血液生物标志物对缺血性卒中病因分型作用的研究进展

尤 晶, 何 苗, 周 峰, 李伟荣

(1. 山西医科大学附属第九临床医学院 神经内科, 山西 太原, 030009;2. 山西省太原市精神病医院, 山西 太原, 030045)

目前，卒中是造成中国居民过早死亡和疾病负担的首位原因，在所有卒中类型中，缺血性卒中(IS)占比高达81.9%[1]。国际通常采用急性卒中Org10172治疗试验(TOAST)分型对IS进行病因分型，但TOAST分型评估易受患者临床表现及评估人员的影响，故患者实际病因分型诊断结果可能存在一定偏倚。目前，多个血液生物标志物已被证实在IS诊断、功能预后及卒中复发风险预测中扮演重要角色[2], 且其在临床实践中更容易获取，可能成为卒中分型的重要补充。本文对已知与IS相关的炎症指标、代谢指标、凝血与纤溶生物标志物在不同病因分型IS患者中的不同表现进行综述，以期阐明相关生化指标指导IS病因分型进行预测和判断的潜在可能。

1 炎性标志物

炎症在动脉粥样硬化、斑块破裂、血栓形成和卒中的发生与进展中起着重要作用，以各种炎性因子和黏附分子的释放为特征[3], 可能通过多种机制参与卒中发病。炎症可能与房颤有关，还可能是心律失常发病的基础，从而参与心源性栓塞(CE)的病理过程[4]。

1.1 C反应蛋白(CRP)

CRP是一种广泛存在的急性期蛋白，与卒中严重程度密切相关，已被证实可以独立预测卒中患者病死率和卒中复发[5], 其中低浓度范围内超敏C反应蛋白(hs-CRP)的检测灵敏度更高。相关研究[6-7]对大动脉粥样硬化(LAA)型和小动脉闭塞(SAO)型卒中患者的CRP水平进行比较，发现LAA型卒中患者的血浆CRP水平显著高于SAO型卒中患者。分析原因，可能是较高的CRP水平与较大的梗死体积相关[5]。LIU L B等[8]比较了317例不同亚型IS患者的血浆hs-CRP水平，发现CE型IS患者最高，其次是LAA型和SAO型IS患者。一项荟萃分析[4]同样发现，与其他类型卒中相比, CE型卒中患者的CRP水平显著增高。由此提示，在IS急性期病因分型中, SAO型IS患者CRP升高水平普遍低于LAA型和CE型IS患者，这可能与穿支动脉引起的卒中梗死体积远小于LAA与CE, LAA型、CE型IS往往引起更大面积的缺血缺氧区域有关。此外有研究[9]证实房颤患者的CRP水平较高，而CE型IS患者中房颤患者的占比可能较高，从而导致CE型IS患者的CRP水平更高。因此, hs-CRP水平升高或可成为IS病因分型中CE型的辅助诊断指标之一。

1.2 中性粒细胞与淋巴细胞比值(NLR)

中性粒细胞升高和淋巴细胞减少是IS的早期表现[10], 但单一的生物标志物容易受到干扰, NLR作为中性粒细胞计数与淋巴细胞计数的比值，可更精确地描述免疫细胞变化。TOKGOZ S等[11]观察255例发病24 h内急性缺血性卒中(AIS)患者，发现LAA型和CE型AIS患者的NLR水平均高于SAO型AIS患者。DOMAÇ F等[12]进一步对比LAA型和CE型AIS患者的NLR水平，发现CE型AIS患者的NLR水平高于LAA型AIS患者。LOK U等[10]对164例AIS患者的研究结果显示，虽然各亚型间的白细胞计数、中性粒细胞计数差异有统计学意义，但各亚型间的NLR水平差异无统计学意义(P=0.070)。以上研究的结果不尽相同，可能是因为回顾性研究中大量数据缺失以及其他影响炎症的因素未被考虑在内。NLR具有化验简单、费用低廉、临床使用率高的优势，剔除外在干扰因素，其可为特定时间窗内(静脉溶栓、血管内治疗时间窗内)IS病因分型提供一定的参考，但NLR与IS分型的相关性仍需进一步研究。

1.3 β2-微球蛋白(β2-MG)

