腦梗死患者血清miR-21-5p、IL-6、IL-8表達水平及其預測模型構建

崔佳佳 張成洲 朱蓓 徐志平 劉元元 劉洋

(1江蘇醫藥職業學院基礎教研室,江蘇 鹽城 224000;2鹽城市第五人民醫院內科)

腦血管病是一種以高致死率、高傷殘率、高復發率為特征的神經內科疾病〔1〕。據世界衛生組織(WHO)公布的資料顯示,2000～2019年,心血管疾病的死亡率有所下降,但其發病率較高〔2〕。因為大腦的新陳代謝活動,所以需要更多的氧。如果血液流通受阻,短期內無法恢復,腦細胞就會因為缺氧而死亡,從而導致大腦功能紊亂〔3〕。盡管生存神經元的作用對腦缺血后損害有一定的補償作用,但是大腦神經元的恢復能力是有限的〔4〕。目前,溶栓是臨床上最有效的治療手段,但由于溶栓的時限較長,大部分病人在住院時已喪失了溶栓治療的可能〔5〕。因此,提前預測腦梗死的發生風險對預防腦梗死尤為重要〔6〕。

炎性反應在腦梗死中起著重要作用。腦缺血后,神經膠質細胞、血管內皮細胞分泌腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細胞介素(IL)-1、IL-6、IL-8、活性氧(ROS)、一氧化氮合酶(NOS)〔7〕。這些細胞因子會吸引白細胞,促進黏附分子在白細胞和內皮細胞中的生成,從而導致吞噬和免疫應答。IL-1可以分泌花生四烯酸,從而提高 TNF-α和IL-1β的含量,從而引起炎癥細胞的聚集,使大腦受損程度進一步惡化〔8〕。腦梗死的發生與患者腦動脈中栓子堵塞及炎癥反應相關,并且腦梗死患者CRP水平顯著增加。其可能與腦梗死發生相關〔9〕。因此,了解其炎性反應、炎癥因子水平是認識其發生機制的重要步驟,炎癥因子水平可能對腦梗死的預測有一定價值。

近年來,有關的研究顯示〔10〕,小分子核糖核酸 (miRNA)參與了缺血性腦損傷的各個階段,并可能以不同的途徑使其發生或減輕。miRNA它能與目標分子的 mRNA結合,并能通過對 mRNA的轉錄和降解而抑制其表達。細胞的增殖、遷移、分化、代謝及細胞凋亡等多種生理和病理過程中起著重要作用〔11〕。miRNA在血管形成中起著重要的調控作用。miR-21-5p對心肌缺血再灌注損傷有明顯的促進作用。內皮祖細胞分泌的miR-21-5p可以促進血管內皮細胞的修復〔12〕。研究發現,miR-21-5p基因在MSC-外顯子中大量存在。由骨髓間充質干細胞(BMSC)分泌的Fe3O4納米粒子及靜止磁場能促進miR-21-5p的表達,促進創面愈合。BMSC-Exos能促進血管新生,并能通過miR-21-5p的升高來改善腦梗死的康復〔13,14〕。本文旨在探討腦梗死發病機制及miR-21-5p、IL-6、IL-8在腦梗死發病中的作用。

1 資料與方法

1.1一般資料 2019年4月至2022年5月就診的102例腦梗死患者作為觀察組,納入標準:①60周歲以上且臨床上診斷為腦梗死患者;②進行miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP等血清檢測者。排除標準:①肝腎功能或凝血功能障礙;②資料不全患者;③神經疾病或精神病史;④惡性腫瘤。另外選取同時期體檢正常人群72例受試者為對照組。研究在開展前已經向倫理委員會提出申請并審核通過。納入標準:①60歲以上人群;②體檢基本無異常者,不包括心臟病、三高等慢性基礎疾病;③檢測miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP等血清指標。

1.2觀察指標 比較兩組基本信息(年齡、性別、是否高血壓、是否高脂血癥、是否糖尿病、是否心臟病)及血清指標(miR-21-5p、IL-6、IL-1、IL-8、CRP)水平。(1)miR-21-5p的測定〔15〕:按照實時熒光定量聚合酶鏈反應(qRT-PCR) 試劑盒進行操作,提取全部 RNA。qRT-PCR在qRT-PCR試驗中,首先采用M-MLV和 RiboLock(Applied Biosystems,福斯特城,加州,美國),利用 SYBR(GenePharma,上海),在IQ-5(Bio-Rad,美國)進行qRT-PCR。在95 ℃下加熱10 min;94 ℃下變性15 s;55 ℃,30 ℃,70 ℃,30 ℃,50次。用M-MLV的RT-PCR方法進行 RNA反轉錄,進行了 PCR的實時定量 PCR,其結果用U6進行了修正,并用2-ΔΔCt方法進行了統計。上海生工公司提供PCR引物。(2)IL-6、IL-8、IL-1、CRP的測定:采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定了受試者血清IL-6、IL-8、IL-1、CRP水平,該試劑盒由上海生物技術有限公司提供。測試項目都以3次測試的平均結果為基礎,并且由資深的檢驗員檢測。

1.3統計學方法 采用SPSS25.0軟件進行t檢驗、Mann-WhitneyU檢驗、χ2或Fisher精確檢驗、Logistic回歸分析,用受試者工作特征(ROC)曲線下面積(AUC) 評價模型的預測效能。

