患者造成傷害。研究對(duì)象或授權(quán)監(jiān)護(hù)人均已簽署知情同意書(shū)。

由研究人員收集患者的人口學(xué)資料、既往病史、臨床信息、影像學(xué)數(shù)據(jù),并由專(zhuān)人完成1個(gè)月后功能隨訪。

人口學(xué)資料和臨床數(shù)據(jù)包括一般資料(年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史)及合并癥(糖尿病、高血壓、冠心病)。臨床昏迷程度評(píng)定采用GCS評(píng)分[5],SAH嚴(yán)重程度評(píng)定采用Hunt-Hess分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)[6]。

影像學(xué)數(shù)據(jù):收集血管造影(CTA或DSA)的原始Dicom圖像數(shù)據(jù),分析動(dòng)脈瘤的大小與形態(tài)特征,包括動(dòng)脈瘤部位(載瘤動(dòng)脈)、瘤體最大徑、瘤頸分型及是否含子囊。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤根據(jù)瘤體最大徑分為小型動(dòng)脈瘤(瘤體最大徑<5 mm)、中型動(dòng)脈瘤(5 mm≤瘤體最大徑<15 mm)、大型動(dòng)脈瘤(瘤體最大徑≥15 mm)。寬頸動(dòng)脈瘤的診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]:動(dòng)脈瘤絕對(duì)直徑>4 mm,或動(dòng)脈瘤瘤體與瘤頸比<2。影像判讀由2名5年以上影像診斷經(jīng)驗(yàn)醫(yī)師獨(dú)立完成,如分析結(jié)果有異議,經(jīng)會(huì)商后確定。

血清Sema3E水平:介入手術(shù)開(kāi)始前抽取3 ml外周靜脈血,于4 ℃放置自然凝固后以3000 rpm離心5 min,將分離所得血清置于-80 ℃冰箱保存。同批測(cè)定時(shí),將所有標(biāo)本置于37 ℃恒溫水槽中復(fù)融,應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定法(ELISA)商品化試劑盒(購(gòu)自無(wú)錫市東林科技發(fā)展有限責(zé)任公司,DL-SEMA3E-Hu)檢測(cè)血清Sema3E水平。

介入治療方式:均采取血管內(nèi)介入方案栓塞顱內(nèi)動(dòng)脈瘤,其中55例采用單純彈簧圈栓塞,36例動(dòng)脈瘤因瘤頸較寬,為穩(wěn)定彈簧圈采用支架輔助彈簧圈栓塞(采用LVIS支架30例,Pipeline支架2例,Solitaire支架4例)。

1.3 結(jié)局定義與研究分組

觀察結(jié)局為介入手術(shù)治療1個(gè)月的預(yù)后,評(píng)估方法采用格拉斯哥結(jié)局評(píng)分(Glasgow Outcome Scale,GOS):死亡為1分;長(zhǎng)期持續(xù)植物狀態(tài)生存為2分;嚴(yán)重殘疾,日常生活不能自理為3分;中度殘疾,可自理生活為4分;痊愈,恢復(fù)正常生活,或遺留有輕微殘疾為5分。根據(jù)GOS評(píng)分,4～5分定義為預(yù)后良好,1～3分定義為預(yù)后不良(即嚴(yán)重殘疾、植物狀態(tài)生存或死亡)[5]。據(jù)此標(biāo)準(zhǔn),將納入患者分為預(yù)后良好組與預(yù)后不良組。

變量包括年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史、糖尿病史、高血壓史、冠心病史、GCS評(píng)分、Hunt-Hess分級(jí)、動(dòng)脈瘤部位、瘤體最大徑、是否寬頸、是否含子囊、介入治療方式及血清Sema3E水平。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

1.5 研究數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制

納入研究對(duì)象后,及時(shí)完成數(shù)據(jù)收集及錄入,確保研究數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。EpiData錄入數(shù)據(jù)時(shí)限定數(shù)值范圍,進(jìn)行計(jì)算機(jī)邏輯檢錯(cuò)。數(shù)據(jù)錄入完成后,由前期未參與數(shù)據(jù)收集的獨(dú)立研究者抽取30%錄入數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì),核查數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。所有研究資料保存在中心數(shù)據(jù)庫(kù),并由質(zhì)控人員進(jìn)行全程管理及質(zhì)量控制。

2 結(jié)果

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入栓塞術(shù)后1個(gè)月,GOS 1分2例(分別在術(shù)后第5天和第9天因呼吸循環(huán)衰竭死亡),2分13例,3分6例,4分12例,5分58例。預(yù)后良好組70例(76.9%),預(yù)后不良組21例(23.1%)。

預(yù)后不良組與預(yù)后良好組的比較見(jiàn)表1,預(yù)后不良組術(shù)前GCS評(píng)分低,Hunt-Hess分級(jí)和血清Sema3E水平高(均P=0.000),2組性別、年齡、BMI、動(dòng)脈瘤部位、動(dòng)脈瘤最大徑、是否寬頸、是否含子囊、是否支架輔助彈簧圈栓塞、吸煙史、飲酒史、糖尿病史、高血壓史、冠心病史方面差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

