卒中后癡呆患者血清膽堿酯酶水平的表達及其臨床意義

黎凱鋒，張 亮，廖 彬，田燦輝，賀雄軍，劉亞杰

腦卒中是癡呆的主要原因，尤其是老年人，首次卒中和復發性卒中后1年的卒中后癡呆(Poststroke dementia，PSD)發生率分別約為10%和30%[1，2]。卒中引起的血管性損傷可造成不同程度的血管性癡呆(vascular dementia，VD)的發生[3]。膽堿能系統分布于整個中樞神經系統，具有神經傳遞、神經保護、調節炎癥免疫反應、氧化應激水平等作用，炎癥反應主要通過傳出的迷走神經釋放乙酰膽堿(Ach)，與巨噬細胞受體結合，從而抑制卒中后炎癥因子的釋放，除了炎癥作用外，腦缺血后的興奮性毒性和能量衰竭也可啟動細胞內死亡通路和氧化應激，可引起結構和功能改變導致膽堿能細胞功能損傷[1，4，5]。既往研究表明，膽堿能功能障礙與VD的發生有關，應用乙酰膽堿酯酶(acetylcholin esterase，AChE)抑制劑可促進卒中老年認知障礙患者的功能恢復，且并不增加卒中的風險[1，6]，因此，Ach和AChE的功能可預測卒中后神經元損傷程度。由于血清膽堿酯酶由乙酰膽堿酯酶(AChE)和丁酰膽堿酯酶(Butyryl cholinesterase，BChE)代謝，本研究擬通過檢測缺血性腦卒中患者卒中后癡呆患者及未發生癡呆患者的血清AChE和BChE的表達水平，以探討膽堿酯酶對腦卒中后癡呆的相關性及預測意義，從而為進一步早期預防及治療提供了堅實的理論依據。

1 資料與方法

1.1 研究對象 選擇來自我院神經內科2018年6月至2019年12月診斷的缺血性腦卒中患者215例。缺血性卒中診斷標準符合中國急性缺血性腦卒中診治指南2014版[7]。入選標準：年齡≥18歲，發病72 h以內，出現局灶性神經功能缺損，經頭顱CT或MRI出現急性梗死灶。排除標準：卒中前認知功能障礙、神經退行性疾病、腦出血、腦瘤、心肺腎腦功能嚴重損害患者。根據《美國精神障礙診斷與統計手冊》第4版(DSM-IV)診斷標準，將患者分為卒中后癡呆組(post-stroke dementia，PSD)64例和卒中后非癡呆組(posts-troke non dementia，PSND)151例，而非癡呆組可分為非癡呆認知功能障礙組(post-stroke cognitive impairment，PSCI)83例和非癡呆認知功能正常組(post-stroke non cognitive impairment，PSNCI)68例。采用MMSE和MoCA評估患者的認知功能損害情況。所有患者均簽署知情同意書并同意參與。

1.2 方法

1.2.1 臨床資料收集 統計所有研究對象的年齡、性別、體質指數(BMI)、受教育程度、既往史(吸煙、飲酒、糖尿病、高血壓、高血脂、心臟病)、梗死類型(腔隙性腦梗死，部分前循環梗死、完全前循環梗死)、血清血脂水平(LDL、HDL、TC、TG)、C反應蛋白(CRP)、同型半胱氨酸(Hcy)、膽堿酯酶(AChE、BChE)水平。

1.2.2 血生化指標的檢測 用EDTA采血管采集空腹血10 ml，1500×g離心15 min，收集血清LDL、HDL、TC、TG、CRP、Hcy指標于檢驗科測定，采用酶聯免疫吸附法(ELISA)法測定血清AChE和BChE的含量，嚴格按照操作步驟進行。

2 結 果

2.1 一般臨床資料特點 本研究共有215例慢性缺血性腦卒患者，其中PSD患者64例，PSND患者151例，PSD患者較PSND患者年齡、血清CRP、Hcy明顯升高，受教育程度、血清AChE、BchE水平明顯降低，差異有統計學意義(P<0.05)，兩組間在性別、BMI、既往史(吸煙、飲酒、糖尿病、高血壓、高血脂、心臟病)、梗死類型(腔隙性腦梗死、部分前循環梗死、完全前循環梗死)、血清血脂水平(LDL、HDL、TC、TG)差異無統計學意義(P>0.05)(見表1)。

表1 一般臨床資料比較1022416

2.2 影響PSD患者的危險因素的多因素Logistic回歸分析 將相關臨床因素納入單因素Logistic回歸分析，以P<0.1的臨床指標納入多因素Logistic回歸分析示，年齡、教育程度、CRP、Hcy、AChE、BChE水平是發生PSD的獨立危險因素(P<0.05)(見表2)。

表2 影響PSD患者相關危險因素的多因素Logistic回歸分析

2.3 血清膽堿酯酶水平與病情嚴重程度的相關性 在PSD和非癡呆組(PSNCI和PSCI)3組間血清AChE、BChE水平差異有統計學意義，認知功能障礙越嚴重，血清AChE、BChE水平降低越明顯(P<0.05)，Pearson相關分析示血清AChE(r=0.457，P<0.001)、BChE水平(r=0.421，P<0.001)與MoCA水平存在明顯正相關，即與認知功能嚴重度呈負相關(見表3)。