β2-MG是人体有核细胞分泌的小分子蛋白质，既往被认为是中分子尿毒症毒素的替代标志物，还可用作许多血管炎症性疾病的预测标志物，参与了动脉粥样硬化过程。QUN S等[13]研究发现, AIS患者的血清β2-MG水平远高于健康对照组，且相对于其他亚型, CE型和LAA型AIS患者的β2-MG水平较高。β2-MG参与血管内皮细胞的损伤，为动脉粥样硬化的始动环节，其诱导细胞凋亡和细胞坏死的作用最终可募集炎症细胞引起炎症反应。该机制可能是CE型和LAA型AIS患者β2-MG水平高于SAO型的原因，而SAO型血管内皮细胞损伤程度、动脉粥样硬化程度往往更轻。此外, AIS后β2-MG升高可能是因为血脑屏障被破坏，其破坏程度越严重, β2-MG水平升高越明显，而血脑屏障破坏程度与卒中后梗死体积呈正相关，但QUN S等[13]并未发现梗死体积与β2-MG水平升高的关系。与同为炎性指标的CRP水平和梗死体积呈正相关不同，β2-MG作为慢性炎症的标志物可能在AIS发病前就处于较高水平，其既与脑卒中急性期炎症反应相关，也与动脉粥样硬化慢性炎症程度相关。因此, AIS前后的β2-MG水平差值或可更好地预测AIS的病因分型。

1.4 基质金属蛋白酶家族(MMPs)

MMPs是一类能介导细胞外基质降解或重塑的内切酶，并可影响内皮细胞功能以及平滑肌细胞迁移、增殖，主要由成纤维细胞、血管平滑肌和白细胞分泌，与血脑屏障破坏和动脉粥样硬化斑块形成密切相关[14]。ALHAZMI H等[15]分析了147例IS患者的入院基质金属蛋白酶(MMP)-9水平，发现其区分CE型与LAA亚型的最佳临界值为1 110.0 ng/mL, 敏感性为85.3%, 特异性为52.2%。CRCEL-MRQUEZ J等[16]研究显示，血清MMP-1、MMP-12水平降低与LAA型卒中风险存在因果关系，而血清MMP-8水平升高与SAO型卒中风险存在因果关系。由此说明, MMPs水平可以提示不同的卒中亚型(可能是因为不同亚类MMP对细胞外基质的分解效果不同，在卒中过程中发挥了不同作用)，但具体机制仍需进一步研究。

1.5 脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)

Lp-PLA2是一种白细胞衍生酶，主要通过水解低密度脂蛋白(LDL)形成直接促炎物质和下游促炎信号，直接促进动脉粥样硬化形成和斑块稳定性下降[17]。荟萃分析[18]已证实Lp-PLA2水平升高与IS风险增加有关, DELGADO P等[17]对166例短暂性脑缺血发作(TIA)患者和144名健康对照者的Lp-PLA2活性进行测定，发现Lp-PLA2与TIA患者中的LAA型和复发性卒中有关，且大动脉粥样硬化和Lp-PLA2活性升高都是IS/TIA复发的独立预测因子，两者并存患者复发风险最高。目前已有大量研究表明，易损斑块或破裂斑块坏死中心的炎性细胞能表达更高水平的Lp-PLA2, Lp-PLA2所介导的细胞因子可促使斑块表达MMPs, 后者可降解斑块的纤维帽和胶原基质，提示Lp-PLA2能增强斑块易损性从而引发脑卒中。综合各项研究结果发现, Lp-PLA2活性水平并未在IS病因分型中得到相关应用，但其活性水平可提示大动脉粥样硬化及斑块易损性，随着研究的深入, Lp-PLA2活性水平未来或可为高危、高复发的动脉粥样硬化性脑卒中和进展性脑卒中的诊断提供有力证据。

1.6 其他炎性标志物

ZENG L L等[6]将99例非CE型IS患者分为LAA型和SAO型，测定包括CRP、白细胞介素(IL)-1α、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)在内的血浆炎性标志物水平，发现仅CRP与卒中亚型密切相关(P<0.05)。TUTTOLOMONDO A等[5]研究显示, CE型IS患者的TNF-α、IL-6和IL-1α中值水平显著较高, SAO型则较低。WISEMAN S等[19]进行荟萃分析发现，与非卒中患者相比, SAO型卒中患者血管性血友病因子、e-选择素、P-选择素、细胞间黏附分子-1和血管细胞黏附分子-1水平较高，但与非腔隙性卒中患者相比，这些标志物并未显示出差异。总之，虽然目前炎性标志物众多，但标志物相关研究性质单一或存在矛盾结果，仍需进一步深入研究。

