急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病預(yù)測(cè)因子的研究

李晟 陳潛妙 池學(xué)鋒 劉偉

急性一氧化碳中毒（acute carbon monoxide poisoning，ACMP）昏迷患者在意識(shí)清醒后的2～60d假愈期內(nèi)約10%～30%可發(fā)生ACMP后遲發(fā)性腦病（delayed encephalopathy after ACMP，DEACMP），該病主要表現(xiàn)為以急性癡呆為主的神經(jīng)精神癥狀，致殘率高。DEACMP中樞神經(jīng)損傷機(jī)制與眾多因素相關(guān)，包括中毒環(huán)境、治療方案及遺傳因素。前期研究提示低氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia inducible factor-1α,HIF-1α）基因多態(tài)性與一氧化碳中毒患者中樞神經(jīng)損傷具有一定的相關(guān)性[1]，多種腦特異性蛋白表達(dá)水平也與ACMP病情相關(guān)[2]。雖然判斷DEACMP的指標(biāo)層出不窮，但每個(gè)指標(biāo)各有其優(yōu)缺點(diǎn)，單一指標(biāo)很難同時(shí)兼顧靈敏度、特異度和準(zhǔn)確度。本研究分析DEACMP的臨床、基因及神經(jīng)生化標(biāo)志物等因素，探討DEACMP的預(yù)測(cè)因子，現(xiàn)將研究結(jié)果報(bào)道如下。

1 對(duì)象和方法

1.1 對(duì)象 選擇2013年1月至2017年12月本院收治的ACMP患者189例，男82例，女107例，年齡22～81（52.12±13.81）歲。DEACMP 國(guó)家頒布的《職業(yè)性ACMP診斷標(biāo)準(zhǔn)及處理原則》診斷標(biāo)準(zhǔn)[3]：ACMP意識(shí)障礙恢復(fù)后，經(jīng)過60d的“假愈期”之后90d內(nèi)再次出現(xiàn)以下臨床表現(xiàn)：（1）精神及意識(shí)障礙（癡呆、木僵、譫妄狀態(tài)或去皮質(zhì)狀態(tài)）；（2）錐體外系神經(jīng)障礙（震顫麻痹綜合征的表現(xiàn)）；（3）錐體系神經(jīng)損害（偏癱、病理反射陽性或二便失禁）；（4）大腦皮質(zhì)局灶性功能障礙（如失語、失明或出現(xiàn)繼發(fā)性癲癇）。CT或MRI檢查可發(fā)現(xiàn)雙側(cè)蒼白球?qū)ΨQ性病灶和大腦白質(zhì)廣泛脫髓鞘改變；腦電圖檢查可發(fā)現(xiàn)中度和重度廣泛性異常。根據(jù)這一標(biāo)準(zhǔn)將189例患者分為DEACMP組（37例）及無DEACMP組（152例），納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）診斷標(biāo)準(zhǔn)參照；（2）病例資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并各種病因的腦卒中、嚴(yán)重心肺腦疾病、臟器功能衰竭及惡性腫瘤的患者；（2）昏迷、死亡及治療過程中主動(dòng)要求退出該研究項(xiàng)目者。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，所有患者簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 一般資料及輔助指標(biāo)的比較 記錄患者性別、年齡、中毒時(shí)間、昏迷持續(xù)時(shí)間（從發(fā)現(xiàn)昏迷至意識(shí)清楚的時(shí)間）。入院當(dāng)天急診查碳氧血紅蛋白；次日常規(guī)檢測(cè)肝腎心功能、血常規(guī)、S－100B、神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）、髓鞘堿性蛋白（MBP）。入院第 2～7天行頭顱MRI檢查并由2位高級(jí)職稱的影像科醫(yī)師記錄分析影像學(xué)資料，入院初期頭顱MRI異常主要表現(xiàn)[4]為：（1）雙側(cè)皮質(zhì)和（或）皮質(zhì)下白質(zhì)損害為主；（2）雙側(cè)基底核（主要為雙側(cè)蒼白球）損害；（3）皮質(zhì)下白質(zhì)和（或）側(cè)腦室周圍白質(zhì)與基底核同時(shí)受損害。MRI改變多為雙側(cè)對(duì)稱性，點(diǎn)狀、斑片狀或融合病灶，T1WI呈低信號(hào)，T2WI、T2WI－FLAIR、DWI呈高信號(hào)，記錄為入院初期頭顱MRI異常。

