脑小血管病性认知障碍血液学标志物的研究进展

谢荣基 刘洲 赵斌广东医科大学第一临床医学院，湛江 5400；广东医科大学附属医院神经内科，湛江 5400

通信作者：刘洲，Email：liuzhou102@126.com

随着老龄化逐步攀升，脑血管病认知功能障碍的发病率也相应提高。如今，血管性认知障碍（vessel cognitive impairment，VCI）已跃居为排名第2的痴呆病因［1］，其中脑小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）被公认为VCI最常见的原因［2］。脑小血管病认知障碍（CSVCI）是血管性痴呆发展中的一个早期重要阶段，是防治痴呆的关键时期。目前CSVCI 的诊断标准需满足以下要素：证实存在认知功能障碍；证实存在脑小血管病；确定脑小血管病是引起认知功能障碍的主要因素；排除足以解释记忆或其他认知损害的其他影像学改变或疾病。但是CSVCI患者在早期常无明显症状，量表评估常无明显异常，亦缺乏相关实验室指标综合判断。因此，寻找血液学标志物有效评估及预防CSVCI具有重要意义。

胶质细胞相关标志物——血清S100β蛋白

S100 蛋白家族是一组酸性蛋白，主要存在于星型胶质细胞及雪旺细胞的胞浆中，参与调节细胞形态、细胞生长、能量代谢、细胞间通信、收缩和细胞内信号转导。作为一种大小为21 kDa 的同源二聚体形式的脑源性蛋白，S100β 可在外周血中检测到，不能自由通过血脑屏障（BBB）。据报道，检测S100β 可以显著反映健康个体和各种神经功能障碍患者的认知水平。此外，有研究发现S100β 与脑缺血、帕金森性认知障碍等有关［3］。Wang 等［4］研究不仅表明CSVD合并非痴呆性血管认知障碍（VCIND）患者血清S100β 水平升高，且简易智力状态检查量表（MMSE）和蒙特利尔认知评估量表（MoCA）评估显示，CSVD 合并VCIND 患者的S100β升高与认知功能降低有很强的相关性。S100β 水平作为一种潜在的认知功能障碍监测工具，为VCIND 早期干预提供了一个靶点。因此，血清S100β 水平可能是预测CSVCI 的生化标志物。张颖等［5］研究指出，对照组人群血清S100β水平低于CSVD 患者，认知功能正常者低于VCI 患者，差异均有统计学意义（均P＜0.05），说明S100β 水平与CSVCI 有关，S100β 水平与认知障碍呈负相关（P＜0.05）。logistic 回归分析显示S100β 是CSVCI 患者MoCA 评分的独立危险因素。因此，S100β 可能是预测CSVCI 发生的标志物，在临床实践中可监测患者S100β 水平，早期采取干预措施，提高患者预后。

免疫相关的标志物——抗NR2谷氨酸受体抗体（NR2ab）

NR2 肽是谷氨酸NMDA 受体的N 端片段，可被缺血激活的蛋白酶切割而进入血流。这些肽片段可能充当外来抗原，异常高的浓度会引发免疫反应，从而在血液中产生可测量的自身抗体。据推测，高NR2ab 水平与类似于过量谷氨酸的“兴奋性毒性”相关，大脑中不受控制的谷氨酸水平可能会导致兴奋性毒性，损害神经元和内皮功能，并随着血管源性水肿的发展破坏BBB 的完整性。有研究表明血清NR2ab 水平升高是急性局灶性神经系统症状、慢性脑和脊髓梗死患者急性脑缺血的分子生物标志物，并作为亚临床脑损伤的预测因子。Dobrynina 等［6］研究表明，血清NR2ab水平与认知障碍的严重程度相关（P=0.009），且CSVCI 患者的NR2ab 水平显著高于对照组（P=0.028、0.017）；在调整年龄和性别后，NR2ab 水平对于认知障碍的发展仍然具有统计学意义（P=0.029）；痴呆患者的NR2ab 水平往往更高（P=0.057）。这提示CSVD 早期阶段的NR2ab 水平增加，并和CSVCI相关联。

炎症相关标志物

1、血清白细胞介素34（IL-34）

IL-34 是一种造血细胞因子，可作用于神经元、小胶质细胞和内皮细胞等多种细胞，以维持中枢神经系统的稳态。近年来，IL-34在神经系统疾病中的作用逐渐受到关注。研究表明，它的血清水平可能是动脉粥样硬化的重要生物标志物。系统性红斑狼疮（SLE）患者血清IL-34 升高，可作为SLE 的诊断标志物。此外，IL-34 可用作预测糖尿病并发症风险潜在炎症生物标志物。IL-34 水平升高与心肌梗死后心力衰竭风险增加和预后不良有关。Wang等［7］研究结果发现，血管性痴呆（VaD）患者血清IL-34 水平显著降低，这可能是VaD患者认知障碍的独立预测因子。