表3 各組患者血清膽堿酯酶水平及認知功能評分的相關性

2.4 血清膽堿酯酶水平對PSD患者的診斷價值 繪制血清AChE、BChE水平的ROC曲線，血清AChE水平對PSD的診斷價值，靈敏度為85.4%，特異度為81.2%，曲線下面積(AUC)為0.845，預測界值為236.5 ng/lL，血清BChE水平對PSD的診斷價值，靈敏度為87.6%，特異度為82.3%，曲線下面積為0.861，預測界值為242.6 ng/L，血清AChE、BChE水平聯合檢測對PSD的診斷價值明顯優于血清AChE、BChE水平單獨檢測(P<0.001)(見表4、圖1)。

表4 血清膽堿酯酶水平水平檢測對PSD患者的預測價值(%)

圖1 血清膽堿酯酶水平預測PSD患者的ROC曲線

3 討 論

慢性缺血性腦卒中患者由于大腦中與神經功能相關的特定結構的損害，常常引起認知功能的下降，存在PSD的高風險，但目前尚無有效的PSD生物標志物檢測，已有相關神經影像學生物標志物和血液生物標志物與神經退行性疾病繼發認知功能障礙相關，但目前只有少數血液生物標志物被用于預測PSD，如分子酸氧化酶、β-分泌素、D-氨基酸氧化酶、炎癥標記物和同型半胱氨酸[1，8，9]。很少有研究關注血膽堿酯酶(ChE)水平的變化與PSD患者的相關性。

膽堿能功能障礙進一步引起腦萎縮，最終導致認知功能障礙，抗膽堿能藥物已被證明可以調節氧化應激和減輕細胞凋亡，因此，膽堿能功能障礙誘發的氧化應激在卒中和癡呆的發病機制中起關鍵作用[1，10，11]。研究表明血管性癡呆患者與健康對照相比腦脊液中的乙酰膽堿水平組明顯下降，可見膽堿能藥物或膽堿酯酶抑制劑均可增加乙酰膽堿水平，可用于治療此類患者[1，12，13]。另一項關于慢性缺血性大鼠模型的實驗研究提示，在大鼠額葉皮質乙酰膽堿酯酶活性略有下降，而參與認知功能的大腦皮質、紋狀體和海馬區出現乙酰膽堿受體M1逐漸耗竭[1]。一項卒中隊列研究發現，血清膽堿酯酶水平下降與腦梗死不良預后相關[14]。這些結果表明AChE功能障礙是卒中后認知功能障礙和癡呆的重要原因。

本研究的對象是缺血性腦卒中患者，研究發現，PSD組的患者年齡、血清CRP、Hcy明顯升高，受教育程度、血清AChE、BchE水平明顯降低，且年齡、教育程度、CRP、Hcy、AChE、BChE水平是發生PSD的獨立危險因素，且血清AChE、BchE水平下降與認知嚴重度呈正相關，這些研究表明血清膽堿酯酶水平(AChE和BchE水平)可作為PSD患者的生物標志物，進一步對患者癡呆狀況進行預測。

乙酰膽堿酯酶(AChE和BChE)是調節血漿中膽堿水平的兩種主要酶，能夠與巨噬細胞上的一種毒蕈堿樣蛋白受體結合，以調節卒中后炎癥反應[5]。卒中后神經變性的病理過程涉及炎癥，炎癥與膽堿能神經元有關，具體來說，傳出的迷走神經可以釋放Ach，然后結合毒蕈堿的巨噬細胞受體，抑制炎性因子的釋放，如腫瘤壞死-α和其他細胞因子，從而調節免疫反應，因此，循環AChE活性可能是炎癥反應的一個指標[8，10]。膽堿能系統可能是影響腦損傷后恢復的治療靶點，如刺激煙堿型乙酰膽堿受體(nAChR)可以直接調節小膠質細胞和巨噬細胞，從而限制大腦中的炎癥反應。在缺血性腦卒中大鼠模型中，nAChR拮抗劑加重了腦皮質神經損傷，提示內源性Ach可能調節缺血性腦損傷的致病事件，相反，膽堿能神經傳遞功能的受體激動劑通過別構調節器通過乙酰膽堿受體對缺血性損傷進行內源性神經保護作用[1，12，13]。目前 各種膽堿酯酶抑制劑(如多奈哌齊)已被批準用于阿爾茨海默病的治療，可提高大腦皮質的膽堿能水平，有效地改善患者的認知功能，具有明顯的臨床獲益性[11，15]。

本研究證實了血清AchE和BChE的水平可能是PSD的生物標記物，ROC曲線提示血清BChE水平較AChE水平的ROC面積、特異度和敏感度更高，說明其對PSD診斷價值更大，而血清AChE、BChE水平聯合檢測對PSD的診斷價值明顯優于血清AChE、BChE水平單獨檢測。在膽堿水解方面，BChE活性是AChE活性的20倍，至少占總血清ChE的90%，雖然BChE的功能尚未被明確闡明，但它是重大心血管事件、帕金森病及相關癡呆的預測因子[16]。盡管目前的研究提供了血清膽堿酯酶可作為PSD的生物學標志物，但存在以下局限性，首先，我們并沒有直接測量乙酰膽堿能水平，它能直接反應膽堿能系統在PSD中的作用；其次，PSD是通過臨床表現來診斷的，一些合并癥患者可能影響診斷的精確性，如抑郁癥患者存在功能障礙或過度診斷的可能；最后，本項研究的樣本量尚不足，今后需基于多樣化的神經心理測評量表進一步開展大樣本多中心前瞻性研究。

綜上所述，在PSD患者中，血清AchE和BChE水平降低，且血清AchE和BChE水平的聯合診斷有助于早期識別慢性缺血性腦卒中患者發生癡呆癥狀，有利于早期預防及治療。