2 凝血相关标志物

2.1 D-二聚体

在IS中，血栓形成和血管阻塞也会激活凝血系统。D-二聚体是纤维蛋白经纤溶酶水解产生的降解产物，在血栓形成和二次纤维蛋白溶解过程中水平显著升高。LIU L B等[8]对317例IS患者进行观察，发现D-二聚体、hs-CRP水平在不同卒中亚型间存在显著差异，其中CE型最高，其次是LAA型和SAO型。D-二聚体>791.30 ng/mL判断CE型卒中的敏感性为58%, 特异性为78%, 大量研究者认为, D-二聚体的诊断价值高于hs-CRP。ZI W J等[20]报道血浆D-二聚体水平诊断CE型卒中的最佳临界值为0.91 mg/L, 敏感性为83.7%, 特异性为81.5%。WISEMAN S等[19]经荟萃分析发现，与其他亚型卒中相比, SAO型卒中患者的D-二聚体水平显著降低。这可能是因为CE型卒中的血栓是心房或心室局部血液静止或停滞所致富含纤维蛋白的凝块，而动脉血栓血小板含量高，纤维蛋白的激活次于血小板。D-二聚体可辅助判断TOAST分型，但不同研究对于D-二聚体的诊断界值尚无定论，可能与样本检测方法不同有关。

对于不明原因(SUE)型卒中, D-二聚体水平也有一定的识别作用。卵圆孔未闭(PFO)是SUE型卒中的潜在原因, KIM Y D等[21]纳入570例SUE型卒中患者进行研究，其中241例检测到PFO, 并发现D-二聚体水平>1 000 ng/mL是PFO患者卒中复发的独立预测因子。KIM S J等[22]发现，在SUE型卒中患者中，活动期癌症患者D-二聚体水平相较无癌症患者升高20倍，且D-二聚体对隐匿性肿瘤有预测作用。D-二聚体通常在活动期癌症、PFO等患者中升高，这可能与此类患者高凝状态、静脉血栓形成等相关。

D-二聚体水平有助于卒中病因分型，除癌症等原因外，对于高水平D-二聚体患者，临床医生可能有必要进行更详细的心源性栓塞源调查。

2.2 纤维蛋白原(Fb)

Fb是一种凝血因子，研究[6, 8]结果显示，各亚型卒中的Fg水平无显著差异。WISEMAN S等[19]研究表明，与其他非SAO型卒中相比, SAO型卒中患者的Fg水平最低。目前关于Fb在卒中亚型中作用的研究尚少，未来还需进一步探讨。

3 脂代谢相关标志物

目前，越来越多的临床研究发现不同IS亚型的脂质代谢显著不同。YUAN B B等[23]对IS患者的总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、载脂蛋白A(apoA)、载脂蛋白B(apoB)、载脂蛋白E(apoE)、血清脂蛋白(a)[LP(a)]等指标水平进行分析发现，与CE型卒中相比, LAA型卒中患者的HDL-C水平显著降低，其余指标水平升高; 与SAO型卒中相比, CE型卒中患者的LP(a)、TC和TC/HDL-C水平显著升高。KIM B S等[24]研究证实，LAA型卒中患者的apoA水平高于其他卒中亚型，差异有统计学意义(P<0.001)。HINDY G等[25]发现, LDL水平降低可能会预防LAA型卒中，但可能无法预防SAO型或CE型卒中，高密度脂蛋白(HDL)水平升高可能有益于预防SAO型卒中，而降低TG可能不会对IS及其亚型产生益处。高脂血症主要影响动脉粥样硬化斑块的形成和发展，导致动脉管腔狭窄，可见血脂异常与LAA型IS关系密切[23]。有趣的是, HDL-C作为抗动脉粥样硬化的血浆脂蛋白，在CE型IS中的水平较LAA型更高，这可能与研究纳入CE型IS患者，剔除动脉粥样硬化干扰因素有关。

血浆LDL-C水平升高是IS的危险因素之一，其有致动脉粥样硬化作用，目前临床已鉴定出7个LDL亚类。KAYRAN Y等[26]发现，与健康对照组相比，IS患者的LDL-2、LDL-3和LDL-4亚类水平较高，且LDL-4亚类在LAA型和SAO型IS患者中的表达水平显著高于对照组，但与CE型IS无关。这种差异的产生可能是因为纳入的大多数CE型IS患者患有房颤，或因为每组患者的例数相对较少，未来可进一步扩大样本量进行探讨。

