腦脊液可溶性血小板衍生生長因子受體β濃度與動脈瘤性蛛網膜下腔出血病人認知功能損害的關系

劉勝 廖建明 田其 秦顯堯 王建豐 何沛邦 李明昌

動脈瘤性蛛網膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage,aSAH)是一種嚴重的出血性腦卒中,具有較高的致死率和致殘率,且幸存病人往往會出現認知功能障礙。Hunt-Hess分級和改良Fisher分級是目前臨床上評估損傷嚴重程度及預后的常用指標。血小板衍生生長因子受體β(platelet-derived growth factor receptor β,PDGFRβ)在大腦中主要表達于血管壁細胞上,且在周細胞的表達量顯著高于血管平滑肌細胞[1]。損傷刺激下PDGFRβ會從周細胞脫落釋放至腦脊液中,稱之為可溶性血小板衍生生長因子受體β(soluble platelet-derived growth factor receptor β,sPDGFRβ)[2]。有研究發現,腦脊液sPDGFRβ可作為血腦屏障上周細胞損傷的生物標志物,可早期預測認知功能下降[3]。本研究探索aSAH病人發病早期腦脊液中的sPDGFRβ與病人認知功能損害的關聯。

對象與方法

一、對象

前瞻性納入2019年11月～2022年3月收治的病人55例,男性21例,女性34例,年齡33～76歲,平均年齡(58.7±1.3)歲。同期納入20例無認知障礙相關疾病的病人(主要為頭痛、周圍神經病等)為對照組。本研究征得了所有病人或病人家屬的知情同意,并得到了武漢大學人民醫院倫理委員會的批準。aSAH納入標準:(1)顱腦CT檢查證實蛛網膜下腔出血,DSA或頭頸部CTA診斷為顱內動脈瘤;(2)首次發病,且48小時內接受顯微夾閉或介入栓塞治療;(3)臨床資料、影像學資料、隨訪資料完整。aSAH組排除標準:年齡≥80歲;入組時或既往患有認知功能障礙相關疾病(如阿爾茲海默病、血管性癡呆、腦積水、運動神經元病、帕金森病、重度腦萎縮、腦白質病變等)

二、方法

1.標本采集:aSAH組在發病72小時內、栓塞或夾閉治療后經腰椎穿刺術或腦室外引流采集腦脊液標本,對照組的腦脊液標本經腰椎穿刺術采集。標本采集后,立即在4 ℃、3 000轉/分的條件下離心10分鐘,收集上清液,-80 ℃保存。酶聯免疫吸附試驗(ELISA)法測定所有腦脊液標本中的sPDGFRβ濃度。

2.隨訪與評估:aSAH病人出院6個月后進行門診或電話隨訪,使用改良Rankin量表(modified Rankin scale,mRS)評估存活病人的臨床結局[4]。門診隨訪病人用簡易智能精神狀態檢查量表(MMSE)評估認知功能,不能進行門診隨訪的病人使用修訂版認知功能電話問卷(telephone interview for cognitive status-modified,TICS-m)評估認知功能。其中MMSE評分結合教育程度判斷,文盲組≤17分,小學組≤20分,中學及以上組≤24分則認為存在認知障礙[5]。TICS-m評分經過同樣校正教育程度后≤32分認為存在認知障礙[6-8]。

三、統計學分析

結果

1.aSAH組與對照組的sPDGFRβ水平比較:aSAH病人腦脊液中sPDGFRβ濃度為(1.076±0.353)ng/ml,對照組為(0.574±0.057)ng/ml,兩組比較,差異有統計學意義(P<0.05)。

2.aSAH病人中有認知損害組與無認知損害組基線特征比較見表1。根據出院6個月時隨訪MMSE評分或TICS-m評分將aSAH病人分為有認知障礙組和無認知障礙組,結果顯示:有認知障礙組的年齡、腦室引流比例、Hunt-Hess分級、改良Fisher分級、腦脊液sPDGFRβ濃度均高于無認知障礙組,差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 兩組aSAH病人的基線特征比較

