血清生物標志物與腦小血管病關系研究進展

鐘曦，王伊龍

腦小血管?。╟erebral small vessel disease，CSVD）常用于描述由于腦穿支小動脈、毛細血管、小靜脈損傷及由此導致的腦實質損傷引起的臨床表現、神經影像學和神經病理學臨床綜合征[1]。2013年，神經退化研究中心國際工作組發表的血管變化的神經影像學報告標準（STandards for ReportIng Vascular changes on nEuroimaging，STRIVE）中，CSVD的影像學標志分為新發的皮質下小梗死（recent small subcortical infarct）、腦白質高信號（white matter hyperintensity，WMH）、假定血管源性的腔隙（lacune of presumed vascular origin）、微出血（cerebral microbleed，CMB）及血管周圍間隙（perivascular space，PVS）[2]。CSVD是導致老年認知功能下降、情感障礙、步態異常等癥狀的主要原因，已受到國內外研究者的重視。目前，CSVD發生的機制尚不明確，彌漫的血管內皮損傷是目前比較公認的導致CSVD發生發展的主要病理機制之一，而炎癥與血管內皮損傷密切相關[3]。已有研究顯示血管內皮細胞功能如凝血、血管再生等生物標志物及炎性標志物水平的改變可能與WMH、腔隙、CMB等的發生發展有關，另外炎癥與CSVD關系也可能受到人種、遺傳等因素的影響。本文旨在闡明CSVD各影像學標志與血管內皮功能標志物、炎性標志物關系研究的進展，以期對CSVD的早期診斷及治療有所幫助。

1 血管內皮相關因子與腦小血管病

1．1 凝血纖溶標志物與腦小血管病 健康的血管內皮細胞表面具有抗凝和抗血栓作用，通過分泌多種重要的調節凝血和血小板功能的因子達到抗凝與促凝平衡，當血管損傷或暴露于某些細胞因子或促炎刺激物時，可使此平衡向促凝/血栓形成轉變，因此血液中凝血和纖溶相關標志物?？商崾狙軆绕な欠窦せ頪4]。2010年，Iris L．H Knottnerus等[5]評估腔隙性腦梗死患者血液中組織型纖溶酶原激活物（tissue plasminogen activator，tPA）、纖溶酶原激活物抑制劑-1（plasminogen activator inhibitor-1，PAI-1）等標志物水平是否與WMH相關，結果提示伴有WMH的腔隙性腦梗死患者較孤立腔隙性腦梗死患者血tPA水平高（0．79 IU/mLvs0．44 IU/mL，P=0．02）、PAI-1抗原水平低（27．5 ng/mLvs44．0 ng/mL，P=0．02）。PAI-1水平低可能與tPA誘導的組織損傷有關，但tPA和PAI-1參與介導神經元損傷的確切機制目前不詳，該實驗結果表明，纖維蛋白溶解系統中這些成分之間的平衡變化可能促進WMH的發展。

D-二聚體含量增高提示血管內血栓形成與繼發纖溶的出現，是機體處于高凝狀態的標志，可提示血管內皮損傷。近年一項對11 415例研究對象進行長達平均18年隨訪的前瞻性研究指出，基線D-二聚體水平雖增加心源性卒中的發病風險，但并不增加腔隙性腦梗死的風險[6]。在急性缺血性卒中人群中，D-二聚體與CMB無明顯相關性[7]。但在感染艾滋病毒的人群中發現，D-二聚體與WMH總負荷正相關（β=0．044，P=0．02）[8]。綜上所述，關于D-二聚體水平與CSVD的關系，目前仍不明確。

血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF）主要來源為血管內皮細胞，vWF的缺乏可能導致血管內皮完整性受損并增加血腦屏障（blood brain barrier，BBB）的通透性。早期有研究指出vWF越高，WMH越嚴重（OR1．28，95%CI1．07～1．53）[9]。但是近期在急性卒中人群[10]及社區人群中[11]并未發現vWF與WMH、腔隙有顯著相關性，但這些研究樣本量均偏小。甚至有研究結果顯示低水平的vWF與基底節區血管周圍間隙（perivascular space，PVS）計數增加有關（r=-0．025，P=0．032）[12]。因此，vWF與CSVD的關系及相關的機制仍需要更深入的探討研究。

