血VEGF、SDF-1、MMP-9和HMGB1水平与烟雾病患者颅内出血的关系

徐梦怡 徐静 张倩倩

烟雾病（moyamoya diaease，MMD）是以双侧颈内动脉及主要侧支内膜缓慢增厚，动脉管腔逐渐狭窄致闭塞，并伴有狭窄异常血管网形成为特征的脑底异常血管网病［1］。临床表现为短暂性脑缺血发作、脑梗死及自发性颅内出血，可导致颅内出血。随着我国MMD 发病率逐渐升高，MMD 患者颅内出血也随之升高，严重危及患者生命安全，故早期评估患者病情并给予积极治疗对改善患者预后至关重要［2］。基质金属蛋白酶-9（matrix metalloteinase-9，MMP-9）属于基质金属蛋白酶超家族成员中明胶酶一种，可降解多种细胞外基质成份，在受损血管和炎性细胞中呈高表达［3］。血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）是一种糖蛋白，可促进MMP 表达和新生血管形成，保护和营养神经［4］。基质细胞衍生因子-1（stromal cell-derived factor 1，SDF-1）是近年来新发现的炎症趋化因子，可促进细胞增殖、迁移、分化及损伤血管内皮的修复［5］。而高迁移率族蛋白-1（high mobility group protein，HMGB1）是一种参与集体炎性反应的蛋白，与脑出血后疾病进展具有一定的相关性［6］。近年来研究表明，血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平与MMD 发生发展密切相关［7］。本研究分析血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平与MMD 患者颅内出血的关系，旨在为临床诊断和治疗提供参考，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2017年2月至2020年2月本院收治的90例MMD 患者为研究对象，纳入标准：①均符合MMD 诊断标准，并经影像学证实为双侧颈内动脉或大动脉或大脑中动脉起始部分狭窄或闭塞，且伴有脑底部异常血管网形成［8］；②年龄：18～60 岁；排除标准：①严重肝肾功能不全者；②合并自身免疫系统疾病及恶性肿瘤者；③动脉粥样硬化及其他各种继发因素所致的血管闭塞或狭窄；④并发急性炎症、脑膜炎及脑放疗术后者。根据有无出血分为出血组（n=50）和无出血组组（n=40），并根据超声检查结果将颅内出血患者分为轻度颅内出血组（n=32）和重度颅内出血组（n=18），同时选取同期于本院进行体检的40 例健康者作为对照组。本研究经过本院医学伦理委员会批准，受试者签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 临床资料

记录两组性别、年龄、病程、高血压、糖尿病及吸烟史。

1.2.2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平测定

取患者晨起空腹静脉血5 mL，保存于EDTA抗凝管中，在3 000 r/min 下离心10 min，进行离心沉淀细胞，分离上清液后置于-80℃冰箱保存，采用酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）法测定血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平。

1.3 观察指标

①对比出血组、无出血组及对照组的性别、年龄、病程、高血压、糖尿病、吸烟史及血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平；②对比轻度颅内出血组和重度颅内出血组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平；③分析血清VEGF、SDF-1、MMP-9 与HMGB1 的相关性。

1.4 统计学方法

采用SPSS 20.0 软件进行数据分析，计量资料以（±s）表示，两组间比较行t检验，呈正态分布各变量间相关性采用Spearman 相关分析、以相关系数r表示两资料间的相关性，P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3 组临床资料比较

出血组、无出血组及对照组的性别、年龄、病程、高血压、糖尿病及吸烟史比较差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

表1 3 组临床资料比较［n（%），±s］Table 1 Comparison of clinical data of the 3 groups［n（%），±s］

表1 3 组临床资料比较［n（%），±s］Table 1 Comparison of clinical data of the 3 groups［n（%），±s］

组别出血组无出血组对照组F/t/χ2值P 值n 50 40 40男/女30/20 24/16 23/17 0.072 0.965年龄37.65±6.04 35.98±5.88 36.29±5.94 1.021 0.363病程12.53±2.84 13.17±2.87-1.057 0.297高血压8（16.00）7（17.50）5（12.50）0.408 0.816糖尿病4（8.00）5（12.50）3（7.50）0.744 0.689吸烟史13（26.00）12（30.00）10（25.00）0.289 0.865

2.2 3 组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1水平比较

3 组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平比较结果：出血组＞无出血＞对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.3 轻度颅内出血组和重度颅内出血组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平比较

重度颅内出血组血清VEGF、SDF-1、MMP-9和HMGB1 水平均高于轻度颅内出血组，差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表3。

表2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水比较（±s）Table 2 Comparison of serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1（±s）

表2 血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水比较（±s）Table 2 Comparison of serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1（±s）

注：与无出血组比较，aP＜0.05；与对照组比较，bP＜0.05。

组别出血组无出血组对照组F 值P 值n 50 40 40 VEGF（pg/mL）414.58±22.39ab 324.79±16.23b 63.37±8.26 4850.845 0.000 SDF-1（pg/mL）217.56±22.48ab 118.95±16.04b 67.79±8.11 895.540 0.000 MMP-9（ng/mL）563.28±30.44ab 414.20±25.69b 251.14±20.35 1577.160 0.000 HMGB1（ng/mL）20.14±3.10ab 11.27±2.55b 3.85±1.06 493.461 0.000