2、血浆脂蛋白相关的磷脂酶A2（Lp-PLA2）、超氧化物歧化酶（SOD）

Lp-PLA2 是心脑血管疾病的酶和促炎标志物。Lp-PLA2会产生强化氧化应激反应，损伤血管内膜，并加快动脉粥样硬化的进程，在缺血性脑卒中有着重要的作用。然而，有研究表明，Lp-PLA2在某些情况下具有抗氧化和抗炎功能。SOD 是一种催化超氧化物自由基转化为过氧化氢（H2O2）和氧气的酶，具有强大的抗炎活性。一项针对人体的最新研究表明，血浆SOD 可能是血管改变的标志。其他研究表明，较高水平的Lp-PLA2 与缺血性脑卒中和认知障碍有关。越来越多的证据表明，全身性炎症介质，如SOD和Lp-PLA2，与CSVD 和认知障碍有关。Zhu等［8］研究中表明，Lp-PLA2和SOD可能通过血管和神经炎症损害而直接参与CSVCI的发病机制。轻度或重度认知障碍患者Lp-PLA2和SOD 水平低于正常认知的患者。重度脑白质高信号（WMH）CSVD患者的Lp-PLA2和SOD水平明显低于轻度或中度WMH 病变的患者。因此，Lp-PLA2 和SOD 是CSVCI的独立预测因子，可被视为预防CSVCI的治疗靶标。然而，牛雪芬等［9］研究表明Lp-PLA2 与CSVD 认知障碍严重程度呈正相关。与Zhu 等［8］研究结果相反，这有待进一步研究证实。

3、单 核 细 胞 趋 化 蛋 白-11（MCP-1）、正 五 聚 蛋 白3（PTX3）

MCP-1 作为趋化因子成员之一，可通过多种途径造成神经元损伤，从而导致认知功能下降［10］。研究发现，血浆MCP-1 与阿尔茨海默病（AD）的发生和进程有关。血浆MCP-1 水平与AD 和VCI 患者认知功能下降及严重程度相关联，MCP-1可作为生物标志物预测AD和VCI患者认知功能［11］。PTX3是一种急性炎症蛋白，主要由血管内皮细胞产生，特别是在动脉粥样硬化和炎症刺激下，能引起血管内皮损伤，可作为一种标志物预测炎症持续存在的时间［12］。有研究表明，PTX3 更能提示炎性反应，对VCI 预测更有效。因此，PTX3 能有效预测VCI。研究表明，MCP-1 和PTX3 与CSVCI 及病程有关，有望成为评估CSVCI 风险的血液学标志物［13］。因此，对CSVD 患者的血液中MCP-1和PTX3及时监测，对防治VCI具有重要作用。

4、白细胞介素1β（IL-1β）、肿瘤坏死因子α（TNF-α）

现仍未明白CSVCI的具体发病机制，然而，目前部分研究认为炎症细胞因子诱发脑血管内皮细胞过度激活、氧化应激等有关［14］。TNF-α 和IL-1β 作为重要的炎症因子，对CSVD 认知障碍有重要影响作用。研究表明血清TNF-α 以及IL-1β 水平均明显高于对照组、non-VCI 组（均P＜0.05）；且相关性分析发现，血清TNF-α 以及IL-1β 水平均与认知障碍呈负相关，主要表现在执行功能、MoCA、注意力、计算力［15］，提示TNF-α 和IL-1β 可加重CSVCI。它们在CSVCI的发生、病程进展发挥着重要作用，但国内外研究对其机制仍尚不明确。

5、基质金属蛋白酶（MMP-9）、超敏C-反应蛋白（hs-CRP）

MMP-9 在脑和BBB 中的病理生理均有重要作用，对维持神经网络和BBB 的完整性均至关重要。MMP-9 是一种具有多种炎性生物活性的酶，在血管重构、早期动脉粥样硬化和动脉斑块破裂中起着关键作用。高水平的MMP-9，可以通过斑块破损和促进血栓形成，从而导致急性缺血性卒中。hs-CRP 也是一种参与动脉粥样硬化、敏感性强的炎症血液学标志物。赵玲等［16］研究表明，MoCA 与hs-CRP 高度负相关（r=-5.739，P＜0.05）；MoCA 与MMP-9 中度负相关（r=-3.895，P＜0.05）。CSVCI 程度与MMP-9 及hs-CRP 水平存在相关性。牛雪芬等［13］研究指出，MMP-9 与CSVCI 及认知障碍程度有关，且为VCI 的独立危险因素。因此，早期检测CSVD 患者的MMP-9 及hs-CRP 水平，为CSVCI 的早期预防提供重要的参考价值。