1.2.2 HIF－1α基因SNP的選擇基因多態(tài)性檢測(cè) 抽取5ml靜脈血EDTA抗凝，提取DNA。選取HIF－1α基因具有代表性的SNPs位點(diǎn)共4個(gè)（rs3783752、rs4899056、rs1957757、rs10873142）。使用 Primer 5.0 設(shè)計(jì)引物，采用直接測(cè)序方法讀取個(gè)體的基因型（表1）。

表1 HIF基因SNPs位點(diǎn)分型所用引物及測(cè)序引物

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS20.0統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)數(shù)資料以百分率表示，比較采用χ2檢驗(yàn)。符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較采用t檢驗(yàn)。采用單因素分析法篩選出DEACMP的影響因素，采用二分類非條件logistic回歸分析獨(dú)立預(yù)測(cè)因子，將有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的因素作為自變量，通過二分類非條件logistic回歸分析篩選自變量，并建立DEACMP預(yù)測(cè)模型。判斷模型擬合能力的指標(biāo)采用ROC曲線AUC、一致率，Youden指數(shù)=靈敏度+特異度－1，根據(jù)最大Youden指數(shù)確定最佳臨界點(diǎn)。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患者一般資料及NSE、S－100B、MBP、動(dòng)脈血乳酸含量比較 見表2。

由表2可見，與無DEACMP組比較，DEACMP組年齡大，昏迷持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，高壓氧治療療程短，入院初期頭顱 MRI異常發(fā)生率高，NSE、S－100B、MBP、乳酸水平均較高，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P＜0.05）。

2.2 兩組患者HIF－1α基因4個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)的基因型分布頻率比較 見表3。

表2 兩組患者一般資料及NSE、S-100B、MBP、動(dòng)脈血乳酸含量比較

由表3可見，與無DEACMP組比較，DEACMP組rs4899056基因型分布頻率比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），余基因型比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.3 DEACMP獨(dú)立預(yù)測(cè)因子的單因素和logistic回歸分析 見表4、5。

表3 兩組患者HIF-1α基因4個(gè)多態(tài)性位點(diǎn)的基因型分布頻率比較[例（%）]

表4 多指標(biāo)聯(lián)合預(yù)測(cè)DEACMP的logistics回歸模型各協(xié)變量的賦值

表5 多指標(biāo)作為協(xié)變量同時(shí)代入logistics回歸方程預(yù)測(cè)DEACMP的結(jié)果

由表4、5可見，各協(xié)變量的賦值情況DEACMP的預(yù)測(cè)模型：logit（p）=－5.81+1.236X1－1.995X2+1.333X3+1.195X4+0.058X5其中昏迷持續(xù)時(shí)間、入院初期頭顱MRI異常表現(xiàn)、NSE、年齡為危險(xiǎn)因素（OR=3.44、3.79、3.30、1.06），HIF－1α 基因（rs4899056）多態(tài)性 TT 基因型為保護(hù)因素（OR=0.17）。

2.4 logistic回歸模型擬合能力分析及最佳臨界點(diǎn)確定見圖1。

由圖1可見，ROC曲線分析顯示，logistic回歸模型擬合能力 ROC 曲線 AUC 為 0.88，95%CI：0.82～0.93，標(biāo)準(zhǔn)誤為0.03（P＜0.01）。該模型擬合能力較高，根據(jù)ROC曲線，靈敏度為0.79，特異度為0.86；最大Youden指數(shù)為0.65，對(duì)應(yīng)的預(yù)測(cè)概率為0.49，確定該點(diǎn)為最佳臨界點(diǎn)。

圖1 logistic回歸模型預(yù)測(cè)價(jià)值的ROC曲線

3 討論

DEACMP是指ACMP經(jīng)過2～60d表現(xiàn)正?；蚪咏５摹凹儆凇焙笤俅纬霈F(xiàn)神經(jīng)精神癥狀[5]。突然出現(xiàn)以癡呆、精神和錐體外系癥狀為主的功能障礙。目前DEACMP發(fā)病機(jī)制尚不清楚，普遍認(rèn)為ACMP性腦病是由于缺血缺氧導(dǎo)致腦組織壞死并激發(fā)嚴(yán)重免疫反應(yīng)性髓鞘受損。

