缺血性腦血管病相關的新型生物標志物的研究進展

黃翠波 綜述，黃之虎 審校

廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院檢驗科,廣西南寧 530001

腦血管疾病是全球第二大致死疾病，其中80%死于缺血性腦血管病。缺血性腦血管病即缺血性腦卒中，是腦血管疾病中最常見的類型，其具有高患病率、高致殘率、高病死率、高復發(fā)率等特點,給社會和患者家屬帶來沉重的經濟負擔和精神壓力[1]。因此，缺血性腦血管病的預防顯得尤為重要，但由于缺血性腦血管病早期癥狀不明顯且與其他疾病(如頸椎病、高血糖高滲透壓綜合征等)的早期癥狀相似，鑒別診斷難度較大，僅根據(jù)臨床癥狀判斷不利于缺血性腦血管病的早期預防、診斷以及治療[2]。目前公認的傳統(tǒng)危險因素包括高血壓、高血糖、高血脂等對腦血管疾病的早期預防、診斷和治療作用不大[3]。因此尋找與缺血性腦血管病相關的生物標志物，通過確定最佳生物標志物診斷模型來提高疾病診斷、預后的預測率，對缺血性腦血管病的早期預防、診斷、治療和預后是一條重要的途徑。炎癥因子、凝血和纖溶等生物標志物在缺血性腦血管病中的作用已備受關注[4]。本文對與缺血性腦血管病相關的新型生物標志物的研究及進展作一綜述。

1 炎癥生化標志物

炎癥細胞和炎癥信號啟動血管內膜損傷后修復，參與動脈粥樣硬化的發(fā)生、發(fā)展過程，炎性反應貫穿著動脈粥樣硬化、斑塊形成及脫落等過程，參與血栓形成的各個階段。

1.1系統(tǒng)性炎癥生化標志物

1.1.1超敏C反應蛋白(hs-CRP)和C反應蛋白(CRP) CRP是動脈粥樣硬化的介質，它通過活化炎癥細胞造成血管內皮損傷及功能障礙，促進血栓形成。研究表明hs-CRP和CRP在缺血性腦血管病患者的血清中呈高表達，是缺血性腦血管病的獨立危險因素[5]。同時，CRP與腦血管粥樣硬化程度及疾病嚴重程度呈正相關，可作為一個獨立因素預測缺血性腦血管病的短期病死率[6]。由于結構穩(wěn)定、易于檢測及重復性好等特點，CRP和hs-CRP被廣泛應用于臨床，可作為預測和治療缺血性腦血管病的監(jiān)測指標。

1.1.2白細胞介素-6(IL-6) IL-6是神經系統(tǒng)主要細胞因子，參與炎性反應和發(fā)熱反應，具有神經保護或導致神經退行性病變的特性。當腦組織缺血壞死時引起相應的免疫應答，產生大量的IL-6，IL-6通過增強中性粒細胞的通透性，細胞破壞增加，毒性作用增大，加重炎性反應，導致腦損傷加重。有研究發(fā)現(xiàn)IL-6在急性腦梗死患者血清和腦脊液中升高，是腦梗死的獨立預測因子，并且IL-6水平與急性缺血性腦血管病斑塊的不穩(wěn)定性[7]及疾病嚴重程度呈正相關[8]。醫(yī)師可以通過監(jiān)測急性缺血性腦血管病患者血清或腦脊液中IL-6水平，對患者的病情嚴重程度進行評估。

1.1.3白細胞介素-10(IL-10) IL-10是一種多細胞源性的細胞因子，它能抑制巨噬細胞、T細胞的激活和多種生長因子、炎癥因子的合成，是一種理想的抗炎物質。臨床試驗已證實IL-10在動脈粥樣硬化中有穩(wěn)定斑塊的作用。然而也有研究發(fā)現(xiàn)IL-10水平在急性腦梗死患者中存在動態(tài)變化[9]，與患者梗死面積呈負相關[10]。目前關于IL-10對缺血性腦血管病的康復及預后評估的研究還沒有統(tǒng)一的結論，需進一步研究。

1.2細胞黏附分子

1.2.1選擇素家族 E-選擇素表達于活化的內皮細胞，具有介導、活化內皮細胞與中性粒細胞等的黏附作用，主要介導白細胞與血管壁細胞的可逆性黏附階段，使白細胞流動減慢，為進一步細胞黏附創(chuàng)造條件。有研究顯示E-選擇素與頸動脈粥樣硬化相關，可增加腦血管事件的風險[11]。臨床上可以通過檢測E-選擇素的水平來評估頸動脈粥樣硬化程度。P-選擇素表達于活化的內皮細胞及血小板表面，當血小板和內皮細胞被凝血因子和炎癥介質等激活后介導血小板或內皮細胞與中性粒細胞結合。研究表明，E-選擇素和P-選擇素增高能促進腦卒中的炎性反應和加劇腦卒中的損傷，增加梗塞面積[11-12]。因此測定E-選擇素和P-選擇素的水平可以預測缺血性腦血管病發(fā)生的風險，同時可作為判斷缺血性腦血管病患者腦損傷程度的指標。

