急性脑梗死患者Cathepsin S/Cystatin C水平与动脉斑块性质及狭窄程度的相关性分析

韩新生，徐建可，李相磊，张洪阳，韩 苗，张 蕴，许予明

脑卒中已经成为导致国人死亡和残疾的第一疾病，其中缺血性脑卒中约占80%[1]。颈动脉粥样硬化性狭窄与不稳定斑块的脱落是缺血性卒中的主要病因[2]。寻求能够反应缺血性卒中患者的血管狭窄程度和斑块性质的生物学标志，一直是国内外学者研究的热点。组织蛋白酶S(Cathepsin S，Cat S)已经被证实参与了冠心病的发生与发展，且与预后有很好的相关性[3]。但其在缺血性卒中患者的表达鲜有研究。鉴于动脉粥样硬化性的病理改变是二者共病的基础[4]。我们设计了颈部动脉粥样斑块/血管狭窄患者血清Cat S/Cys C水平检测的病例对照研究，通过分析评价Cat S/Cys C与颅内外血管狭窄程度、斑块性质、神经功能缺损程度的关系，探讨Cat S/Cys C在不稳定斑块和血管狭窄中的作用，现总结如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

1.1.1 连续纳入2012年10月～2014年12月在我院住院的动脉粥样硬化性脑梗死患者336例，其中男性208例(62%)、女性128例(38%)，平均年龄(55.60±12.35)岁，和同期的健康体检者114例，其中男性58例(51%)、女性56例(49%)，平均年龄(50.02±10.32)岁。两组在年龄、性别上无显著性差异(P值分别为：0.405、0.105)。

所有患者均要符合入选标准和排除标准，健康体检者均经颈部血管彩超、经颅多普勒超声或头部MRA检查证实无明显血管狭窄情况，脑梗死组患者在入院1 d使用NIHSS量表行神经功能缺损评价；2 d空腹采血，检测血清Cat S、Cys C，同时检测其他常规生化指标，并行颈部血管彩超和头部MRA；14 d复查血清Cat S与Cys C，再次行神经功能缺损评价；而对照组体检者在我院体检中心空腹采血，检测血清Cat S、Cys C及血脂、血糖等。

1.1.2 入选标准 (1)急性大动脉粥样硬化性缺血性卒中、首次发病或既往有卒中病史但未留后遗症的患者(大动脉粥样硬化性缺血性卒中的标准为：有相应颅内外大动脉粥样硬化病变的证据；有载体动脉血管狭窄或存在粥样斑块的穿支动脉区孤立梗死灶并除外其他病因所致的)；经过颅脑CT检查明确诊断且符合美国卒中协会(ASA) 2006年制定的缺血性卒中诊断标准；(2)年龄在45岁至75岁之间；(3)发病3 d内。

1.1.3 排除标准 (1)心源性脑栓塞、血管炎、夹层等所致非动脉粥样硬化性缺血性卒中；(2)急性冠脉综合征、肿瘤、自身免疫性疾病、风湿性疾病(包括风湿性心脏病)、创伤、结核、骨关节疾病、骨质疏松、急慢性感染、甲状腺疾病以及近l周曾服用抗生素、非甾体类抗炎药(小剂量阿司匹林除外)、抗凝药物或糖皮质激素的患者；或伴有严重肝肾功能不全者，严重肝脏疾病实验室定义为：ALT或AST>3倍正常值上限，或总胆红素>20 mmol/L，或患有急性肝炎、慢性活动性肝炎、肝硬化；(3)不能耐受磁共振扫描或有磁共振扫描禁忌；(4)无法配合完成该研究制定的检查评价方案者。

1.2 研究方法

1.2.1 超声评价斑块 采用GE公司生产的LOGIQ VID7型二维彩超，探头频率为10 MHz。评价斑块性质与血管狭窄程度。

斑块的定义[5]：颈动脉内膜-中膜厚度(IMT)为管腔内膜内侧面到中膜与外膜交界面之间的垂直距离，IMT<0.1 cm为正常；0.1 cm≤IMT≤0.12 cm为内膜增厚；血管局部隆起增厚向管腔内突起IMT>0.12 cm为斑块形成。根据超声回声的强弱定义斑块性的性质：(1)回声均匀的低回声脂质型斑块为软斑块；(2)回声强或伴斑块后声影的为钙化型硬斑块；(3)回声强弱不均匀的溃疡型斑块为混合斑块。强回声钙化型硬斑块定义为稳定斑块，低回声软斑块和混合回声斑块定义不稳定斑块。

