血常规易获得炎性指标与缺血性脑卒中的关系研究进展

刘长兴 常翔 郭心怡 孟琳

脑卒中是全球残疾和死亡的主要原因之一[1]。2019全球疾病负担组(global burden of diseases，GBD)公布了1990～2019 年全球204个国家和地区，369种疾病负担的调查结果，结果显示，30年间，卒中的疾病负担从1990年的第5位上升至2019年的第3位[2]。2020年7月，澳大利亚学者利用2016 GBD及其他开放数据库的数据，创建了一个可反映终生卒卒中险的交互式地图，地图颜色的深浅反映风险大小，数据显示25岁以后全球终生卒卒中险为24.9%[95%不确定度区间(uncertainty interval，UI)为23.5～26.2]，卒中险最高的是中国(39.3%，95%UI 37.5～41.1)，其中男性的风险为24.7%，女性的风险为25.1%[3]。除此之外，《中国卒中报告2019》公布了中国居民卒中相关的流行病学数据，结果显示:2018年中国卒中的死亡率为149.49/10万，造成了157万人死亡，占总死亡人数的22.33%，在所有死亡原因中位列第三[4]。随着中国人口老龄化的到来这些数据必然会改变。当前，缺少针对缺血性卒中患者的快速诊断工具[5,6]。现有卒中的诊断是基于神经检查、病史和神经影像学[5,7]。快捷、低廉诊断方法的开发将有助于提高对患者的管理以改善急性缺血性卒中预后。特别是，急性缺血性卒中血常规炎性标志的出现。有研究指出MLR(单核-淋巴细胞比率)、NLR(中性粒细胞和淋巴细胞比率)值与动态动脉僵硬度指数相关，并是心血管不良事件独立预测因子[8]。在回顾性研究中发现躁狂症患者的NLR(P<0.001)与单相抑郁症患者相比有所升高；与双相抑郁症患者相比，NLR(P<0.05)有所增加；躁郁症患者的NLR(P<0.01)高于单相抑郁症患者，NLR是抑郁症患者双相型抑郁症的一个独立预测因素[9]。一项meta分析表明，在接受再灌注治疗的急性缺血性卒中患者中，NLR水平升高与更大的sICH(症状性颅内出血)风险、3个月的不良功能结局和3个月的死亡率呈正相关[10]。血常规是一种优秀的诊断材料，其中炎性标志物可以非常容易地反映出体内炎症水平，其本身的可操作性和经济效应，可作为急性缺血性卒中新的治疗、诊断和预后方法。因此，本文旨在介绍目前关于血常规易获得炎性标记物在急性缺血性卒中诊断和预后中的应用的认识。

1 炎性反应与缺血性卒中的双向作用

众所周知，高血压、血脂异常和心房颤动是卒中发生的危险因素，治疗这些疾病可以降低卒中的发病率，吸烟、酗酒和糖尿病也是可能的因果风险因素[11]。然而，这些传统的卒中风险因素并不能完全解释卒中的发病率，尤其是在年轻的卒中患者中。慢性炎症最近被认为是卒中的一个重要危险因素[12]。缺血性卒中后会发生全身炎性反应，这是脑损伤过程的一部分，也是对深静脉血栓形成等并发症的反应。这可能是一个双向作用，炎症可能是诱发缺血性脑卒中的新的因果因素。炎症影响着的血管性疾病的发展。研究表明，30%的卒中患者在卒中前至少一个月会出现急性感染，尤其是呼吸道感染，被认为是发展为卒中的危险因素[13]。除了细菌和病毒感染之外，一些报告显示，真菌和寄生虫疾病可以通过促进动脉粥样硬化、炎症和局部血栓形成来参与卒中的易感性[14]。

另一方面，卒中通常会诱导一连串的抗炎和免疫调节反应，从而导致免疫保护机制的破坏，从而增加感染的风险[13]。另有研究表明，慢性感染，如牙周炎、慢性支气管炎、感染性心内膜炎、结核病和幽门螺杆菌感染、肺炎衣原体、巨细胞病毒感染，可能导致卒中[15]。这些发现表明炎症、免疫反应在动脉粥样硬化的发展、卒中的发病率以及随后的损伤严重程度中的重要性。见图1。