3.腦脊液sPDGFRβ與Hunt-Hess分級、改良Fisher分級、mRS評分的關系: Spearman相關性分析顯示,腦脊液sPDGFRβ濃度與Hunt-Hess分級(r=0.511,P<0.01)、改良Fisher分級(r=0.312,P<0.05)、mR5評分(r=0.429,P<0.01)均呈正相關(圖1)。

圖1 sPDGFRβ與aSAH病人臨床特征的關系

4.腦脊液sPDGFRβ濃度預測認知障礙的價值:ROC曲線分析顯示,sPDGFRβ預測aSAH病人發生認知障礙的曲線下面積為0.899(95% CI 0.816～0.982,P<0.001),最佳截斷值為1.347 ng/ml,靈敏度和特異度分別為68.4%和94.4%。見圖2。

圖2 sPDGFRβ水平預測aSAH病人發生認知損害的ROC曲線

5.aSAH病人發生認知損害的多因素Logistic回歸分析:將年齡轉化為二分類變量(≥60歲和<60歲);根據ROC曲線分析獲得的最佳截斷值,將腦脊液sPDGFRβ濃度轉化為二分類變量,使用二元Logistic回歸模型對認知功能損傷的危險因素進行多因素分析,結果表明,Hunt-Hess分級Ⅳ～Ⅴ級、sPDGFRβ≥1.347 ng/ml是aSAH病人出院6個月發生認知障礙的獨立危險因素(P<0.05),見表2。

表2 多因素Logistic回歸分析

討論

PDGFRβ是一種膜受體,屬于受體酪氨酸激酶家族,在人腦組織中的周細胞和血管平滑肌細胞中高表達,且在周細胞中的表達明顯高于血管平滑肌細胞,其配體PDGF-BB主要由血管內皮細胞合成分泌,PDGF-BB/PDGFRβ信號通路介導周細胞的存活、遷移、增殖等過程[9-10]。有研究發現,在腦缺血性損傷后下調PDGFRβ可有效降低梗死區膠原蛋白的沉積和緩解纖維化變,但組織損傷范圍明顯擴大[11]。因此,在腦卒中急性期 PDGFRβ 信號通路調節的組織纖維樣變具有緩解病灶擴大、促進修復的作用。但對于重型、自身代謝能力差的aSAH病人,顱內壓增高所致的缺血性損傷和血液的細胞毒性損傷持續刺激周細胞,反應性過度表達的PDGFRβ會引起周細胞發生過度肌纖維化改變以及大量細胞外基質沉積,阻礙神經細胞之間的信號傳遞、突觸生長,進而影響病人的認知功能和預后。同時,受損的周細胞表面大量的PDGFRβ脫落至腦脊液中,腦脊液sPDGFRβ可以作為反映周細胞損傷的敏感指示性生物標志物[12]。

本研究發現,sPDGFRβ在aSAH病人的早期腦脊液中濃度顯著升高,且與Hunt-Hess分級、改良Fisher分級、mRS評分呈正相關,尤其與Hunt-Hess分級的相關性較強。在發生認知功能損害的aSAH病人急性期的腦脊液中,sPDGFRβ濃度高于無認知功能損害的病人,這可能與更嚴重的周細胞受損和周細胞遷移并發生過度纖維化變有關。本研究還發現,在校正年齡、腦室引流、Hunt-Hess分級、改良Fisher分級等因素后,較高水平的sPDGFRβ仍是認知功能損害的獨立危險因素。

當然本研究尚存在一定的局限性。我們僅檢測了腦脊液中sPDGFRβ的濃度,未研究其在血液中的濃度對aSAH病人的認知功能損害是否具有預測價值;其次,僅檢測了發病72小時內腦脊液中sPDGFRβ的濃度,沒有對其隨時間的變化規律進行探索;此外,未對認知障礙的病人進行認知功能損傷程度分類,sPDGFRβ水平與認知功能損傷程度是否具有相關性值得進一步研究;本研究納入的樣本量偏少,且未進行更深入的潛在機制探究,未來需要多中心、大樣本的臨床研究來進一步驗證此次結果。