内皮细胞相关标志物

1、非对称性二甲基精氨酸（ADMA）

ADMA 是一种对一氧化氮（NO）合酶有抑制作用的氨基酸，可以抑制NO对血管舒张和内皮功能的影响。有研究发现，CSVD 患者血浆中ADMA 的水平升高。实际上，ADMA 水平的升高已被认为是动脉粥样硬化和相关心血管疾病的危险因素。也有证据表明ADMA 和NO 的调节与认知功能障碍有关［17］。ADMA 的增加会导致NO 下降，从而导致脑血流量减少，白质纤维水肿和脱髓鞘，并产生β-淀粉样蛋白前体蛋白，最终导致学习和记忆障碍。Gao 等［18］研究结果发现，孤立腔隙性梗死（ILI）病变患者ADMA 水平显著升高，与多发性腔隙性梗死（MLI）患者相比，差异有统计学 意 义［（13.59±15.22）μmol∕L 比（7.18±10.14）μmol∕L，P＜0.05］；与脑萎缩性白质疏松症（LACA）患者相比，脑白质疏松症（LA）病变患者ADMA 显著降低［（6.87±11.12）μmol∕L比（9.70±13.00）μmol∕L，P＜0.05］；亚组分析显示，LA 病变患者ADMA水平与MoCA评分显著相关（P＜0.05）；研究结果表明，认知功能受到SVD 的LA 和LACA 的影响更大。进一步的研究将有助于发现ADMA 对SVD 的发病机制，并可能有助于确定LA 引起的严重认知功能下降的因素。因此，ADMA 可能是潜在的治疗靶标，在水平升高的患者中抑制或阻断其病理作用可能有助于最大程度地降低认知障碍。

2、血清色素上皮衍生因子（PEDF）、血管内皮生长因子（VEGF）

PEDF 具有调节血管通透性、抗炎和抗氧化作用，而VEGF是已知的促进血管生成最强的因子之一，亦有很强的血管通透诱导作用，二者均对血管内皮功能及BBB 通透性产生重要影响［19-20］。郭霞等［21］研究表明：血清VEGF浓度升高是CSVCI 的独立危险因素，血清PEDF 是CSVD 患者认知功能障碍的独立保护因素，血清VEGF 浓度预测CSVCI 的曲线下面积为0.733（95%CI0.669～0.796，P＜0.001），最佳截断值为128.61 ng∕L，灵敏度为0.800，特异度为0.617；血清PEDF浓度预测CSVD认知障碍的曲线下面积为0.747（95%CI0.683～0.811，P＜0.001），最佳截断值为100.95 μg∕L，灵敏度为0.901，特异度为0.563；二者联合预测CSVCI的曲线下面积为0.769（95%CI0.705～0.832，P＜0.001），灵敏度为0.911，特异度为0.612；均具有较好的预测价值。

3、NO、内皮素-1（ET-1）

NO 是一种体内可调节血管源性舒张最关键的因子，具有多种作用（扩张血管、抑制炎症、血小板聚集等）［22-23］。因此，当NO 代谢障碍时，血管收缩更强，因而使血压升高，而高血压病已公认为CSVCI 的危险因素［24］。ET-1 是一种作用时间最长、作用最强烈的收缩因子，多种中枢神经细胞均能合成ET-1，其受体广泛分布于脑血管，其对脑血管具有广泛的病理生理作用［25］。高浓度ET-1 可对皮层下小血管产生强烈持久的收缩作用。王雅楠等［26］研究表明，CSVD患者血清NO、ET-1 与VCI 程度密切相关，其中NO 为保护性因素，ET-1 为危险因素，在认知障碍的发生、发展过程中可能发挥一定的作用，为早期识别和预防CSVCI 提供参考依据。

