血清生化标记物在缺血性脑卒中的表达及临床应用

张利林 任惠

血清生化标记物在缺血性脑卒中的表达及临床应用

张利林 任惠

缺血性脑卒中的发病机制是一系列血清生化标记物参与的病理生化反应过程, 其发病率、死亡率均很高, 若能早期诊断, 及时治疗, 能降低致残率、致死率, 促进神经功能恢复, 提高生活质量。目前研发现, 许多血清标志物与缺血性脑卒中的发展与病情评估有密切的关系, 可作为急性缺血性脑卒中患者早期诊治及病情评估的重要指标。本文就缺血性脑卒中血清生化标记物的生物学特性及表达、临床应用做一综述。

血清生化标记物；缺血性脑卒中；表达；临床应用

急性缺血性脑卒中是指因脑部血液供应障碍, 导致局部脑组织缺血缺氧性坏死, 而出现相应神经功能缺损的一类临床综合征。目前在临床上, 缺血性脑卒中超早期的诊断、病情评估主要还是依靠病史及临床表现、头颅CT或MRI及PECT等检查,但均有其局限性, CT在其超早期一般不能显示病灶, 而MRI、PECT虽可以显示, 但设备昂贵不能广泛普及。但在脑卒中早期, 血清生化标志物的变化较早于影像学(CT、MRI)检查, 并且检测方法简单易行。因此, 血清生化标志物是当前研究缺血性脑卒中诊断及治疗的热点。目前研发现一些血清标志物和缺血性脑卒中的发展与病情评估密切相关,比如细胞间黏附分子1(ICAM-1)、超敏C反应蛋白(CRP)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、 超氧化物酶(SOD)等。现就早期诊断缺血性脑卒中的血清标志物的表达及临床应用作如下综述。

1 细胞间黏附分子

1.1 ICAM-1的生物学特性 ICAM-1是由血管内皮细胞表达的最重要的一种黏附分子, 属于免疫球蛋白超家族,克隆号为CD54, 是一种分子量为80～100 KD单链糖蛋白。ICAM-1可以与白细胞表面的相关受体结合, 诱导白细胞与血管内皮细胞的黏附及浸润, 介导白细胞穿出血管壁, 产生炎症反应［1］。在生理状态下, sICAM-1一般仅在血管内皮细胞有较低水平的表达, 但是在组织受损时, 比如缺血、缺氧、损伤、炎症时, 在多种细胞因子刺激下, 血管内皮细胞表达ICAM-1的水平上调, 发生病理生理与生化反应, 产生临床症状。ICAM-1可作为血管内皮细胞受损、活化及炎症反应的标志物。

1.2 ICAM-1与缺血性脑卒中 在急性脑缺血后, ICAM-1的表达明显上调, 诱导白细胞与内皮细胞黏附, 阻塞微血管,导致部血液循环障碍［2］,并释放氧自由基、蛋白水解酶等直接损伤内皮细胞导致血脑屏障破坏, 继发脑水肿、神经元的损伤, 导致持续缺血所引起的线粒体功能衰竭, 引起缺血再灌注损伤［3］。研究发现, 在脑缺血后, 脑细胞中的ICAM及中性粒细胞急剧升高, 其诱导白细胞大量浸润到缺血组织,释放多种炎症介质和细胞因子, 如内毒素、白细胞介素-1、肿瘤坏死因子α(TNF-α)及γ-干扰素等, 导致缺血性再灌注损伤, 形成恶性循环导致或加重脑细胞损伤［4］。因此, 血清ICAM-1是一种炎症标志物, 可作为对急性脑梗死的早期诊断及病情监测的重要指标。

2 超敏C反应蛋白

2.1 CRP的生物学特性 CRP是常见的非抗体性蛋白质,由肝细胞在白细胞阶素(IL-6)的作用下产生, 由非共价地结合为盘形多聚体, 分子量一般为12～15万。CRP是反映炎症反应或组织损伤时的一种非特异性反应,与其病理反应成正比。在正常健康人群中, 血清的CRP值一般非常低,但在炎症或损伤时, 血清中CRP在3～5 h内急剧升高, 可在24～48 h内达到高峰, 当其病理反应逐渐好转时, 在1周内迅速降至正常。此外, CRP是与动脉粥样硬化的发生及发展有密切联系［5］。在动脉粥样硬化斑块内, CRP能调节单核细胞聚集,刺激细胞间黏附因子分泌, 诱导内皮细胞致炎因子表达, 造成血管内膜受损、血栓形成, 与脑梗死的发展关系密切。

2.2 CRP与缺血性脑卒中 CRP与动脉粥样硬化密切相关,是炎症状态血栓形成的介导和标志物, 是缺血性脑卒中的危险因素之一。在脑缺血后, CRP表达水平增加, 其机制可能与通过激活补体途径参与炎症反应, 导致血管内皮细胞损伤,血管黏附分子的表达水平增加, 导致斑块破裂及局部血栓形成, 产生循环障碍, 加重再灌注损伤［6］。研究表明［7］CRP浓度的高低与与脑梗死灶面积大小及脑梗死病情的严重程度呈正相关, 大面积梗死患者CRP水平明显高于小面积梗死患者。文献报道［8］, 脑梗死患者在急性期血清CRP具有较高的水平, 是正常人群的3～4倍。血清中CRP水平的高低反映了体内炎症反应的强度, 其表达水平升高提示炎症介质活性和含量迅速增加,可加速梗死区半暗带的恶化, 加重脑组织的损伤。因此, 检测血浆CRP水平对脑梗死的预防、诊断有重要的临床价值。