图1 慢性炎症作为一个重要的危险因素，导致免疫激活，破坏免疫保护机制，加重缺血灶的神经功能损伤

2 缺血性卒中炎症和免疫反应

急性缺血性卒中会迅速引起中枢和外周免疫应答，以及相关免疫细胞的聚集，破坏免疫保护机制，释放炎性因子。小胶质细胞反应是卒中后引发先天免疫反应的第一步。小胶质细胞可以采用从促炎到抗炎的多种表型，并且是已知对卒中后梗死边界区的神经元损伤快速反应的免疫细胞之一[16]。卒中由于缺乏营养、离子梯度的差异和神经元活性的改变，小胶质细胞通过检测周围患病细胞中嘌呤能代谢物和离子梯度的变化，在卒中后几分钟内便存在于缺血半暗带核心区域发挥抗炎效应[17]。在卒中发作后的急性期，位于病变核心的小胶质细胞通过其受体检测DAMPS(损伤相关分子模式)和HMGB1(高迁移率族蛋白B1)主要属于Toll样受体家族(TLR)。这种配体-受体连接导致NF-κB途径的激活，从而导致小胶质细胞的激活。一旦在卒中发作后被激活，小胶质细胞增加其CD11b、CD45和CD68的表达，对应于负责清除细胞碎片的吞噬表型，以及加剧星形胶质细胞和内皮细胞激活的TNF和促炎性白细胞介素IL-1和IL-6的表达[18]。然后，在缺血性损伤的早期表达的DAMPs和细胞因子可以通过破裂的血脑屏障(BBB)或包括静脉的脑脊液引流系统进行循环和淋巴液外流进入全身[19]。见图2。

图2 急性缺血性卒中会破坏BBB，导致紧密连接蛋白缺失，通透性增高，同时激活外周和中枢免疫系统，引起免疫细胞募集，释放炎性因子，进一步加重脑损伤：MO 单核细胞；HDL 高密度脂蛋白；NE 中性粒细胞；LY 淋巴细胞；PL 血小板

缺血后持续数小时至数周，星形胶质细胞是其他关键因素。众所周知，来自神经元和胶质细胞的细胞因子导致星形胶质细胞反应性增生。星形胶质细胞末端与形成BBB的脑毛细血管内皮细胞和周细胞密切相互作用。在缺血期间，MMP-9通过降解5个基底膜破坏星形胶质细胞末端和内皮细胞之间的连接[20]。星形胶质细胞增殖导致炎性因子的合成，如单核细胞趋化蛋白-1、IL-1β、胶质纤维酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白和巢蛋白，可导致反应性胶质细胞增生和后期瘢痕形成[21]。因此，传统上认为破裂的BBB是外周白细胞通过其跨内皮迁移入侵的主要途径。

白细胞参与了卒中后炎性反应。活化的脑微血管对通常被阻止穿过BBB的分子变得更具渗透性。特别是，缺血后免疫BBB在发生了显著改变。随着趋化因子的分泌，包括中性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞在内的系统性白细胞的连续进入得到促进[22]。对应于黏附分子在内皮细胞上的上调，整合素在活化的白细胞上表现出类似的功能。白细胞在激活的内皮细胞表达的选择素的帮助下，开始在血管壁上滚动。滚动后，白细胞通过与细胞间黏附分子-1 (ICAM-1)和血管细胞黏附分子-1 (VCAM-1)的强连接黏附于血管壁[23]。与其他炎性细胞类似，白细胞在大脑的缺血区释放促炎因子。白细胞增多被描述为卒中后炎性反应的标志。中性粒细胞是第一个侵入缺血组织的血源性免疫细胞，其次是单核细胞。实验性卒中后白细胞募集进入大脑的顺序已经得到很好的证明[23,24]。而人类卒中后免疫细胞募集的时间和空间分布需要更好的表征[22]。

中性粒细胞通过其含量的脱粒来增强白细胞募集，富含细胞因子/趋化因子、蛋白水解酶和活化补体系统[25]。除此之外，中性粒细胞可通过阻断微血管循环、通过水解酶和自由基破坏内皮细胞和细胞外基质、促进血管内血栓形成和血小板活化以及释放可促进炎性反应延长的细胞因子和趋化因子来导致缺血性卒中后的脑损伤。此外，中性粒细胞分泌的中性粒细胞胞外陷阱(NETs)(DNA、组蛋白和蛋白水解酶的网络)能够激活血小板并促进血栓形成过程[26]。卒中的临床数据和实验模型表明，中性粒细胞在卒中发作后数小时内浸润脑实质[23,27]。此外，临床研究表明，中性粒细胞与淋巴细胞的比率可能是急性缺血性卒中的一个强有力的预后指标[28]，并且卒中患者的NETs量明显增加[28]。

适应性免疫反应对缺血性卒中的后果仍有争议，因为根据淋巴细胞亚群的类型，可能会出现有益的结果，也有害的结果[29]。浸润的γδ T、CD8+ T和NK细胞导致卒中发作后的急性脑损伤，而调节性T和B细胞据报道具有保护作用[30]。卒中的实验模型表明，从第3天开始，淋巴细胞渗入缺血组织的时间晚于卒中发作后[24]。神经炎症也被认为是最初大脑损伤后持续的修复阶段所必需的。最初的炎症是自我限制的，最终会导致结构重构和功能重组。炎症在很大程度上影响卒中的预后，因此有必要挖掘临床中容易获得、低成本且能够更好反映急性缺血性卒中体内炎症状态的炎性标志物，为现有的医疗环境减负。