表1 動(dòng)脈瘤預(yù)后不良組與預(yù)后良好組的單因素分析

將預(yù)后不良的潛在影響因素(術(shù)前GCS評(píng)分、Hunt-Hess分級(jí)、是否支架輔助彈簧圈栓塞、血清Sema3E水平)(P<0.1)納入logistic回歸分析,見(jiàn)表2,結(jié)果顯示Hunt-Hess分級(jí)(OR=7.150,95%CI:1.963～26.044,P=0.003)、采用支架輔助彈簧圈栓塞(OR=15.777,95%CI:1.961～126.953,P=0.010)、血清Sema3E水平(OR=1.756,95%CI:1.067～2.890,P=0.027)是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入治療后不良預(yù)后的獨(dú)立影響因素。將上述因素帶入方程可得Logit(P)=-13.408+1.967×Hunt-Hess分級(jí)+2.759×是否支架輔助彈簧圈栓塞(是1;否0)+0.563×血清Sema3E水平。

表2 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入治療后1個(gè)月不良預(yù)后的logistic回歸分析

3 討論

既往關(guān)于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤預(yù)后因素的研究普遍認(rèn)為Hunt-Hess分級(jí)是獨(dú)立預(yù)后因素,年齡、高血壓史、瘤頸寬度、手術(shù)方式及BMI對(duì)預(yù)后的影響存在較大爭(zhēng)議[8]。本研究中,單因素分析及l(fā)ogistic回歸分析提示Hunt-Hess分級(jí)、是否采用支架輔助彈簧圈栓塞及血清Sema3E水平是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤不良預(yù)后的獨(dú)立影響因素,初步證實(shí)血清高Sema3E水平可作為預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤介入治療后1個(gè)月不良預(yù)后的生物標(biāo)記物。Hunt-Hess分級(jí)越高,患者入院病情越重,介入手術(shù)對(duì)于挽救生命及保留神經(jīng)功能的收益越小。在本研究的單因素分析中,術(shù)前GCS評(píng)分與動(dòng)脈瘤預(yù)后顯著相關(guān)(P=0.000),而在logistic回歸分析中并未呈現(xiàn)出獨(dú)立預(yù)后因素特征,這可能與GCS評(píng)分系統(tǒng)中分?jǐn)?shù)所代表病情嚴(yán)重程度的非線性有關(guān)。關(guān)于BMI是否是動(dòng)脈瘤性SAH的預(yù)后保護(hù)因素,文獻(xiàn)中結(jié)論不一,多個(gè)研究表明高BMI可以降低動(dòng)脈瘤性SAH預(yù)后不良的風(fēng)險(xiǎn)[9,10],尤其對(duì)于接受介入治療者[11],然而Rautalin等[5]2022年的系統(tǒng)評(píng)價(jià)顯示BMI與動(dòng)脈瘤性SAH的預(yù)后并無(wú)顯著相關(guān)性。本研究也未顯示BMI與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入治療后1個(gè)月預(yù)后相關(guān)。

本研究顯示血清高Sema3E水平與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤短期預(yù)后不良的相關(guān)性,我們推測(cè)其機(jī)制可能與炎癥反應(yīng)有關(guān)。顱內(nèi)動(dòng)脈瘤是動(dòng)脈血管的管壁結(jié)構(gòu)異常,主要影響血管分叉部位,病理學(xué)特征主要包括動(dòng)脈壁退行性改變、內(nèi)彈力層薄弱或消失、中層肌纖維變性和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)等[12]。炎癥反應(yīng)是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生發(fā)展及動(dòng)脈瘤破裂后SAH的主要病理生理機(jī)制,因此Etminan等[13]提出動(dòng)脈瘤實(shí)則是由炎癥反應(yīng)調(diào)控的炎癥性疾病。炎癥反應(yīng)的基本病理特征是炎癥細(xì)胞滲出,尤其是巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)生發(fā)展機(jī)制中的作用一直是研究熱點(diǎn)[14,15]。Shimizu等[16]觀察到動(dòng)脈瘤中浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞數(shù)量與動(dòng)脈瘤的增大或破裂呈正相關(guān),且編碼單核細(xì)胞趨化蛋白1(巨噬細(xì)胞的主要趨化因子)的基因缺失或功能抑制可抑制顱內(nèi)動(dòng)脈瘤進(jìn)展;特異性剝奪巨噬細(xì)胞中前列腺素E2受體2(PTGER2)或特異性抑制NF-κB核轉(zhuǎn)位可顯著抑制顱內(nèi)動(dòng)脈瘤發(fā)展。Mohammed等[17]2020年觀察到Sema3E參與調(diào)控巨噬細(xì)胞對(duì)脂多糖誘導(dǎo)的全身炎癥反應(yīng),這從不同角度對(duì)本研究結(jié)果相互佐證。本研究顯示顱內(nèi)動(dòng)脈瘤預(yù)后不良的患者血清Sema3E水平顯著升高,結(jié)合上述研究結(jié)果,考慮與動(dòng)脈瘤或其破裂后SAH所伴隨的炎癥反應(yīng)過(guò)度激活有關(guān),從而影響顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的進(jìn)展與轉(zhuǎn)歸。值得注意的是,雖然既往研究證據(jù)提示該炎癥反應(yīng)可能是由巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的,但由于本研究缺乏進(jìn)一步的組織病理學(xué)研究,其具體病理生理機(jī)制尚不明確,在今后研究中應(yīng)深入探討巨噬細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)是動(dòng)脈瘤破裂及血清Sema3E水平升高的原因,抑或這些因素均是動(dòng)脈瘤破裂后SAH誘導(dǎo)的繼發(fā)性改變。

顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者血清Sema3E水平升高的原因及繼發(fā)性病理生理變化仍需深入研究,尤其具體的上下游調(diào)控機(jī)制及影響因素對(duì)于揭示動(dòng)脈瘤的發(fā)生發(fā)展機(jī)制具有重要意義。炎癥反應(yīng)的另一個(gè)特點(diǎn)是伴隨免疫細(xì)胞介導(dǎo)的免疫應(yīng)答,尤其是來(lái)自活化CD4+細(xì)胞的輔助性T細(xì)胞(helper T cell,Th細(xì)胞)的特定亞組Th1細(xì)胞和Th17細(xì)胞。這兩種細(xì)胞成分也稱(chēng)為促炎性T細(xì)胞,分別通過(guò)分泌γ干擾素和IL-17因子介導(dǎo)免疫反應(yīng)[18]。CD4+細(xì)胞分化為T(mén)h1細(xì)胞和Th17細(xì)胞的過(guò)程是由NF-κB信號(hào)通路所介導(dǎo)的,而Sema3E的主要作用靶點(diǎn)之一也是NF-κB核轉(zhuǎn)錄因子。Kermarrec等[19]2019年報(bào)道Sema3E可以通過(guò)調(diào)節(jié)CD11C+和CD4+T細(xì)胞的通訊來(lái)減輕炎癥反應(yīng),同時(shí)指出Sema3E可能是炎癥性疾病的潛在治療靶點(diǎn)。雖然上述研究所采用的是潰瘍性結(jié)腸炎實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?但其揭示的病理生理機(jī)制與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤具有高度一致性。據(jù)此我們推測(cè),在病情較為嚴(yán)重的病例中,動(dòng)脈瘤破裂后誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)及免疫應(yīng)答較重,作為機(jī)體的適應(yīng)性反饋,血清Sema3E水平升高以緩解炎癥反應(yīng)并調(diào)控免疫應(yīng)答。

本研究顯示血清Sema3E水平與顱內(nèi)動(dòng)脈瘤預(yù)后的關(guān)系,提示Sema3E可能是潛在的治療靶點(diǎn)。既往多認(rèn)為信號(hào)素家族與神經(jīng)細(xì)胞的生長(zhǎng)發(fā)育關(guān)系密切,而近來(lái)越來(lái)越多研究開(kāi)始關(guān)注其對(duì)血管內(nèi)皮細(xì)胞功能的影響,該領(lǐng)域?qū)⑹俏磥?lái)血管性疾病的重要研究熱點(diǎn)。Avouac等[20]通過(guò)高通量測(cè)序觀察到內(nèi)皮細(xì)胞中信號(hào)素的Sema3和Sema4亞型存在顯著差異性表達(dá),尤其在類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎的內(nèi)皮細(xì)胞、滑膜血管和血清中均過(guò)表達(dá),提出Sema3E是炎癥反應(yīng)和血管生成的重要標(biāo)志物,可能是調(diào)控炎癥反應(yīng)和促血管生成的有效靶點(diǎn)。該靶點(diǎn)與動(dòng)脈瘤的研究尚未得到學(xué)術(shù)界關(guān)注,本研究結(jié)果為改善動(dòng)脈瘤預(yù)后提供了新思路。

本研究樣本量較小,未對(duì)logistic預(yù)后預(yù)測(cè)模型的敏感性及特異性進(jìn)行驗(yàn)證,這將是我們下一步研究工作的重點(diǎn)。

綜上,本研究結(jié)果顯示顱內(nèi)動(dòng)脈瘤患者血清Sema3E水平與病情嚴(yán)重程度關(guān)系密切,血清Sema3E水平是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤介入術(shù)后的獨(dú)立預(yù)后因素,而且高Sema3E水平可作為預(yù)測(cè)動(dòng)脈瘤介入治療后不良結(jié)局的生物標(biāo)記物。該結(jié)果提示Sema3E所介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)或免疫應(yīng)答在顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,信號(hào)素家族將是血管性疾病機(jī)制研究的重要靶點(diǎn)。