1．2 血腦屏障損傷標志物與腦小血管病 當炎癥等因素導致血管內皮損傷時，BBB通透性增加，血液中黏附分子增多。選擇素、血管細胞黏附分子（vascular cell adhesion molecule，VCAM）、細胞間黏附分子（intercellular adhesion molecule，ICAM）均屬于黏附分子，這些分子水平增高反映血管內皮功能障礙。近年日本一項研究對2型糖尿病患者隨訪6年，評估腦室周圍、皮層下WMH變化與黏附分子的關系，在校正相關混雜因素后，基線可溶性細胞間黏附分子1（soluble intercellular adhesion molecule 1，sICAM-1）水平每增加1個標準差，6年后腦室旁WMH進展的相對風險增加2．17倍（95%CI1．29～3．62）[13]。在卒中人群中，sICAM-1與WMH正相關（β=0．21，P=0．016）、sVCAM-1與WMH、腔隙、CSVD總負荷等均正相關[10]。此外還有研究指出VCAM-1水平越高，WMH負荷越嚴重、腦白質微觀結構受損越嚴重[14]。以上研究為CSVD的發病機制始于血管內皮損傷的觀點提供了依據。Rob P．W．Rouhl等[15]在原發性高血壓和腔隙性腦梗死非急性期的患者人群中探討了黏附分子水平與CSVD的關系，發現可溶性E-選擇素水平越高，CMB的數量越多（β=0．155，P=0．045）?？扇苄訣-選擇素的唯一來源即血管內皮細胞，故該研究也強有力地證實了血管內皮參與CSVD的發生發展過程。

有研究提示基質金屬蛋白酶（matri x metalloproteinases，MMP）-9水平升高與BBB的破壞正相關[16]。MMP的激活，特別是MMP-9的激活可能通過BBB基底膜的蛋白水解從而導致BBB的破壞。在一項前瞻性研究中發現，MMP-9與WMH體積增加正相關[17]。Framingham后代研究也指出MMP-9是較大負荷WMH的獨立危險因素（OR2．09，95%CI1．00～4．37，P=0．049）[18]。另外在急性腔隙性腦梗死患者中，合并CMB較未合并CMB的患者MMP-9水平顯著升高（P＜0．001）[19]。綜上所述，MMP-9與WMH、CMB等均有一定的聯系，但是現有的研究大多數為橫斷面研究，故MMP-9與CSVD的關系仍需更大樣本量、更高質量的研究進行進一步證實。

1．3 血管內皮修復標志物與腦小血管病 腦小血管的修復主要由血管生長因子介導，其中血管內皮生長因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）最具有代表性。Mekala R．Raman等[20]研究了血清VEGF、血管生成因子2（angiopoietin 2，Ang2）、可溶性酪氨酸激酶與免疫球蛋白樣和EGF樣結構域2（soluble tyrosine kinase with immunoglobulin-like and EGF-like domains 2，sTie2）及肝細胞生長因子（hepatocyte growth factor，HGF）濃度與CSVD的關系，結果提示sTie2水平越高，WMH總負荷越嚴重（β=0．08，P=0．001），總腦容量越小（β=-0．08，P=0．002）。但該研究沒有發現VEGF水平與CSVD有明顯相關性。但另一研究發現，在阿爾茨海默病患者中，伴有CMB組患者VEGF水平高于無CMB組（336．72±15．18 pg/mLvs192．37±11．34 pg/m L）。在校正其他混雜因素后V EGF水平每增加10 pg/mLCMB的風險增加2．37倍（95%CI1．53～4．02，P=0．004）[21]。這與最近在急性卒中患者中展開的一項研究結論一致，該研究也指出伴有CMB的患者VEGF水平顯著增高（P=0．003）[21]。

血管內皮細胞主要有4大功能：參與血管穩態調節、調節抗凝與纖溶系統、參與炎癥反應及血管的修復與再生。血管內皮功能及損傷相關標志物水平的改變直接提示血管內皮受損，是目前最直接且最簡便的檢測方式。血管內皮的修復涉及多種內皮細胞如循環內皮祖細胞、循環祖細胞和循環內皮細胞等，目前可通過檢測不同內皮細胞水平來評估血管內皮功能的新方法，但是該新技術尚缺少相應的評價標準及更優的細胞提取技術，仍有待完善和驗證。