血管狭窄评定标准：应用北美症状性颈动脉内膜切除试验(NASCET)狭窄分级法[6]进行测量，测得横断面上最狭窄部位的直径(N)和远端正常血管的直径(D)，然后运用公式：狭窄率=(1-N/D)×100%。将狭窄程度分级：轻度狭窄(<50%)，中度狭窄(50%～69%)，重度狭窄及闭塞(70%～100%)。

1.2.2 磁共振检查 使用日本东芝1.5T MRI仪，8通道头颅线圈。轴位SE序列，T1WI(TR 650 ms，TE 15 ms)、FSE序列T2WI(TR 5000 ms，TE 105 ms)，DWI序列(TR 6700 ms，TE 120 ms)，和FLAIR序列，T2WI(TR 6500 ms，TE 105 ms，TI1200 ms)，MRA序列(TR 33 ms，TE 6.8 ms，层厚1 mm)FOV 23 mm，矩阵192×256，同层复制，层厚5.5 mm。

1.2.3 全自动生化分析仪检测血清Cys C。

1.2.4 ELISA试剂盒进行人组织蛋白酶S(Cat S)酶联免疫分析。

2 结 果

2.1 脑梗死组与正常对照组比较

2.1.1 危险因素比较 见表1。

2.1.2 Cat S、Cys C、Cat S/Cys C比较 见表2。

2.2 脑梗死各亚组与正常对照组及组间比较

2.2.1 脑梗死组稳定斑块占146例，不稳定斑块占190例，血管狭窄各亚组情况 见表3。

2.2.2 稳定斑块组与不稳定斑块组与正常对照组比较 见表4。

2.2.3 稳定斑块亚组间各指标比较 稳定斑块组可分为3个亚组：轻度狭窄组、中度狭窄组及重度狭窄组，组间比较示14 d Cat S及Cat S/Cys C、NIHSS评分均较入院时降低，而Cys C较入院时增高，差异均有显著性(P<0.05)；NIHSS评分越高，血清Cat S浓度也越高，两者变化趋势一致(见表5、表6、图1)。

图1 入院时和14 d稳定斑块组内各指标比较

2.2.4 不稳定斑块亚组间各指标比较 不稳定斑块组可分为3个亚组：轻度狭窄组、中度狭窄组及重度狭窄组，组间比较示14 d Cat S及Cat S/Cys C、NIHSS评分均较入院时降低，而Cys C较入院时增高，差异均有显著性(P<0.05)；NIHSS评分越高，血清Cat S浓度也越高，两者变化趋势一致(见表7、图2)。

图2 入院时和14 d不稳定斑块组内各指标比较

表1 两组一般资料情况比较

表2 脑梗死组与正常对照组Cat S、Cys C比较

表3 脑梗死各亚组情况

表4 各组Cat S、Cys C检测结果

注：与正常对照组相比，*P<0.05，#P<0.01；与稳定斑块组比较，▲P<0.05

表5 各组Cat S、Cys C检测结果

注：与正常对照组相比*P<0.05#P<0.01；与轻度狭窄组比较▲P<0.01

表6 稳定斑块亚组间各指标比较

注：与入院时相比*P<0.05，#P<0.01

注：与入院时相比*P<0.05，#P<0.01

3 讨 论

本研究发现，动脉粥样硬化性脑梗死患者的血清Cat S水平及Cat S/Cys C二者比值，较对照组明显增高，而Cat S/Cys C比值增高更加明显，差异有统计学意义。通过不稳定斑块组和稳定斑块组进行比较，我们发现不稳定斑块组患者的血清Cat S水平及Cat S/Cys C二者比值明显高于稳定斑块组，差异具有显著性，说明血清Cat S水平或其与Cys C的比值升高提示患者存在易损斑块的可能。深入分析动脉粥样硬化致血管狭窄程度与血清Cat S之间的对应关系，我们发现，缺血性卒中患者的血清 Cat S 水平随着血管狭窄程度的增加而增加，两者的变化趋势一致，提示血清 Cat S水平可以反映脑梗死患者颈动脉粥样硬化的程度。通过分析血清Cat S水平与NIHSS评分发现，脑梗死患者血清Cat S表达水平与患者病情具有正相关：血清Cat S水平越高，脑梗死患者的病情越重。而血清Cys C表达水平与此相反，脑梗死组患者入院时的血清Cys C水平较对照组降低，不稳定斑块组的血清Cys C水平较稳定斑块组降低，两组比较，差异有统计学意义，而随着病情的好转，脑梗死患者14 d血清Cys C表达水平较入院时明显增高，可能说明血清Cys C表达与病情的恢复呈正相关。