DEACMP的發(fā)生難以預(yù)測(cè)，且預(yù)后較差，是當(dāng)前臨床領(lǐng)域的難題，本研究建立一個(gè)基于logistic回歸分析的數(shù)學(xué)預(yù)測(cè)診斷模型。單因素分析顯示年齡、MRI異常發(fā)生率、昏迷持續(xù)時(shí)間、行高壓氧治療療程、入院時(shí)NSE、S－100B、MBP、動(dòng)脈血乳酸含量、HIF－1α 基因（rs4899056）基因型分布頻率均是DEACMP的影響因子。在方法學(xué)上，統(tǒng)計(jì)學(xué)者Pepe[6]最先報(bào)道了使用logistic回歸模型擬合多項(xiàng)指標(biāo)建立新的聯(lián)合預(yù)測(cè)因子的方法。但該方法目前在國(guó)內(nèi)報(bào)道較少，國(guó)內(nèi)大多數(shù)研究仍停留在使用單一指標(biāo)對(duì)預(yù)后進(jìn)行判斷的階段。近年來，關(guān)于神經(jīng)生化標(biāo)志物研究較多，王繼剛[2]研究提示，NSE特異地存在于大腦神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，是判斷中樞神經(jīng)細(xì)胞壞死的客觀指標(biāo)；S－100B是一種酸性鈣結(jié)合蛋白，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞分布廣泛，由于其半衰期短、特異度高，因此認(rèn)為是一種高敏感度、有效地判斷中樞神經(jīng)損害的生化標(biāo)志物；MBP是神經(jīng)組織所特有的膜蛋白組分，是中樞神經(jīng)系統(tǒng)損害和急性脫髓鞘的特異度生化指標(biāo)[7]。但是，這些指標(biāo)在靈敏度、特異度、準(zhǔn)確度上存在不同程度的缺陷，更多的基礎(chǔ)研究也僅僅在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行[8]。其次，在前期對(duì)HIF－1α基因多態(tài)性研究的基礎(chǔ)上[1]，本課題再次對(duì)ACMP患者數(shù)據(jù)進(jìn)行深層分析，提示rs4899056基因型分布頻率，DEACMP組TT基因型分布頻率較無DEACMP組低，考慮HIF-1α基因rs4899056位點(diǎn)的變異與ACMP中樞神經(jīng)脫髓鞘損傷及DEACMP的發(fā)生有一定影響，基因變異引起相關(guān)編碼蛋白的氨基酸序列改變，影響相關(guān)HIF蛋白功能表達(dá)的穩(wěn)定性和功能，為DEACMP發(fā)生的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子之一。

本研究通過基因遺傳聯(lián)合多預(yù)測(cè)因子構(gòu)建logistic回歸模型，分析DEACMP影響因素，為使模型更具針對(duì)性，建立基于基因多態(tài)性和臨床資料及各項(xiàng)指標(biāo)等多項(xiàng)影響因素風(fēng)險(xiǎn)模型，該模型預(yù)測(cè)DEACMP的能力較高，AUC達(dá)到0.875，其中昏迷持續(xù)時(shí)間、入院初期頭顱MRI異常、NSE、年齡為危險(xiǎn)因素。數(shù)據(jù)權(quán)重最大的預(yù)測(cè)因素為入院初期MRI異常表現(xiàn)，目前MRI中對(duì)于DEACMP的診斷價(jià)值較大的是DWI。因其對(duì)檢測(cè)缺血缺氧所致的組織細(xì)胞毒性水腫非常敏感，且可以量化中樞神經(jīng)損害的程度。

綜上，本研究認(rèn)為DEACMP的發(fā)病危險(xiǎn)因素與年齡增長(zhǎng)、昏迷時(shí)間、入院初期頭顱MRI檢查顯示DWI高信號(hào)以及HIF-1α基因及神經(jīng)生化標(biāo)志物等因素有關(guān)，早期積極的高壓氧治療，可以減少DEACMP的發(fā)生率。結(jié)合本研究通過基因遺傳聯(lián)合多預(yù)測(cè)因子構(gòu)建logistic回歸模型，當(dāng)個(gè)體將其危險(xiǎn)因素的狀況代入所建立的logistic回歸模型時(shí)如果計(jì)算的概率≥0.49時(shí)，即可對(duì)ACMP個(gè)體進(jìn)行DEACMP預(yù)警,提示應(yīng)加強(qiáng)并提供有效的個(gè)體治療策略。