3 炎性标志物生理值的正常范围

NLR可反映机体生理损伤的程度、易患疾病的严重程度和一般的病理状态[31]。总之，高NLR值与严重炎症、压力、损伤、创伤或大手术或癌症相关，并标志着发病率或死亡率预后的恶化。但是NLR正常生理范围报告的较少。目前，相关研究探讨了NLR在成年健康人群中的正常值。最有力的是Azab等[32]对纽约州9 427名公民进行的研究，中性粒细胞和淋巴细胞计数的平均值分别为4 300/μl和2 100/μl，而NLR的平均值为2.15(参考范围1.71～2.28)；在高加索人中，NLR的平均值为2.24；在西班牙裔个体中，NLR的平均值为2.08；而在美国黑人个体中，NLR的平均值最低(NLR=1.76)。另一项流行病学研究分析了印度尼西亚236名年轻人的血象，研究发现NLR的平均值为1.95(参考范围:1.2～2.3)，NLR的所有值都在0.77～4.55的范围内[33]。Forget等[34]对健康的比利时成年人进行了另一项研究，分析了413名健康成人的血象，评估NLR的平均值为1.65，范围为0.77～3.53。最后，对300名苏丹人进行了一项研究，以测量NLR中性粒细胞和淋巴细胞计数，范围为0.75～1.65，平均值为1.2，在非洲个体中，NLR值通常很低，即在1.0～1.2范围内，这可能由于中性粒细胞减少引起的[33]。

2014至2016年， Lee等[35]对12 160名健康韩国公民(6 268名男性，中位年龄47岁；女性5 892人，中位年龄46岁)进行常规的全血细胞计数检查，并计算了血象比，如NLR、PLR(血小板-淋巴细胞比)、LMR(淋巴细胞-单核细胞比)和MPV(平均血小板体积，单位fl)这些参数的平均值如下:NLR=1.65(0.79，0.1～3.19)，PLR=132 (43.7)，LMR=5.31(1.68)和MPV=10.0 fl(0.19)，这一大样本试验的主要贡献在于计算了健康成年人群的不同血液学比率(平均值和参考范围)，为临床试验的进一步研究和设计提供了重要和有价值的信息。

中性粒细胞与淋巴细胞的比率反映了免疫炎性反应的强度和对损伤或疾病的生理应激。一项综述对NLR值的临床诊断范围做出以下报道[33]：潜伏、亚临床或低级别炎症/应激(NLR 2.3～3.0)、轻至中度炎症(NLR 3～7)、中度和重度炎症、全身感染、脓毒症和全身炎性反应综合征(NLR 7～11)、严重炎症、感染、严重脓毒症和全身炎性反应综合征、菌血症(NLR 11～17)、严重免疫炎性反应和高强度应激，例如感染性休克、多发性创伤(NLR 17～23)、严重全身炎性反应。NLR上调与临床病程恶化相关，下调与临床改善和良好临床结果相关。

4 容易获得炎性标记物与缺血性卒中

炎症和免疫应答在许多疾病中起着至关重要的作用。NLR作为外周血中测量的中性粒细胞和淋巴细胞计数之间的比值，是反映免疫系统2个方面之间平衡的生物标志物:急性、慢性炎症(如中性粒细胞计数所示)和适应性免疫(淋巴细胞计数)。Xie等[36]研究发现入院时较高的NLR水平与6个月时弥漫性轴索损伤患者的不良结局独立相关，NLR和入院格拉斯哥(GCS)评分联合对弥漫性轴索损伤具有明显的预测能力。在蛛网膜下腔出血的患者中，NLR增加与功能不良独立相关(OR 1.03，95%CI 1.001.07，P=0.05)，使用ROC曲线分析进行二分时，在对潜在混杂因素进行调整后，NLR>6.48时值独立地与较高的不良功能结果相关(OR 1.71，95%CI 1.07～2.74，P=0.03)[37]。并且NLR可以预测一般人群的死亡率，从而预测炎症和免疫对健康的总体影响[38]。已经对NLR进行了广泛评估，并表明其与缺血性卒中预后相关[39]。此外，重要的是在不同的随访时间间隔内评估NLR与特定原因死亡率的相关性，因为在NLR基线测量后的短时间间隔内的相关性主要反映了已经患有这些疾病的人的紊乱炎症或免疫的影响。NLR值作为反映体内炎症状态的一个生物指标。一些证据表明，NLR值>5与死亡风险增加有关，其他人提供的证据表明，NLR高的患者患肺炎的风险增加[40]。对卒中后相关性肺炎患者的研究中发现，卒中相关性肺炎组的白细胞、中性粒细胞、单核细胞和淋巴细胞水平高于非卒中相关性肺炎组，而淋巴细胞水平较低(P<0.05)，ROC曲线显示，卒中相关性肺炎高单核细胞与淋巴细胞比值(MLR)的AUC值为0.779，卒中相关性肺炎最佳临界值为0.388，特异性为64.7%，敏感性为81.3%，表明MLR是重症卒中相关性肺炎的独立危险因素，对卒中相关性肺炎患者的重症肺炎有预测价值[41]。