3 烯醇化酶的生物学特性

3.1 烯醇化酶(NSE)是由免疫性质不同分为三种亚基(α、β、γ), 以二聚体形式组成生化性质不同的五种同工酶(αα, ββ, γγ, αβ, αγ), 其中γγ型主要存在于神经元和神经内分泌细胞内, 故称为神经元特异性烯醇化酶。正常情况下血清中NSE含量较低, 而其浓度升高预示着神经细胞的损害。当脑细胞缺血缺氧坏死后, 由于血脑屏障的破坏, 许多炎症介质和细胞因子进入血液循环, 而NSE具有敏感性和特异性, 可最先释放进入脑脊液中后再迅速进入血液循环, 为脑细胞损伤后检测血清中NSE的变化提供了理论依据［9］。在脑细胞缺血缺氧6～12 h内, 导致NSE应激性升高, 同时炎症介质或细胞因子诱导脑细胞损伤, 形成级联反应, 导致脑细胞水肿范围进一步扩大, 恶性循环, 导致NSE持续较高水平, 在2周后才开始逐渐下降, 逐渐恢复正常水平。NSE在热稳定性、脲变性以及高浓度的氯离子环境中比较稳定, 并且检测起来简单易行, 故目前NSE与缺血性脑卒中的关系已成为医学的研究热点。

3.2 NSE在缺血性脑卒中的表达 神经元特异性烯醇化酶是一种神经系统特异性蛋白质, 是神经元的标志酶。血清NSE的表达水平与脑细胞损伤的范围呈正相关。黄招君等［10］对脑梗死患者不同体积大小梗死组血清NSE水平进行比较, 发现其水平与梗死灶体积大小成正相关, 梗死体积越大, 神经功能缺损越严重,血清NSE水平表达越高, 且与病情严重程度呈正相关。林绍鹏等［11］对影响急性脑梗死患者预后的因素进行了回顾性的病例对照分析, 发现预后不良组的NIHSS评分和血清NSE水平明显高于预后良好组, 证实急性期血清NSE水平升高为预后不良组患者的独立危险因素。也有研究证实［12］NSE是脑组织损伤的早期生化标记物, 即使头颅CT或MRI上无明显梗死病灶时, 血清中的NSE表达已处于较高水平, 表明检测血清NSE水平对急性脑梗死的诊治和病情评估具有重要的临床意义。

4 超氧化物酶的生物学特性

4.1 超氧化物歧化酶(SOD)于1969年被MeCord和Fridovich从牛红细胞中首次发现并提取获得, 并被确认是一类金属酶,是酸性蛋白以共价键与金属辅基结合。氧化物歧化酶是酶促防御系统中一种重要的氧自由基清除剂,保护机体免受损伤［13］,是专一的、特效的底物诱导酶。超氧化物歧化酶广泛存在于生物体内, 参与细胞缺血坏死与再生、炎症、肿瘤、心脑血管疾病等病理生理及生化反应过程, 清除氧化自由基,保护机体免受损伤而起着极其重要作用。

4.2 超氧化物酶在缺血性脑卒中的表达 SOD则是机体清除氧自由基的重要酶系之一, 其能催化自由基发生歧化反应,清除自由基, 使细胞免受损伤, 其清除自由基活性的高低可直接反映机体清除自由基的能力,因此, 测定急性脑血管病患者血清中SOD含量可以间接了解到机体脑细胞被破坏的程度。陆建明等［14］对比不同面积大小的脑梗死患者, 研究发现大面积组的SOD表达水平显著低于小面积组, 大面积组脑组织损伤程度与SOD间呈显著负相关。也有文献报道［15］提示SOD 被认为是机体防止自由基损害的第一道防线, 脑梗死急性期因缺血缺氧性损伤消耗了大量SOD, 从而降低了SOD活力, 加重脑组织缺血性再灌注损伤。因此, SOD的检测对脑损伤程度的了解及预后评估有重要临床意义, 同时也为自由基清除剂的应用提供了有价值的依据。

5 小结

急性缺血性脑血管病是一种严重危害人类健康的常见病, 严重威胁患者生活质量。随着对缺血性脑卒中发病机制研究的逐渐深入, 以及病理、生化与免疫技术的发展, 血清标记物的检测不仅有助于判断急性脑梗死的严重程度、预后和疗效, 而在急性缺血性脑血管病新的治疗方法的临床研究中起重要作用,前景较被看好。

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2014-04-14］

650011 云南省第三人民医院神经内科(张利林)；昆明医科大学第一附属医院神经内科(任惠)

任惠