4 其他标志物

4.1 B型脑利钠肽(BNP)、N端脑钠肽前体(NT-proBNP)

BNP和NT-proBNP是由心室细胞合成的前体多肽经2次裂变而形成，其中BNP有利尿、降血压、分解脂肪、抑制醛固酮合成和抑制肾素分泌等作用，是被广泛研究的心血管生物标志物。LLOMBART V等[27]报告, CE症状出现后72 h内, BNP、NT-proBNP的血液水平显著升高，敏感性>90%, 特异性>80%。KAWASE S等[28]研究发现, CE患者的血浆BNP平均水平(366.6 pg/mL)高于非CE患者(105.6 pg/mL), 差异有统计学意义(P<0.01)。WU Z X等[29]发现，血浆BNP水平高于66.50 pg/mL可以初步区分CE患者，其敏感性为75.0%, 特异性为88.7%。一项系统综述[30]发现, BNP和NT-proBNP在区分CE型卒中和非CE型卒中方面显示出非常相似的总体诊断准确性，且BNP显示出较高的敏感性，而NT-proBNP显示出较高的特异性。除心脏因素对BNP有影响外，卒中还会导致肾素-血管紧张素-醛固酮系统和交感神经系统的激活，而BNP对此起抑制作用。以上研究说明, BNP和NT-proBNP水平升高对CE型卒中有潜在诊断作用，但目前尚无法提供准确的截断点来区分CE患者。

4.2 血浆纤维蛋白原-1

纤维蛋白原-1是血管弹力层的重要成分, ZHU Z等[31]纳入99例自发性脑动脉夹层患者、115例非自发性脑动脉夹层的IS患者和20名健康对照者进行观察，发现血浆纤维蛋白原-1取临界值88.455 ng/mL时，区分急性脑动脉夹层和其他原因卒中的灵敏性为0.778, 特异性为0.800。

5 总结与展望

IS患者的长期生存率和复发率因首次卒中病因的差异而有很大的不同[32], 因此进行准确的病因分型很有必要。不同病因分型IS的病理生理机制并不相同，与IS相关的血液生物标志物在不同病因分型IS患者中的表现也不同。基于TOAST分型的血液生物标志物的特点包括: ① 数量多，种类杂，涉及范围广(包括炎性标志物、凝血相关标志物、脂代谢相关标志物等)，这可能是因为卒中发病机制及病理生理变化复杂，而且卒中会引发多器官应激以及个体之间存在差异; ② 敏感性及特异性不高，这可能因为高血压、冠心病等共患病对标志物产生影响，且多数单中心、小样本量研究的样本采集时间不同，缺乏统一的标志物检测标准; ③ 同一类型生物标志物在不同病因分型IS中表现不同，如CRP、NLR, 但不能排除同一类型生物标志物在IS急性期本身就存在差异的可能性。

综上所述，本研究发现: ① 炎性指标多提示LAA型、CE型IS, 与梗死体积大小呈正相关，相较于NLR等在慢性动脉粥样硬化和急性炎性反应时均有升高的指标, CRP这类在急性炎性反应中更敏感的指标可能在IS病因分型中具有更大的应用潜力; ② 考虑到IS炎性反应的时效性，相关血液生物标志物不仅可提示不同的卒中亚型，而且在特定时间窗卒中患者中可能会有不同表现，故可为时间窗内卒中患者不同发病机制的判断提供帮助，从而更好地指导时间窗内卒中患者的特殊治疗(静脉溶栓、血管内治疗)。③ 凝血相关标志物、脂代谢相关标志物作为经典的脑卒中相关高危因素，虽已被反复证实与CE型和LAA型IS相关，但临床仍需继续探寻对IS病因分型敏感性更高、特异性更强的标志物。④ 既往研究大多探讨标志物在CE型和LAA型IS中的区别，关于SAO型IS相关血液生物标志物的研究则较少，但临床中SAO型IS占比高，故亟需开展更多研究来早期判断SAO型IS。虽然现阶段已被证实的与IS相关的标志物尚不能独立预测和判断IS病因分型，但其可辅助进行病因学诊断，联合考虑患者的病史、发病特点和影像学表现，可使IS的病因分型进一步精确，从而弥补TOAST分型在病理学方面的不足。