2 結 果

2.1兩組一般資料比較 兩組年齡、性別比較差異無統計學意義(P>0.05)。觀察組高血壓、高脂血癥、糖尿病、心臟患者顯著高于對照組,觀察組miR-21-5p、IL-6、IL-8、CRP、IL-1水平均顯著高于對照組(P<0.001)。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2多因素分析腦梗死的影響因素及基于miR-21-5p、IL-6、IL-8建立的預測模型的預測效能 將是否腦梗死(腦梗死=1,非腦梗死=0)作為因變量,單因素分析差異顯著的因素作為協變量進行Logistic回歸分析,高血壓、心臟病、miR-21-5p、IL-6、IL-8、CRP均是腦梗死的危險因素,上述因素所建立模型的預測效能最好,AUC為0.996,其他影響因素的AUC分別為0.811(高血壓)、0.871(心臟病)、0.909(miR-21-5p)、0.857(IL-6)、0.900(IL-8)、0.797(CRP)。模型預測公式Log(P)=高血壓×3.273+心臟病×3.263+miR-21-5p×2.596+IL-6×0.156+IL-8×0.194+CRP×0.525-26.006。見表2、圖1。

圖1 基于miR-21-5p、IL-6、IL-8建立的預測模型的預測效能ROC曲線

表2 腦梗死影響因素的多因素Logistic回歸分析

3 討 論

miR-21-5p是腦梗死的危險因素之一。腦梗死是由于血管中供血的血管出現粥樣硬化、血栓,導致血管狹窄、阻塞,從而導致局部腦缺血〔16〕。研究表明〔17〕, miRNA在腫瘤、糖尿病、心肌梗死等疾病中有較高的應用價值。在缺血性腦血管病病人中,miR-21水平明顯增高,可作為一種預測腦血管疾病的潛在指標。Hu等〔18〕的研究表明,miRNA以一種外泌體的形式存在于血清中,其主要表現為細胞的被動釋放和細胞的自發分泌。在急性腦梗死患者的血清中miR-21-5p的表達較高。這與本研究結果一致。

IL-6水平與腦梗死相關。有學者探索了患者血清IL-6和TNF-α水平的變化〔19〕。IL-6是一種常見的IL樣炎癥因子,在發生急性炎癥和組織損傷時迅速增加,隨著應激的釋放,IL-6會在短時間內迅速恢復到生理水平。Chen等〔20〕研究顯示,研究組2 h和24 h時IL-6水平高于對照組,隨著炎癥的進展,大量與炎癥相關的因子如IL-6被釋放出來,其反向刺激TNF-α以增加其分泌。文獻中已經報道〔21〕,高IL-6水平可導致認知障礙,如血管性癡呆,由其介導的炎癥反應是癡呆發生和發展的常見誘導。另外,IL-8水平的增高,是腦梗死后腦組織損害的一個指標。IL-8水平檢測對腦梗死后的急性炎性損傷具有一定的臨床意義,為尋求早期、有效的預防和改善神經功能恢復提供了有利的基礎〔22〕。CRP是人體炎癥反應最敏感的指標,對高血壓、糖尿病、干細胞、高脂血癥等各種醫學疾病的發生和發展有一定影響〔23〕。腦梗死后2 h,腦組織將出現明顯的病理生理變化,導致體內IL-6水平升高。在炎癥因子增加中,IL-6水平的升高是最明顯的。此外,胰島素抵抗加重,導致CRP水平升高。隨著病變直徑的增加,梗死大小擴大,特別是腦缺血和缺氧部位,從而使上述病理生理過程更加明顯。此外,產生的大量CRP會進一步激活身體補體系統,從而加重血管內皮細胞損傷以激活凝血系統,導致血栓進一步擴大,并加重疾病的進展和局部血液循環的紊亂,從而導致更嚴重的腦缺血和缺氧的發生。有研究調查了腦梗死患者的血清炎癥因子水平,發現腦梗死組CRP和IL-6水平顯著高于腔隙性腦梗死組,且腦梗死發病后體內炎癥相關因素水平較高〔24〕。此外,CRP、IL-6與腦梗死直徑的相關性研究表明〔25〕,CRP、IL-6與腦梗死的直徑呈正相關,即腦梗死的直徑越大,機體的炎癥反應越明顯。這也表明IL-6、IL-8、CRP在腦梗死的發生與進展中均有重要作用。

既往研究顯示〔26〕,高血壓患者腦梗死的發生率遠高于非高血壓者,這是由于高血壓長期情況下,機體的血管會慢慢變細、甚至血管壁又硬又脆,腦血管的大小無法承受血栓正常通過,從而引起腦梗死。因此,高血壓患者應當控制血壓,避免腦梗死的發生。另外,在一些心臟病患者的心房內,血流異常會形成血凝塊其脫落后較易發生腦血管梗死〔27〕。因此,心臟病患者也應當盡可能預防血栓的出現,防止腦血管阻塞。當然,高脂血癥等因素也可能影響腦梗死的發生,但是由于本研究樣本量有限,并且多因素逐步回歸分析中丟失掉一些因子,可能導致了高血脂等影響因素的丟失。本研究說明所建立的預測模型有較好的預測效能。