表3 轻度颅内出血组和重度颅内出血组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平（±s）Table 3 Serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels in the mild and severe intracranial hemorrhage groups（±s）

表3 轻度颅内出血组和重度颅内出血组血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平（±s）Table 3 Serum VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels in the mild and severe intracranial hemorrhage groups（±s）

组别重度颅内出血组轻度颅内出血组t 值P 值n 18 32 VEGF（pg/mL）408.26±20.39 384.50±15.96 4.567 0.000 SDF-1（pg/mL）204.11±19.85 175.24±15.08 5.790 0.000 MMP-9（ng/mL）554.37±26.08 490.22±17.95 10.276 0.000 HMGB1（ng/mL）13.96±3.78 10.21±2.44 4.265 0.000

2.4 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平对MMD 预测效能参数及ROC 曲线分析

ROC 曲线分析显示，VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平联合检测MMD 的敏感度、阳性预测值及阴性预测值均高于单独检测差异有统计学意义（P＜0.05）。见表4和图1。

2.5 血清VEGF、SDF-1、MMP-9与HMGB1的相关性

Spearman 相关分析显示，血清VEGF-C（r=0.381，P=0.012）、SDF-1（r=0.377，P=0.010）、MMP-9水平（r=0.358，P=0.002）与HMGB1 呈正相关性。见图2。

3 讨论

近年来，MMD 颅内出血发病率逐渐呈上升趋势，且其致残率和死亡率较高，严重威胁患者生命安全。多数研究表明，MMD 是一种多基因遗传性疾病，且炎症、免疫反应、细胞因子分泌异常及内皮细胞改变与MMD 发生、发展密切相关［9-10］。MMD 颅内出血可导致血肿发生并损伤脑组织，其机制包括MMP 激活、细胞因子和血管活性物质释放等。同时研究表明，血清VEGF、MMP-9 水平与MMD 颅内出血发生发展密切相关［11］。

表4 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平对MMD 预测效能参数Table 4 Blood VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels on MMD predictive performance parameters

图1 血VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平ROC 曲线Figure 1 Analysis of blood VEGF，SDF-1，MMP-9 and HMGB1 levels on ROC curves

图2 血清VEGF、MMP-9、SDF-1 与HMGB1 的相关性Figure 2 Correlation between serum VEGF，MMP-9，SDF-1 level and HMGB1z

MMP 是锌钙依赖性蛋白酶，可调节细胞外基质降解和重塑。MMP-9 是MMP 重要一员，是92kD 的胶原酶，可降解细胞外基质多种成分，在正常脑组织内呈低表达，因其是构成血脑屏障的主要成分，可保持血脑屏障的完整性，水解Ⅳ、Ⅴ型胶原和细胞外基质成分可以导致血管壁损伤［12］。VEGF 是具有生物活性的糖蛋白，是由血管内皮生长因子释放引起的，能够特异性促进内皮细胞增殖，并参与血管生长及增加血管通透性，故在炎症和缺血等生理病理中具有重要作用。VEGF 能够刺激轴突生长并改善神经细胞存活，保护神经系统；并可直接与中枢神经系统的神经元及胶质细胞促进增殖和突触生长；可通过促进内皮细胞增生诱导新生血管形成，从而改善微循环；同时可增加血管通透性，在病理状态下可破坏血脑屏障，在正常情况下，VEGF 在中枢神经中表达不高，在应激反应条件下可诱导VEGF 呈高表达［13-14］。SDF-1是趋化蛋白，对内皮祖细胞的动员和脑缺血后局部血管新生、骨髓源性和神经干祖细胞向损伤灶的募集过程中具有重要作用，同时与受体CXCR-4结合形成SDF-1/CXCR-4 生物轴，并通过激活信号通路表达于内皮细胞并诱导新生血管生成［15］。HMGB1 是非组蛋白染色体结合蛋白，主要存在于真核细胞生物内，可参与细胞分化增殖及迁移和炎性反应，度病情掌握和治疗具有重要意义［16］。

相关研究显示，MMD 患者血清TIMP、MMP-9水平高于健康者［17］。而本研究也证实了这一观点说明血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平参与MMD 颅内出血患者的发生发展，可作为判断病情进展的有效指标。分析其原因可能为：血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平过度降解血管内皮外基质，使血脑屏障开放并增加渗透性，促进中性粒细胞迁移加重炎性反应，从而破坏血管完整性，致使血管壁薄弱，最终破裂出血。ROC 曲线分析进一步证实了，VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平对MMD 的检出率较高。与其他研究不同的是，本研究为进一步分析不同程度颅内出血患者血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平，结果提示血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平可判断颅内出血的严重程度，有利于为临床诊断提供参考。Spearman 相关分析提示HMGB1 水平随VEGF-C、SDF-1、MMP-9 水平上高。本研究存在以下几点不：样本量较少，且纳入范围较小，将在下一步研究扩大样本量并扩大范围。

综上所述，血清VEGF、SDF-1、MMP-9 和HMGB1 水平是MMD 发生、发展的潜在因素，在异常血管形成中具有重要作用，且血清VEGF-C、SDF-1、MMP-9 水平与HMGB1 呈正相关性，其水平呈高表达是引起MMD 颅内出血的重要机制。