我们的前期研究[7，8]及其他学者的研究[9]证实：缺血性卒中的发生、发展及严重程度不仅与血管狭窄程度相关，更与斑块的稳定性相关。基础研究[10～12]也证实：Cat S在动脉粥样硬化部位的表达增高，Cys C在动脉粥样硬化部位的表达降低；斑块形成的早期，Cat S在动脉管壁内膜和中膜的平滑肌细胞内表达明显增多，斑块形成后Cat S则主要分布于斑块纤维帽内的平滑肌细胞和巨噬细胞中[13]。血清Cat S与Cys C这对因子的调节失衡，致ECM 代谢紊乱，从而参与动脉粥样硬化狭窄及易损斑块破裂等多种病生理过程。

Jobs等[14]研究表明：血清Cat S的水平，可以预测动脉粥样硬化性心血管病的发生、发展与预后。在不稳定型心绞痛患者血浆中Cat S显著增加，并且较高的血浆Cat S水平提示易损斑块的存在[15]。Cat S的升高可能提示患者存在比较严重的动脉粥样硬化或提示患者有可能发生缺血性临床事件[16]。上述研究均在冠心病人群中开展。关于Cat S与Cys 在脑卒中方面的研究较少，本研究以缺血性卒中人群为研究对象，发现：脑梗死组患者的血清Cat S表达水平在疾病的早期较正常者明显增高，不稳定斑块组表达Cat S较稳定斑块组明显增高，提示血清Cat S水平增高与动脉粥样硬化性脑梗死的发生及斑块的稳定性密切相关。

国内谭庆玲等[17]研究了132例脑梗死患者血清Cat S值与颈动脉内膜中膜厚度、残疾率和死亡率的关系，发现血清Cat S水平与脑梗死患者颈动脉内膜中膜厚度及患者的病情严重程度明显相关，能够反映脑梗死患者颈动脉粥样硬化的程度，是脑梗死患者预后的重要指标，但该研究未涉及血管狭窄程度、以及二者比值对血管狭窄和斑块性质的影响。本研究显示，脑动脉狭窄的程度与血清Cat S水平存在正相关，且血清Cat S/Cys C二者比值与狭窄程度及斑块性质更相关。

本研究同时亦发现，脑梗死组患者入院时血清Cys C水平较正常对照组降低，而不稳定斑块组下降更明显，随着病情发展，14 d时缺血性脑卒中患者的血清Cys C水平升高，且各组间差异具有显著性，患者的神经功能缺失评分亦较入院时好转，说明血清Cys C在动脉粥样硬化性脑梗死病变过程中可能起到保护作用，血清Cys C表达上调，增强对Cat S的抑制作用，稳定斑块、减轻对脑血管的损伤。郭夏青等[18]的研究也证实血清Cys C可能为缺血性脑血管病的保护性因素。但目前国内外研究学者对于血清Cys C在脑血管病发病过程中的具体作用机制尚存在分歧[19～22]，关于Cys C与缺血性卒中关系尚需要研究。

综上所述，血清Cat S、Cys C及Cat S/Cys C比值与缺血性卒中患者的血管狭窄程度和斑块性质存在相关性。本研究显示，血清Cat S及组织蛋白酶内源性抑制剂胱抑素C的表达失衡，可能是动脉粥样硬化性脑梗死患者的斑块不稳定的重要机制之一，血清Cat S增高、Cys C明显降低，特别是Cat S/Cys C比值增大均提示发生缺血性脑卒中的可能，由于本研究样本例数较少，且观察时间短，临床仍需进一步开展大样本研究，观察Cat S、Cys C及二者比值与脑梗死患者血管病变的关系，同时可以进一步研究与预后的关系。

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