COL4A1/A2基因變異在腦出血、蛛網膜下腔出血和梗死后出血轉化散發性出血性腦血管病的不同表達和機制

郝丕達

腦卒中是引起人類死亡及致殘的重要原因，對患者家庭及社會均造成了極大的精神壓力及經濟負擔，且伴隨著人口老齡化態勢的加劇，受腦卒中影響的病例與日俱增，應予以足夠重視[1-2]。腦卒中常見類型包括腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）、蛛網膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）及腦梗死等[3]。其中ICH 主要是指原發性且與外傷無關的一類腦實質內出血，在腦卒中占比20%～30%，具有致殘率高及病死率高的特點[4]。SAH 則是由顱內血管破裂引起的血液內流至蛛網膜下腔所致的一種腦卒中，病因包括顱內動脈瘤及腦血管畸形等，普遍預后欠佳[5]。梗死后出血轉化（post-infarction hemorrhagic transformation，HT）主要是指急性腦梗死后出現的腦內出血，屬于缺血性卒中的重要并發癥之一，會直接加劇腦損傷，增加臨床治療難度，病情進展迅速，死亡風險較高[6]。故此，如何有效診治上述疾病具有極其重要的意義。Ⅳ型膠原蛋白基因α1（collagen type Ⅳ α1，COL4A1）及Ⅳ型膠原蛋白基因α2（COL4A2）位于人13 號染色體上，主要是編碼Ⅳ型膠原蛋白的α1 及α2 鏈，一旦該基因發生突變，可能導致血管基底膜的穩定性變差，從而在環境等因素的共同作用下出現血管破裂，最終引發多種腦血管病[7-8]。鑒于此，本文通過研究COL4A1A2 基因變異在ICH、SAH 和HT 散發性出血性腦血管病的不同表達和機制，以期為上述疾病的診治提供新的靶點和思路，報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析臨沂市第三人民醫院2019 年2 月-2021 年10 月收治的67 例ICH 患者（ICH 組）、61 例SAH 患者（SAH 組）及58 例HT患者（HT 組）相關資料。納入標準：（1）所有受試者均經頭顱CT 或/和磁共振成像（MRI）檢查確診；（2）均為首次發??；（3）年齡處于18 歲以上；（4）臨床資料完整。排除標準：（1）伴有其他重要臟器功能不全或/和惡性病變；（2）合并血液系統疾病或/和感染；（3）神志異常。另取同期在醫院接受體檢健康志愿者50 例記作對照組。納入標準：（1）年齡處于18 歲以上；（2）臨床資料完整；（3）均無疾病的健康人員。排除標準：（1）神志異常；（2）因故無法完成相關研究/檢查。本研究經醫院醫學倫理委員會批準。

1.2 方法 （1）基因檢測：借助家系全外顯子基因檢測技術完成對所有受試者外周血基因組DNA 的測序，且通過Sanger 測序完成相關結果的驗證。之后按照變異類型、群體頻率及和患者主要表型特征有關的基因列表篩選變異。借助Mutation taster 與PolyPhen-2 等生物信息學蛋白功能預測軟件完成蛋白功能的預測工作。（2）分組方式：對所有患者均開展治療后半年的隨訪觀察，將其按照預后的差異分作預后良好組（存活且無復發）及預后不良組（死亡或復發）。ICH 患者死亡或復發25 例，SAH患者死亡或復發18 例，HT 患者死亡或復發20 例。

1.3 觀察指標 比較各組COL4A1/A2 基因變異發生率，不同預后ICH、SAH 及HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率。

1.4 統計學處理 采用SPSS 24.0 軟件實現數據處理，計量資料以（）表示，行t 檢驗，多組間對比采用單因素方差分析；計數資料以率（%）表示，行X2檢驗。多組率的兩兩比較應采用Bonferroni方法校正，檢驗水準α=原α 水平/比較次數，即0.05/4=0.013。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 四組一般資料比較 ICH 組67 例中男37 例，女30 例；年齡32～79 歲，平均（57.26±10.56）歲；體重指數（BMI）18～32 kg/m2，平均（23.16±1.12）kg/m2。SAH 組61 例中男35 例，女26 例；年齡31～81 歲，平均（57.55±10.82）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（23.36±1.09）kg/m2。HT 組58 例中男34 例，女24 例；年齡30～80 歲，平均（57.09±10.26）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（22.94±1.05）kg/m2。對照組50 例中男28 例，女22 例；年齡33～78 歲，平均（57.12±10.36）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（23.08±1.08）kg/m2。四組上述資料比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。

