NLRP3 炎癥小體與腦梗死后患者神經(jīng)功能恢復(fù)的相關(guān)性分析

王 玲 孫玉華 浮榮莉 黃曉哲 王斌杰 王長福

河南大學(xué)淮河醫(yī)院，河南 開封475000

腦梗死是因局部血供障礙導(dǎo)致腦組織缺血壞死而起，患者的典型表現(xiàn)為神經(jīng)功能缺損，而早期改善患者神經(jīng)功能對降低殘障率意義重大。相關(guān)研究表明，腦梗死患者神經(jīng)功能恢復(fù)狀況仍有待改善，而導(dǎo)致腦梗死患者神經(jīng)功能恢復(fù)不佳的因素較多，包括高齡、糖尿病與血清C 反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）異常表達等［1-2］。糖尿病可導(dǎo)致腦血管發(fā)生彌散性改變與血管壁損傷，進而損害大腦中動脈及周邊組織，造成相應(yīng)的功能障礙［3］，且長期血糖高負荷還會損傷微血管，引發(fā)腔隙性梗死，進而加重腦梗死患者的局部血供障礙，導(dǎo)致血腦屏障被破壞，最終造成不可逆的神經(jīng)損傷［4-5］。CRP 是常見炎癥因子，能直接損傷神經(jīng)元，破壞額葉皮質(zhì)下的神經(jīng)環(huán)路，進而損害神經(jīng)功能，且腦梗死患者發(fā)生神經(jīng)功能缺損的主要原因是局部腦組織炎性損傷，故CRP 水平能反映神經(jīng)功能缺損程度［6］。目前，隨著臨床對上述危險因素的認識加深，相關(guān)的干預(yù)手段也得到廣泛應(yīng)用，而為了進一步改善腦梗死患者的預(yù)后狀況，對神經(jīng)功能恢復(fù)影響因素的深入探索顯得愈發(fā)重要。

近年來研究發(fā)現(xiàn)，人體的核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域樣受體蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain，NLRP3）炎癥小體能通過模式識別受體識別內(nèi)源性危險信號，NLRP3 炎癥小體被激活后可促進多種炎癥因子的釋放，介導(dǎo)腦組織的炎性損傷，在神經(jīng)血管疾病的發(fā)病中起重要作用［7］。NLRP3炎癥小體主要由NLRP3、凋亡相關(guān)斑點樣蛋白（apoptosis associated speckle-like protein containing CARD，ASC）與半胱天冬酶-1 前體組成，在人體內(nèi)皮細胞、膠質(zhì)細胞與神經(jīng)元中呈多樣性表達，而NLRP3 炎癥小體的表達情況可能對腦梗死患者的神經(jīng)功能恢復(fù)有重要影響，但目前能證實這一推測的報告較少［8］。

本研究著重分析腦梗死患者NLRP3炎癥小體表達與神經(jīng)功能恢復(fù)的關(guān)系，旨在為未來腦梗死的治療提供新方向，以改善患者的神經(jīng)功能恢復(fù)現(xiàn)狀。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧分析2018-01—2019-12 河南大學(xué)淮河醫(yī)院收治的102 例腦梗死患者的臨床資料。（1）納入條件：①符合腦梗死診斷標準；②初次發(fā)病；③發(fā)病至入院時間≤24 h；④中重度神經(jīng)功能缺損［美國國立衛(wèi)生院卒中量表（National Institutes of Health stroke scale，NIHSS）［9］評分≥4分］。（2）排除條件：①合并心血管疾病者；②合并炎癥性疾病或感染性疾病者；③合并惡性腫瘤者；④合并顱腦創(chuàng)傷、腦出血、癲癇、腦代謝性疾病者；⑤臨床資料、實驗室資料或隨訪資料缺失者。根據(jù)神經(jīng)功能恢復(fù)情況將102 例患者分為恢復(fù)組（n=70 例）與未恢復(fù)組（n=32例），恢復(fù)組男44 例，女26 例；年齡40 ～74（57.11±8.65）歲；發(fā)病至入院時間0.5 ～24（11.98±6.37）h。未恢復(fù)組男22 例，女10 例；年齡40 ～74（57.64±8.73）歲；發(fā)病至入院時間1～24（12.66±6.43）h。2組一般資料比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 神經(jīng)功能恢復(fù)情況：應(yīng)用NIHSS量表評估患者入院時、入院后第1個月神經(jīng)功能缺損程度。NIHSS量表包含意識和定向、視野、上肢運動、下肢運動、語言、忽視等11 個項目，分值范圍0 ～42 分，評分愈高表示患者神經(jīng)功能缺損愈嚴重。神經(jīng)功能缺損分度：NIHSS 評分＜4 分為輕度，4 ～15 分為中度，＞15分為重度。患者入院后第1 個月的NIHSS 評分較入院時降低≥2分表示神經(jīng)功能恢復(fù)，神經(jīng)功能恢復(fù)率=神經(jīng)功能恢復(fù)例數(shù)/總例數(shù)×100%。