1.2.2免疫球蛋白超家族 血管細胞黏附分子-1(VCAM-1)和細胞間黏附分子-1(ICAM-1)表達于內皮細胞表面。VCAM-1在正常情況下不表達，在促動脈粥樣硬化因素作用下被急劇誘導，在動脈粥樣硬化起始階段起關鍵作用。在糖尿病患者血漿中可溶性VCAM-1水平長期升高，急性腦卒中患者VCAM-1和ICAM-1表達增加[13]。通過監(jiān)測VCAM-1和ICAM-1水平變化，可幫助我們了解動脈粥樣硬化的進展，對早期預防缺血性腦血管病有一定的幫助。

1.3基質金屬蛋白酶家族(MMPs) MMPs是一種Zn、Ca依賴的酶家族，可加速氧化型低密度脂蛋白(ox-LDL)的滲透，促進動脈粥樣硬化的發(fā)生和發(fā)展。其中MMP-9具有水解明膠的能力，參與動脈粥樣硬化、炎性反應、腦缺血及新生血管形成，在腦缺血早期參與腦損傷過程，在后期有助于腦損傷的恢復。MMP-9主要降解彈性蛋白，MMP-3可降解細胞外基質成分，使粥樣斑塊的纖維帽變薄、穩(wěn)定性下降，易脫落、破裂，誘發(fā)急性腦梗死。研究發(fā)現(xiàn)MMP-3和MMP-9水平在急性腦梗死患者血清中升高，并且與疾病的嚴重程度呈正相關[14]。檢測MMP-3和MMP-9的水平，在對腦血管疾病進行早期干預治療及減少腦血管事件的發(fā)生中有重要作用。

1.4腫瘤壞死因子家族

1.4.1基質金屬蛋白酶誘導因子(CD147) CD147又稱基礎免疫球蛋白，它通過與各種介質及信號通路在動脈粥樣硬化和血栓形成過程中的炎性反應發(fā)揮作用。在急性血管事件中，血漿可溶性CD147水平明顯升高，可作為炎癥標志物和急性血管事件高風險的預測因子。CD147可誘導細胞MMPs分泌和活化，MMPs降解細胞外基質(ECM)中的膠原纖維和彈力纖維，削弱動脈粥樣硬化斑塊的表面纖維帽成分，破壞斑塊穩(wěn)定性，使斑塊從穩(wěn)定變?yōu)橐讚p或破裂導致缺血性腦血管病的發(fā)生[15]。通過監(jiān)測CD147水平對缺血性腦血管病的防治有指導作用。

1.4.2腫瘤壞死因子-α(TNF-α) TNF-α是主要由單核-巨噬細胞分泌的，在啟動和調節(jié)炎性反應中起關鍵作用，它可作用于血管內皮細胞，增加血管通透性并誘導黏附分子的產生和蛋白酶、氧化酶等的釋放，加重組織損傷和血管內皮損傷，可導致動脈粥樣硬化的形成。有研究顯示，TNF-α水平與動脈粥樣硬化嚴重程度呈正相關，TNF-α水平越高越易再發(fā)缺血性腦卒中事件[16]。通過觀察TNF-α水平的變化，盡早地干預動脈粥樣硬化，在一定程度上減少心腦血管事件的發(fā)生，同時可有效地控制缺血性腦卒中的再發(fā)。

1.5人軟骨糖蛋白-39(YKL-40) YKL-40是由活化的巨噬細胞、中性粒細胞、平滑肌細胞分泌的一種蛋白，是急性、慢性炎癥過程中的一種新型標志物。YKL-40可促進血管內皮細胞重塑、增殖、趨化、遷移、黏附，導致內皮功能障礙，促進新生血管形成，促進泡沫細胞形成，對動脈粥樣硬化斑塊的形成、發(fā)展及斑塊的穩(wěn)定性產生影響。有對照研究顯示，YKL-40水平與缺血性腦血管病的發(fā)生有相關性。血清YKL-40水平與顱內動脈粥樣硬化、狹窄血管數(shù)量、嚴重程度存在顯著相關[17]。YKL-40可能成為動脈粥樣硬化性腦梗死的預測指標。在缺血性腦血管病中，合理應用YKL-40來判斷顱內動脈的病變情況，可避免患者進行DSA、CT等介入性治療，減少患者痛苦及經濟負擔。