激素相关标志物

1、血清胰岛素样生长因子-1（IGF-1）

IGF-1 广泛表达于中枢神经系统，参与生长、发育、寿命和衰老等。有证据表明，IGF-1 在中枢神经系统中起着至关重要的作用。它可以通过抑制神经元凋亡、降低Ab 蛋白的神经毒性、抑制tau 蛋白的过度磷酸化、保护胆碱能神经等作用来降低糖尿病患者认知障碍的风险。据报道，IGF-1 有修复细胞、减轻脑缺血缺氧损伤、降低神经毒性、抑制钙稳态破坏、改善胰岛素抵抗和高血糖作用。有研究表明，较低的IGF-1 浓度与较高的痴呆风险有关［27］。Kang等［28］研究发现，与没有认知障碍的患者相比，患有CSVCI的患者的IGF-1 水平显著降低；还观察到IGF-1 和MoCA 之间存在显著相关性，表明血清IGF-1 水平的降低是CSVCI 的危险因素。IGF-1 可能通过特定的信号通路发挥神经保护作用，从而改善认知功能。据报道，生长激素（GH）和GH∕IGF-1轴的活性下降会降低IGF-1浓度并降低IGF-1 信号通路的功能，从而导致人类和动物出现认知障碍老化模型。综上所述，低水平的血清IGF-1 与CSVCI 密切相关，可能作为CSVCI风险的标志物。

2、甘油三酯-葡萄糖指数（TyG指数）

胰岛素抵抗为外周组织对胰岛素敏感性降低导致的一种病理状态。胰岛素抵抗促进动脉粥样硬化，促进血管收缩，导致血压升高、脑灌注减少，脑组织缺血缺氧，从而增加CSVD 患者VCI 的风险。TyG 指数被认为是反映胰岛素抵抗简单、可靠的指标［29］。有研究表明，胰岛素抵抗与CSVCI密切相关［30-31］。郭啸鸣等［32］研究表明：VCI组患者TyG 指数较高，TyG 指数≥8.78 时，对CSVD 患者VCI 有中等预测价值；且TyG 指数与≥60 岁CSVD 患者发生VCI 的风险呈正相关，表明胰岛素抵抗促进了CSVD 患者VCI 的发生、发展。因此，TyG 指数对CSVD 患者VCI 的早期筛查有一定的临床应用价值。Jiang等［33］研究中将TyG指数作为一种新的胰岛素抵抗标志物，可以代表外周组织的胰岛素敏感性；结果表明，TyG 指数与CSVCI 密切相关，可能代表CSVD 的临床治疗靶点。因此，TyG指数可能具有预测CSVCI的重要价值。

3、血清Klotho蛋白、成纤维细胞生长因子23（FGF23）

Klotho 蛋白是一种最新发现的由Klotho 基因表达的蛋白质。有研究证实，小鼠体内Klotho 基因过表达可延长寿命［34］。有研究发现，敲除Klotho基因的小鼠在学习和记忆方面表现出困难，海马突触数量减少、轴突运输受阻并出现海马神经退化［35］。FGF23为一种磷脂激素，可促进肾磷酸盐排泄和抑制骨化三醇的合成。既往研究发现，Klotho∕FGF23轴可能是慢性肾脏病（chronic kidney diseases，CKD）和心血管疾病（cardiovascular diseases，CVD）的血清标志物，并且有可能是引起CKD、CVD 病情进展的致病因素［36］。刘平国等［37］研究表明：CSVD 患者血清Klotho 蛋白水平明显降低，随着CSVD患者病情加重，血清Klotho 蛋白水平呈明显下降趋势，且伴认知功能障碍患者血清Klotho 蛋白水平明显低于无认知功能障碍患者，表明血清Klotho蛋白水平可能与CSVD 患者病情发生发展有关，高水平血清Klotho蛋白可能对CSVD 患者认知功能起保护作用。因此，随着CSVD 患者病情加重，患者血清Klotho 水平逐渐降低，FGF23 水平逐渐升高，与患者认知功能障碍有关。因此，检测血清Klotho、FGF23 水平对评估CSVD患者病情进展有一定意义，值得进一步研究。

脑脊液生物标志物

1、神经丝轻链（NfL）

NfL是神经轴突细胞骨架的一个组成部分，它参与轴突径向生长、神经轴突稳定性以及电导率等生理过程。已知，神经系统内的病理过程会导致神经轴突损伤和NfL 主要释放到脑脊液中，外周血中NfL 含量极少。因此，脑脊液的NfL 测量作为神经系统疾病的标志物越来越成为人们关注的焦点。最近，脑脊液中NfL 已被证明可作为各种神经血管疾病预测和预后的潜在标志物。Peters 等［38］研究发现脑脊液NfL 水平与CSVD 患者未来的认知障碍相关，随着基线NfL 水平的升高，患痴呆症的风险增加。此外，NfL 被证明可以预测5 年内CSVD 患者认知能力下降和痴呆风险［39］。因此，NfL 对CSVCI 判断及发展具有潜在的预测价值。总之，NfL 可预测与小血管疾病相关的痴呆风险，从而对CSVCI患者进行早期预防有重要价值。