NLR不仅仅卒中相关肺炎相关，在年龄较大(年龄≥60岁)的急性轻型卒中或短暂性脑缺血发作患者中，较高的NLR值是全身炎症的标志，可在常规血液检查中发现，是继发性心血管事件的独立预测因子[42]。研究发现急性缺血性卒中患者淋巴细胞减少与入院时较低NIHSS评分具有相关性[43]。此外，NLR在卒中预测中的使用及其与卒中预后不良的结果相关性较大[44,45]。同时，在一项纳入277名急性缺血性卒中的成年患者中发现，基线低NLR值是卒中后3个月神经功能恢复的重要预测因子(调整后OR=0.89，95%CI= 0.80～0.99，P=0.035)[46]。然而，缺少NLR在缺血性卒中和缺血性卒中患者之间的比较。另外，在1 131例脑卒中患者中，454例患者入院时根据NLR分为3组，NLR较高地区的患者出院时可能有严重的神经功能缺损。较高的NLR值与mRS评分的不利变化有关(P<0.001)[47]。肖兴莉等[48]发现急性脑梗死患者入院早期NLR水平异常增高,增高水平与病情严重程度及预后密切相关。有趣的是，首发缺血性脑卒中患者HbA1c、TBIL、Glu、TC、Cre和NLR与住院费用关系密切,有一定预测价值[49]，也反映出NLR与缺血性卒中的关系。

同样PLR，也作为一个容易获得的炎性标志物，可以显示全身炎症过程[50]。利用PLR对急性缺血性卒中3个月后功能结果预测时发现，高PLR值与3个月后不良结果相关[51]，特别是与NLR相结合时，能更准确地识别高风险患者。Gong等[52]探讨NLR、PLR和淋巴细胞与单核细胞比率(LMR)与溶栓后早期神经功能预后的关系中发现NLR、PLR和LMR与溶栓后终点相关，NLR和PLR可以预测溶栓后早期神经功能恶化，NLR与溶栓后的早期神经功能改善有关。在对141名卒中后抑郁(PSD)患者研究发现较低的LMR值与PSD严重程度显著相关(中位数:OR 1.883，P=0.031最低比率:或2.633，P=0.001),ROC曲线表明，LMR作为PSD预测因子的最佳截断值为3.14，其灵敏度为72.4%，特异性为68.1%[53]。

与之相关的研究也显示出NLR、PLR与机械血栓切除术治疗急性缺血性卒中后3个月的预后相关[54]。NLR和LMR最能区分颈脑动脉夹层的最佳临界值分别为2.35(灵敏度为81%，特异性为63%)和3.67(灵敏度为64%，特异性为77%)。低LMR水平和高NLR水平可能与颈脑动脉夹层引起的急性呼吸道感染的严重程度相关[55]。单核细胞和巨噬细胞是先天免疫的重要组成部分，可以调节促炎和抗炎过程[56]。单核细胞与高密度脂蛋白比值(MHR)预测急性缺血性卒中的预后研究中ROC分析表明，MHR的ROC曲线下面积为0.67，MHR的最佳预测临界值为0.51，灵敏度为62.3%，特异性为66.5%。MHR可能是急性缺血性卒中患者不良功能结局的一个重要且独立的预测因子[57,58]。Sun等[59]证明了入院时较高的MHR和较高的单核细胞计数均可预测急性缺血性卒中患者的卒中相关性肺炎。血常规中容易获得的炎性标志物能够较好地反映机体炎症状态，为临床治疗、诊断以及预后的评估提供可靠而又低廉的方法，值得临床推广和进一步研究。

综上所述，炎性反应作为急性缺血性卒中的一个重要因果因素，会加重神经功能缺损状况，引起免疫细胞募集。而NLR、PLR、LMR、MHR均为一种容易获得的血常规炎性标志物，都能更好的预测急性缺血性卒中的结局，为临床诊断、治疗提供便捷的方法。笔者考虑到目前的研究多涉及到其中一项或者两项炎性标志物参与对急性缺血性卒中预后的评价，发现鲜有研究同时对其中三项或者四项进行前瞻性研究。并且，现有的临床研究多涉及正常人与急性缺血性卒中患者作为研究对象，缺少在急性缺血性卒中组内之间的研究。因此，在不久的将来，有必要在急性缺血性卒中不同分型中进行临床研究，明确血常规容易获得炎性标志物在它们之间的敏感性及特异性。