1.6骨橋蛋白(OPN) OPN是一種多功能糖蛋白，是T1輔助性細胞因子。在動脈粥樣硬化發(fā)展過程中，它起到調節(jié)巨噬細胞、T細胞等多種細胞因子產生，并能在炎癥區(qū)域聚集單核-巨噬細胞，加劇動脈粥樣硬化的發(fā)展,同時平滑肌細胞分泌的OPN在易損斑塊中高表達，并介導炎性反應造成斑塊脂質核心增大，纖維帽變薄，降低斑塊的穩(wěn)定性，使斑塊易于破裂[18]。OPN水平在類肝素藥物治療急性缺血性腦卒中試驗(TOAST)分型的研究中發(fā)現(xiàn)：在動脈粥樣硬化性腦梗死患者OPN水平高于其他亞型患者。另有研究指出通過干預OPN水平有助于腦梗死的防治[19]。利用腦梗死患者TOAST分型與OPN水平變化的關系，將會給臨床提供更簡便、快捷的病情判斷依據(jù)。

2 凝血與纖溶相關因子

凝血與纖溶是缺血性腦血管病發(fā)生、發(fā)展的重要環(huán)節(jié)，當動脈粥樣硬化病變損傷血管內膜時，局部甚至全身的凝血和纖溶系統(tǒng)會發(fā)生不同程度的改變；血小板的活化增強其聚集和黏附功能；血液流變學的變化等導致血栓的形成。

2.1D-二聚體 D-二聚體缺血性腦血管病是因動脈粥樣硬化斑塊破裂，導致血管皮下組織成分暴露，激活血小板和凝血系統(tǒng)。有研究表明，血漿D-二聚體水平在短時間內迅速升高，說明機體處于高凝狀態(tài)或血栓形成，從而增加腦血管疾病的風險。因此D-二聚體可作為心腦血管疾病的預測因子。在腦梗死發(fā)生時D-二聚體水平增高[20]，尤其在進展性腦梗死發(fā)生時更為明顯，可作為進展性腦梗死獨立高危因素和預測因子。D-二聚體水平和腦梗死程度呈線性相關，可用來判斷腦梗死患者預后，并且D-二聚體水平高的患者，腦梗死再發(fā)作的概率高[21]。

2.2血漿纖維蛋白原降解產物(FDP) FDP是血漿中含量最高的凝血因子，反映機體纖溶活性的總水平，參與血栓形成的關鍵步驟。高纖維蛋白原是各種血栓性疾病的重要危險因素。有病例對照研究表明在缺血性腦血管病急性期和穩(wěn)定期D-二聚體、FDP水平均明顯高于正常組，其中急性期組明顯高于穩(wěn)定期組[22-23]。在急性腦梗死治療中，可通過D-二聚體、FDP的水平變化及時評估治療效果，預防腦梗死出血性轉化，當血漿FDP水平在恢復期降至正常水平，說明患者體內原發(fā)性纖溶狀態(tài)基本消失，但由抗凝治療或溶栓治療引起的繼發(fā)性纖溶系統(tǒng)仍可存在，此時FDP持續(xù)升高，應考慮可能腦梗死出血性轉化[24]。隨著全自動凝血分析儀在臨床實驗室的廣泛應用，D-二聚體和FDP已經成為臨床的常用檢測項目。動態(tài)觀察D-二聚體和FDP水平的變化，對腦梗死的診斷、病情評估及療效判斷等均有重要作用。

3 特異性脂質成分改變

3.1ox-LDL LDL是一種運載膽固醇進入外周組織細胞的脂蛋白顆粒，可被氧化成ox-LDL。ox-LDL具有較強的細胞毒性，當其過量時會攜帶膽固醇沉積在血管壁，改變血管內皮細胞的功能狀態(tài)，并且ox-LDL不能與正常脂蛋白受體結合，也不受游離膽固醇水平影響，更易引起動脈粥樣硬化形成，并與硬化嚴重程度及疾病嚴重程度密切相關[25]。在致動脈粥樣硬化的過程中，ox-LDL起著比LDL更重要的作用，測定ox-LDL在心腦血管病的預防與治療中更有意義。

3.2小而密低密度脂蛋白膽固醇(sdLDL-C) sdLDL-C被認為是動脈粥樣硬化的脂蛋白，更易被氧化，致動脈粥樣硬化的能力比低密度脂蛋白更強。近年研究發(fā)現(xiàn)，sdLDL-C與腦卒中特別是腦梗死關系尤為密切。sdLDL-C是缺血性腦血管病的獨立危險因素。孔維菊等[26]研究發(fā)現(xiàn)：代謝綜合征(MS)患者sdLDL-C升高早于LDL，在MS人群中檢測sdLDL-C水平更有助于篩查出腦血管疾病的高危人群。另有研究表明，血清sdLDL-C水平與動脈粥樣斑塊性頸動脈狹窄呈正相關[27]。通過對sdLDL-C水平篩查，將對缺血性腦血管病的防治起重要作用。