2.2 四組COL4A1/A2 基因變異發生率對比 ICH 組COL4A1/A2 基因變異發生率分別為8.96%、7.46%，均高于對照組（X2=4.720、3.898，P=0.030、0.048）；SAH 組COL4A1/A2 基因變異發生率分別為8.20%、8.20%，均高于對照組（X2=4.292、4.292，P=0.038、0.038）；HT 組COL4A1/A2 基因變異發生率分別為13.79%、12.07%，均高于對照組（X2=7.448、6.453，P=0.006、0.011）。見表1。

表1 四組COL4A1/A2基因變異發生率對比[例（%）]

2.3 不同預后ICH 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率對比 預后不良ICH 患者COL4A1/A2 基因變異發生率均高于預后良好患者（P＜0.05），見表2。

表2 不同預后ICH患者的COL4A1/A2基因變異發生率對比[例（%）]

2.4 不同預后SAH 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率對比 預后不良SAH 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率均高于預后良好患者（P＜0.05），見表3。

表3 不同預后SAH患者的COL4A1/A2基因變異發生率對比[例（%）]

2.5 不同預后HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率對比 預后不良HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發生率均高于預后良好患者（P＜0.05），見表4。

表4 不同預后HT患者的COL4A1/A2基因變異發生率對比[例（%）]

3 討論

出血性腦血管病是一類預后相對不良的腦血管疾病，其中血腦屏障受損介導了腦出血發病、血腫擴大及顱內壓升高等病理變化過程[9-10]?；啄こ煞之惓８淖兎从沉搜X屏障破壞，其主要成分之一的Ⅳ型膠原是用以觀察血腦屏障破壞與否的可靠指標之一。COL4A1 和COL4A2 為相鄰存在的Ⅳ型膠原家族重要成員之一，兩者共用啟動子且轉錄共調控，由于上述兩個基因的特點及功能高度相似，往往被當作一個基因被研究[11-12]。由此推測，COL4A1/A2 變異可能引發基底膜受損，進一步促進了血管疾病的發生、進展。目前，已有研究報道發現，COL4A1/A2 變異和動脈粥樣硬化性疾病有關，且該基因多態性直接影響動脈粥樣硬化斑塊穩定性[13-14]。故此，探究COL4A1/A2 變異和散發性出血性腦血管病的關系及其機制具有一定意義。

本文結果顯示，ICH 組、SAH 組 及HT 組COL4A1/A2 基因變異發生率均高于對照組。這反映了ICH、SAH 及HT 患者均存在明顯的COL4A1/A2基因變異。究其原因，COL4A1/A2 基因變異可通過調控基底膜重要組成成分之一的Ⅳ型膠原蛋白合成，從而間接影響血管基底膜穩定性，為出血性腦血管病的發生提供了病理基礎。同時，COL4A1/A2 基因變異可能導致其相關轉錄產物從甘氨酸朝谷氨酸方向轉換，進一步引起膠原4A1 蛋白的結構穩定性降低，進一步導致基底膜不穩定情況的發生，增加了顱內出血風險。Chung 等[15]的研究發現，COL4A1/A2基因變與散發性腦出血的發病有關。Li 等[16]的研究亦發現COL4A1/A2 基因變異和缺血性腦卒中息息相關。索閱等[17]的研究亦闡述了COL4A1/A2 基因變異和出血性腦血管病、HT 存在明顯相關性。上述研究均為本文結果提供了佐證，提示了臨床篩查COL4A1/A2 基因變異可能有助于二級預防及急性期治療。此外，預后不良的ICH、SAH 及HT 患者COL4A1/A2 基因變異發生率明顯更高。提示了COL4A1/A2 基因變異可能和散發性出血性腦血管病預后有關，并在其中發揮著至關重要的作用?？紤]原因，COL4A1/A2 基因變異可能引起異常折疊的COL4A1 及A2 蛋白大量積聚在胞內，從而對基底膜穩定性造成破壞，降低其調節功能，進而引發腦內出血、血腫擴大及腦水腫等，導致預后不良。同時，COL4A1/A2 基因變異會導致基底膜被破壞，增加血腦屏障通透性，引發顱內壓增高及腦水腫，促使死亡風險增加[18-20]。由此推測，通過檢測COL4A1/A2基因變異情況，可為臨床出血性腦血管病、HT 患者的預后預測提供參考依據。然而，本研究仍有不足之處，如未排除年齡、治療方式及病變程度等混雜因素對預后造成的影響，可能導致研究結果出現偏倚，應予以足夠重視。

綜上所述，COL4A1/A2 基因變異參與ICH、SAH 及HT 發生、發展，以及預后過程，其主要作用機制可能和調控血管基底膜穩定性有關。