1.2.2 臨床資料：統(tǒng)計患者一般資料，包括性別（男、女）、年齡、發(fā)病至入院時間、高血壓（有、無）、糖尿病（有、無）、神經(jīng)功能缺損分度（中度、重度，入院時采用NIHSS 評估）、NLRP3 炎癥小體表達。高血壓：舒張壓＞90 mmHg 和（或）收縮壓＞140 mmHg。糖尿病：空腹血糖水平＞7.0 mmol/L 或餐后2 h 血糖水平＞11.1 mmol/L。入院時采患者肘靜脈血3 mL，以3 000 r/min 的速率離心20 min，留取下層沉淀細胞，以2 000 r/min 的速率離心30 min，可見液體分3 層，上、中層交界的白色狹窄帶即為單核細胞層。留取單個核細胞層以1 500 r/min的速率離心10 min，收集細胞沉淀，再次離心得到單核細胞。采用逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測外周血單核細胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）的NLRP3-mRNA 水平，以2-ΔΔCT值表示進行數(shù)據(jù)分析，試劑盒由北京盛科博源生物科技有限公司提供。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 24.0 統(tǒng)計學(xué)軟件處理數(shù)據(jù)，所有計量資料做Shapiro-Wilk 正態(tài)性檢驗，符合正態(tài)分布的以均數(shù)±標準差（x±s）表示，組間比較用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料用%表示，采用χ2檢驗；腦梗死患者PBMC中的NLRP3-mRNA表達對早期神經(jīng)功能恢復(fù)的影響，采用Logistic回歸分析；PBMC中NLRP3-mRNA 水平與NIHSS 評分減分情況（入院時NIHSS 評分 入院后第1 個月NIHSS 評分）的關(guān)系，采用雙變量Pearson 直線相關(guān)性檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 神經(jīng)功能恢復(fù)情況入院后第1個月70例腦梗死患者梗死后NIHSS 評分較入院時降低≥2 分，神經(jīng)功能恢復(fù)率為68.63%（70/102）。

2.2 不同神經(jīng)功能恢復(fù)情況比較2 組患者的性別、年齡、發(fā)病至入院時間、合并高血壓情況、合并糖尿病情況、神經(jīng)功能缺損分度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；神經(jīng)功能恢復(fù)患者PBMC 中NLRP3-mRNA 表達低于未恢復(fù)患者，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。見表1。

表1 2組一般資料比較 ［n（%）］Table 1 Comparison of general information of two groups［n（%）］

2.3 Logistic 回歸分析以腦梗死患者神經(jīng)功能恢復(fù)情況為因變量，未恢復(fù)賦值為“1”，恢復(fù)賦值為“0”，以患者PBMC 中NLRP3-mRNA 表達為自變量，Logistic回歸分析顯示，NLRP3-mRNA過表達是腦梗死患者早期神經(jīng)功能恢復(fù)不佳的危險因素（OR＞1，P＜0.05）。相關(guān)參數(shù)見表2。

2.4 雙變量Pearson直線相關(guān)性分析70例腦梗死神經(jīng)功能恢復(fù)患者治療前后NIHSS 評分差值（5.06±1.43）分，經(jīng)雙變量Pearson 相關(guān)性分析顯示，腦梗死患者PBMC中的NLRP3-mRNA表達與NIHSS評分減分情況呈負相關(guān)（r= 0.703，P＜0.001）。相關(guān)散點圖見圖1。

3 討論

神經(jīng)功能缺損是腦梗死患者的典型表現(xiàn)，若不能及時改善，則會導(dǎo)致患者出現(xiàn)偏癱、失語、肢體麻木等后遺癥，嚴重影響其生活自理能力。因此，促進腦梗死患者神經(jīng)功能恢復(fù)對改善預(yù)后具有重要作用。