3.3脂蛋白相關磷脂酶A2(Lp-PLA2) Lp-PLA2是一種新型炎癥標志物，它能顯著抑制血小板的活化，參與動脈粥樣硬化的形成并能反映血管內斑塊的發(fā)展及活動狀態(tài)。2015年《脂蛋白相關的磷脂酶A2臨床應用中國專家建議》[28]中指出：Lp-PLA2是具有血管特異性的炎癥標志物，美國FDA批準其用于預測冠心病和缺血性腦血管病的發(fā)病風險。有研究發(fā)現(xiàn)，Lp-PLA2水平在心腦血管疾病中明顯升高，是心腦血管疾病的獨立危險因素[29]。Lp-PLA2在不穩(wěn)定斑塊中高水平表達，是預測心腦血管事件發(fā)生的有效指標[30]。另有研究顯示，Lp-PLA2升高與腦梗死面積無關，但與神經功能缺損程度相關[31]。在全國健康中老年人群Lp-PLA2參考范圍調查中發(fā)現(xiàn)，Lp-PLA2與LDL-C呈正相關，但在LDL-C<2.7 mmol/L時，仍有20%左右的人Lp-PLA2增高，處于腦血管高風險水平，hs-CRP<1 mg/L時，仍有30%左右的人Lp-PLA2增高，處于腦血管高風險水平，說明Lp-PLA2可評估LDL-C和hs-CRP的殘余風險。目前用化學發(fā)光法檢測血清中Lp-PLA2，方法簡單、便捷，精確度和準確度高，Lp-PLA2可作為預測腦血管病發(fā)生風險最具有前景的指標之一。將CRP與Lp-PLA2聯(lián)合，在預測缺血性腦血管病發(fā)病風險方面能提供更高的價值，二者相互補充且獨立于傳統(tǒng)危險因素之上。

4 長鏈非編碼RNA(lncRNAs)

lncRNAs是一類長度大于200個核苷酸且不具有任何編碼蛋白功能的RNA。lncRNAs具有調控血管平滑肌細胞增殖和凋亡的作用，可作為動脈粥樣硬化性疾病診斷和治療的潛在靶點。目前發(fā)現(xiàn)的與缺血性腦血管病相關的lncRNAs主要有心肌梗死相關轉錄本(MIAT)、肺腺癌轉移相關轉錄本1(MALAT 1)、N1LR、H19和ANRIL等。

研究發(fā)現(xiàn)，部分lncRNAs(如MIAT、NKILA和H19等)通過促進神經元凋亡、神經炎癥以及神經發(fā)生等過程參與缺血性腦血管病的病理生理過程[32-33]。MIAT和NKILA和H19在缺血性腦血管病患者中的表達水平升高，并與美國國立衛(wèi)生院神經功能缺損評分(NIHSS評分)、改良Rankin量表評分(MRS評分)、梗死面積呈正相關，與預后呈負相關。通過ROC曲線發(fā)現(xiàn)其可能是診斷腦梗死的潛在非侵襲性生物標志物[34-35]。另外，部分lncRNAs(如MALAT1、SNHG12和MALAT1等)可通過抑制內皮細胞凋亡與炎癥，促進血管生成從而減少血管的損傷[36]，是潛在的遺傳標志物和治療靶點。lncRNAs參與缺血性腦血管病的發(fā)病過程，可用于疾病的早期診斷及治療。然而lncRNAs與缺血性腦血管病的相關性研究還處于初步階段，其作為疾病標志物的可行性仍需進一步驗證。

5 小結與展望

目前血管造影是診斷心腦血管疾病的“金標準”，可顯示血管的狹窄程度，但具有創(chuàng)傷性和并發(fā)癥，不適宜作為缺血性腦血管病的早期預測及診斷方法。傳統(tǒng)的缺血性腦血管病風險評估因素無法實現(xiàn)精確的風險分層，對不良事件的風險評估有限，急需尋求更準確的預測指標。新型的風險評估因素包括了腦血管疾病不同時期的炎性反應、內膜損傷、血液流變改變等的相關生物標志物。通過比較相關標志物在缺血性腦血管病不同時期的變化，分析其作為生物標志物的鑒別能力，尋找對疾病預防、診斷、治療及預后評估的最佳模型，以更好地指導臨床。