2 炎癥因子與腦小血管病

2．1 白細胞介素-6/C反應蛋白 白細胞介素-6（interleukin 6，IL-6）是一種在調節免疫和炎癥反應中起重要作用的多功能細胞因子，它可以誘導肝臟產生C反應蛋白（C-reactive protein，CRP）。在諸多炎性標志物與CSVD關系的研究中，CRP的研究最為廣泛，且有諸多研究表明CRP及更敏感的超敏CRP（high-sensitivity CRP，hs-CRP）是WMH[22-23]、腔隙性腦梗死[23]、CMB[24]、EPVS[25-26]等的獨立危險因素。但是也有不少研究得出不同的結論[27-28]。美國心血管健康隊列研究（Cardiovascular Health Study，CHS）分析了3073例白種人和571例黑種人的CRP、IL-6水平與WMH的關系，發現在白種人中CRP是WMH的獨立危險因素（OR1．48，95%CI1．17～1．84），但是在黑種人中二者無顯著相關性。這提示CRP與CSVD的相關性可能與人種相關[29]。2017年美國的一項研究發現在黑種人中隨著CRP水平增高，老年腦室周圍腦白質微結構完整性降低（β=-0．1，P=0．011），而在白種人中，僅載脂蛋白E ε4陽性的人CRP水平越高，WMH體積越大[30]。該研究提示炎癥與CSVD的關系可能因人種、遺傳基礎不同而不同。此外，在基于社區人群的鹿特丹掃描研究中（總研究對象1033例）發現，基線時較高的CRP水平顯著增加腦室旁WMH[CRP的最高與最低三分位數相比，OR值為3．1（95%CI1．3～7．2）]及皮質下WMH[CRP的最高與最低三分位數相比，OR值為2．5（95%CI1．1～5．6）]發生發展的風險[31]。

在上述提到的CRP與CSVD的研究中，也有諸多關于IL-6與CSVD關系的研究，但是各研究之間結論各異。法國開展的一項社區研究對1841例受試者隨訪了4年，發現基線高水平IL-6與較大的基線WMH體積正相關（P＜0．01），但高水平IL-6與4年后CSVD進展無明顯相關[23]。但也有研究指出IL-6是CSVD進展的獨立危險因素（OR7．4，95%CI1．48～37），這些相互矛盾的結果可能是由于研究的樣本量、種族、CSVD的評估方法或數據分析策略的差異造成的。

2．2 腫瘤壞死因子-α 腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）通過抑制各種緊密連接蛋白的表達，從而導致BBB的通透性增加。TNF-α可通過細胞膜腫瘤壞死因子受體1（tumor necrosis factor receptor 1，TNFR1）和腫瘤壞死因子受體2（tumor necrosis factor receptor 2，TNFR2）發揮多種調節功能[32]。Framingham研究發現，與無CMB的受試者相比，伴有CMB的受試者血清TNFR2水平更高（OR2．2，95%CI1．1～4．1），這也是首次探索TNF與CMB之間聯系的研究[27]。而目前大部分研究未發現TNFR2與WMH[17，27]、腔隙[33]的發生發展有明顯相關性。

2．3 脂蛋白相關磷脂酶A 2 脂蛋白相關磷脂酶-A 2（Lipoprotein related phospholipase -A2，Lp-PLA2）被認為是與缺血性卒中和癡呆風險相關的炎性標志物。目前關于Lp-PLA2與CSVD的關系研究相對較少。已有的研究當中，主要認為Lp-PLA2與缺血型CSVD如WMH[34]、腔隙[35]等相關，而與CMB[36]無明顯相關性。北曼哈頓研究（Northern Manhattan Study，NOMAS）發現，相比于Lp-PLA2最低四分位，最高四分位水平受試者WMH體積增加1．3倍（β=0．28，P=0．008）[34]。Framingham后代隨訪研究發現，高水平Lp-PLA2患者的WMH體積更大、無癥狀腔隙性腦梗死發病率更高[27]。眾所周知CMB同樣是CSVD的影像學標志，但在社區人群中并沒有發現關于Lp-PLA2與全腦/腦葉的CMB存在明確的關聯，研究者考慮這個結果不除外是因為樣本量小、種族局限等因素造成的結果偏移[27，36]。目前關于Lp-PLA2與CMB關系的研究數量很少，尚需要更多的研究進一步探討二者的關系。

其他的炎性標志物如新嘌呤，目前也有相關研究?；罨膯魏?巨噬細胞產生新嘌呤，可以誘導血管內皮的損傷，從而增加黏附分子的產生，有研究證實新嘌呤和EPVS數量正相關（P＜0．001）[15]。

綜上所述，炎癥在CSVD發生發展過程中起重要作用，其可以通過介導內皮功能障礙、破壞緊密連接蛋白、重塑細胞外基質、激活膠質細胞等參與CSVD發生發展過程。

隨著對CSVD的重視，關于CSVD生物標志物的研究越來越多。但是目前無論在社區人群還是卒中人群、無論是橫斷面研究還是縱向隨訪研究中，尚未發現能夠早期確切預測和診斷CSVD的特異性生物學標志物。目前除了血清生物標志物，關于腦脊液、基因等的研究正在興起，希望未來能將CSVD的影像學、病理學、血清學標志物及基因遺傳學聯系起來開展系列研究，以探索與CSVD發生發展密切相關的、更為特異的生物學標志物，為CSVD的早期預測和治療提供提供幫助。