本研究102 例腦梗死患者入院后1 個月的神經(jīng)功能恢復(fù)率為68.63%，可見腦梗死患者住院期間神經(jīng)功能恢復(fù)狀況仍有待改善。局部炎癥反應(yīng)會影響腦梗死患者神經(jīng)功能缺損的發(fā)生發(fā)展，而相關(guān)報告指出白介素1β（interleukin 1β，IL-1β）、IL-18等炎癥因子水平與腦梗死患者的神經(jīng)功能缺損程度呈正相關(guān)［9-10］。NLRP3 炎癥小體能促進IL-1β、IL-18 的釋放［11-12］。由此推測NLRP3炎癥小體可經(jīng)促進炎癥因子的分泌影響腦梗死患者神經(jīng)功能的恢復(fù)。本研究顯示，腦梗死后神經(jīng)功能恢復(fù)患者PBMC 中的NLRP3-mRNA 水平低于未恢復(fù)患者，提示腦梗死患者的NLRP3 炎癥小體表達可能會影響神經(jīng)功能恢復(fù)。據(jù)此進一步做Logistic 回歸分析發(fā)現(xiàn)，NLRP3炎癥小體的過表達是腦梗死患者早期神經(jīng)功能恢復(fù)不佳的危險因素。NLRP3炎癥小體能識別人體內(nèi)源性危險信號，參與信號傳導(dǎo)，是人體固有免疫的重要組分，而免疫系統(tǒng)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)會促進腦缺血時膠質(zhì)細胞與神經(jīng)元凋亡［13-14］。因此，NLRP3 炎癥小體呈高表達的腦梗死患者，其膠質(zhì)細胞與神經(jīng)元大量損傷、凋亡，神經(jīng)功能缺損也較為嚴重，致其神經(jīng)功能早期難以有效改善。經(jīng)雙變量Pearson 直線相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn)，腦梗死患者PBMC 中NLRP3-mRNA 水平與NIHSS 評分減分情況呈負相關(guān)。因此，抑制腦梗死患者的NLRP3炎癥小體表達可能有助于促進患者神經(jīng)功能的早期恢復(fù)。

表2 腦梗死患者PBMC中NLRP3-mRNA表達對早期神經(jīng)功能恢復(fù)影響的Logistic回歸分析Table 2 Logistic regression analysis of the effect of NLRP3-mRNA expression in PBMC of patients with cerebral infarction on the recovery of early neurological function

圖1 腦梗死PBMC 中NLRP3-mRNA 表達與NIHSS 評分減分情況相關(guān)性的散點圖Figure 1 Scatter diagram of the correlation between the expression of NLRP3- mRNA in PBMC of cerebral infarction and the reduction of NIHSS score

相關(guān)動物實驗表明，腦缺血大鼠發(fā)生腦損傷期間，NLRP3炎癥小體先在小膠質(zhì)細胞內(nèi)激活，而后多數(shù)表達于神經(jīng)元內(nèi)，也有一部分表達于微血管內(nèi)皮細胞中，而通過靜注免疫球蛋白抑制IL-1β、IL-18的表達能保護大鼠的神經(jīng)元，改善腦損傷［15-16］。未來通過阻斷NLRP3炎癥小體的激活途徑抑制其表達可能會成為治療腦梗死患者并改善其神經(jīng)功能缺損的重要靶點。動物體內(nèi)NLRP3炎癥小體的組裝與活化需要核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）轉(zhuǎn)錄出NLRP3-mRNA，故調(diào)控NF-κB 活性可間接影響NLRP3炎癥小體的表達［17-18］。動物體內(nèi)NLRP3炎癥小體的激活途徑還與其他多種因素有關(guān)，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激能誘導(dǎo)NLRP3 炎癥小體激活，這一過程的關(guān)鍵介質(zhì)為硫氧還蛋白互作蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）［19-20］；氧化應(yīng)激反應(yīng)會導(dǎo)致TXNIP 從硫氧還蛋白中解離并與NLRP3 相互作用，進而激活NLRP3 炎癥小體［21-22］；溶酶體破裂及自噬也可激活NLRP3 炎癥小體，但這一過程的信號通路尚不明確［23］。動物實驗表明，姜黃素可通過抑制內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激阻礙NLRP3 炎癥小體激活，進而抑制炎癥反應(yīng)，并保護神經(jīng)細胞不受谷氨酸神經(jīng)毒性的損害［24-25］。針對腦梗死患者的氧化應(yīng)激反應(yīng)，臨床可加用普羅布考、丁苯酞加以抑制［26-27］。此外，NLRP3炎癥小體由NLRP3、ASC和半胱天冬酶-1前體組成，動物實驗表明傘形酮能抑制NLRP3炎癥小體組分的表達［28-29］。上述機制可為抑制人體NLRP3炎癥小體表達提供思路，進而指導(dǎo)未來藥物的選擇或開發(fā)，以達到早期改善腦梗死患者神經(jīng)功能的目的。

NLRP3 炎癥小體的高表達不利于腦梗死患者的早期神經(jīng)功能恢復(fù)，而NLRP3 炎癥小體水平愈低，則患者早期神經(jīng)功能恢復(fù)愈明顯，臨床可通過阻斷激活途徑與抑制組分表達的方式抑制NLRP3炎癥小體表達，進而提高腦梗死患者神經(jīng)功能恢復(fù)。