2、血浆tau蛋白、β-淀粉样蛋白（Aβ）

tau 蛋白是神经细胞骨架的重要组成成分，参与微管形成，在神经细胞间信号转导、细胞迁移和神经突触形成过程中起重要作用。Tau蛋白在神经细胞中分布十分丰富，当神经细胞发生凋亡时，tau 蛋白大量从神经细胞中释放出来，进入脑脊液中。Aβ 产生于大脑，生理下Aβ 表达量很少，对未成熟和未分化的神经元具有一定营养作用。但AD 患者大脑中，Aβ 表达明显上调，可发生严重和广泛沉积，并引起氧化应激、细胞自噬和凋亡，对已分化和成熟神经元具有显著毒性作用。近年来，有报道提出将生物标志物Aβ、tau蛋白和神经变性作为新的AD 诊断标准，并强调以Aβ 阳性为首选必要条件，只要脑内Aβ 阳性，不管是认知功能处于何种状态，正常、轻度认知障碍还是痴呆患者均需归属于AD 的疾病谱系［40-41］。Liu 等［42］研究对Aβ40 和Aβ42 探索发现，有VCI 的CSVD 患者的血清Aβ42 水平高于没有VCI 的CSVD 患者，而Aβ40 水平差异无统计学意义（P＞0.05）。此外，多因素分析表明，CSVD 患者的血清Aβ42水平与VCI独立相关。Jang 等［43］研究结果指出，AT（Aβ∕tau）分类系统成功地对皮层下血管认知障碍（SVCI）患者进行了描述，发现A+独立影响脑小血管疾病认知障碍；与A-SVCI 患者相比，A+T-SVCI 患者的认知衰退更严重；A+T+SVCI 患者也显示出比A+T-SVCI 患者更大的认知能力下降；而且A+T-SVCI患者的海马体积（HV）下降要比A-SVCI 患者的陡峭，而两组之间的皮层变薄差异无统计学意义（P＞0.05）；与A+T-SVCI 患者相比，A+T+SVCI 患者的整体皮层变薄更大，而两组的HV 下降差异无统计学意义（P＞0.05）。这表明AT系统可能在临床诊断SVCI的研究框架中有用。

其他血液学标志物

既往研究表明，脂蛋白a（Lpa）、纤维蛋白原（FIB）、D 二聚体（D-D）与CSVD认知障碍存在相关性，与认知障碍存在正相关性［44］。研究得出，脑小血管病患者血尿酸（UA）、血浆同型半胱氨酸（Hcy）水平明显升高，与认知功能障碍可能相关［45］，Wang 等［46］研究结果也有相关报道。研究得出，缺血性CSVD 患者血清碱性磷酸酶（ALP）及胱抑素C（CysC）水平显著升高，并与患者认知功能呈负相关［47］。

结 语

目前社会老龄化日益严重，CSVCI 的发病率面临着前所未有的挑战，采取相应措施对其早期干预不仅对减轻患者及家庭负担，对社会和国家经济投入有着非常重要的意义。CSVCI 虽无法治愈，但可进行早期预防。对其血液学标志物的探索，预测CSVCI 发生和研究相关的发病机制将变得有迹可循，并可联合神经影像、神经量表评估进一步提高CSVCI 诊断的灵敏度和特异度。在这篇综述中，笔者总结了近10年CSVCI的血液学标志物及在CSVCI的早期预测价值。

但是，CSVCI 的血液学标志物与其他血管性认知障碍血液学标志物既有相同点，又有不同点。如Aβ［48-49］及S100β［50］既是CSVCI血液学标志物，又是脑出血后认知障碍的重要标志物。而血清铁蛋白（FS）水平与神经功能相关指标如神经元特异性烯醇化酶（NSE）在脑出血患者中出现［51］。血清MMP-2 水平可能是预测脑淀粉样血管病的脑内出血（CAA-ICH）患者认知障碍风险的生物标志物，而在CSVCI 患者暂未发现。因此，血液学标记物对CSVCI 的作用和意义还存在争议，这需要进一步研究证实。