血清和肽素、MMP-9水平對動脈瘤性蛛網膜下腔出血患者手術治療預后的預測價值

彭浩，陳健龍，劉朝暉，蔡仁端，王義彪

動脈瘤性蛛網膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage，aSAH)是危及生命的腦血管疾病，具有極高致死率，10%～25%患者死于住院前，僅30%可恢復生活自理[1]。血管介入和動脈瘤夾閉術是治療aSAH的重要手段，雖然手術治療水平不斷提高，但是患者術后轉歸仍不容樂觀。術后腦出血、腦血管疾病、遲發性腦缺血、腦積水等均可影響手術治療轉歸，增加病死率[2]。目前缺少aSAH預后有效預測指標，WFNS分級、Hunt-Hess分級、改良Fisher分級評估存在主觀性強的弊端，尋找與aSAH預后相關的敏感生物學指標成為臨床研究的熱點。腦血管病變應激反應可引起抗利尿激素增高，和肽素(copeptin)作為一種新的內源性應激標志物，位于抗利尿激素原C末端，在體內分布穩定，對腦血管疾病預后具有一定預測價值[3]。基質金屬蛋白酶-9 (MMP-9)又稱膠原酶B，是MMPs家族中最重要的成員之一，與動脈瘤形成、破裂密切相關，并參與腦血管痙攣發生過程[4]。本研究通過分析血清和肽素、MMP-9與aSAH術后轉歸的關系，以期為aSAH患者術后轉歸不良的預測提供參考，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2017年2月—2019年2月海南省人民醫院神經外科收治aSAH患者107例，根據術后轉歸情況以改良Rankin量表(mRS)評分[5]≤2分為轉歸良好組74例，mRS評分>2分為轉歸不良組33例。本研究獲得醫院倫理委員會批準，患者或其家屬均知情同意簽署同意書，診療過程嚴格遵循倫理學原則，保障患者隱私和安全。

1.2 病例選擇標準 (1)納入標準：①顱腦CT和MR提示出血灶，符合2015版“中國蛛網膜下腔出血診治指南”中診斷標準[6]；②發病至入院時間小于48 h；③接受血管介入或開顱動脈瘤夾閉術治療，手術順利，未出現術中死亡。(2)排除標準：①顱腦外傷、高血壓導致的腦出血；②煙霧病、動靜脈畸形、假性動脈瘤；③合并顱內感染、全身感染、心血管疾病、肝腎功能障礙者；④入院48 h內死亡或發生腦疝患者。

1.3 觀測指標與方法

1.3.1 臨床資料收集：收集患者性別、年齡、體質量指數(BMI)、吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、高脂血癥、冠心病、發病至入院時間、入院收縮壓和舒張壓、動脈瘤位置、動脈瘤直徑、入院Hunt-Hess分級、改良Fisher分級、世界神經外科醫師聯盟委員會的蛛網膜下腔出血(WFNS)分級、手術方式、入院至手術時間、術后并發癥(遲發性腦缺血、腦出血、腦血管痙攣、腦積水、肺部感染)。吸煙史定義為每日吸煙≥3支，連續超過1年；飲酒史定義為每日飲酒>100 g，超過1年。Hunt-Hess分級[7]:Ⅰ級，無或輕度癥狀；Ⅱ級，頭痛，頸強直，動眼神經等腦神經麻痹；Ⅲ級，意識障礙、嗜睡或躁動不安，伴輕度腦癥狀；Ⅳ級，淺昏迷、偏癱，早期去腦強直，植物神經紊亂；Ⅴ級，深昏迷、去腦強直，瀕危狀態。改良Fisher分級[8]：Ⅰ級，基底池出血；Ⅱ級，周邊腦池或側裂池出血；Ⅲ級，廣泛蛛網膜下腔出血伴腦實質內血腫；Ⅳ級，基底池、周邊腦池、側裂池大量積血。WFNS分級[9]：Ⅰ級，格拉斯哥昏迷評分(glasgow coma score,GCS)15分，無神經功能障礙；Ⅱ級，GCS評分13～14分，無神經功能障礙；Ⅲ級，GCS評分13～14分，有神經功能障礙；Ⅳ級，GCS評分8～12分，有或無神經功能障礙；Ⅴ級，GCS評分3～7分，有或無神經功能障礙。遲發性腦缺血診斷標準[10]：①aSAH發病4 d后出現意識下降、失語、偏盲、偏癱加重等神經功能缺損癥狀，持續時間>1 h；②復查顱內CT或MR發現新梗死灶，并排除再出血灶、腦積水和腦水腫等。

1.3.2 血清和肽素、MMP-9檢測： 患者入院24 h內采集空腹肘靜脈血3～5 ml，待血液凝固后取上層液于EP管，置于TDZ4-WS低速自動平衡離心機(長沙湘智離心機儀器有限公司)4℃條件下離心取上清液，保存于-80℃超低溫冰箱(Thermo Fisher公司)。采用意大利BIOBASE2000型全自動酶免分析儀，以酶聯免疫吸附試驗檢測血清MMP-9、和肽素水平，試劑盒購自美國Epitope Diagnostics公司。

1.3.3 術后轉歸及判斷：所有患者術后均隨訪6個月，采用mRS評估患者臨床轉歸，0分無功能受限和遺留癥狀，1分有癥狀、無明顯功能障礙，2分輕度殘疾、但生活能自理，3分中度殘疾，4分中重度殘疾，5分重度殘疾。

1.4 統計學方法 采用SPSS 25.0軟件進行數據分析。計量資料呈正態分布并具方差齊性，以均數±標準差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數資料以頻數或率(%)表示，比較采用χ2檢驗；Logistic多元逐步回歸分析影響aSAH手術治療轉歸的危險因素；受試者工作特征曲線(ROC)分析血清和肽素、MMP-9水平對aSAH手術治療轉歸的預測價值。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 2組臨床資料比較 2組性別、年齡、BMI、發病至入院時間、吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、高脂血癥、冠心病、動脈瘤位置、動脈瘤直徑、術后并發肺部感染、并發腦血管痙攣、并發腦積水、手術方式、入院舒張壓比較差異均無統計學意義(P>0.05)。轉歸不良組WFNS分級Ⅲ～Ⅴ級、Hunt-Hess分級Ⅲ～Ⅴ級、改良Fisher分級Ⅲ～Ⅴ級、并發遲發性腦缺血、并發腦出血、入院至手術時間≥72 h占比、入院收縮壓水平高于轉歸良好組(P<0.05)，見表1。

2.2 2組血清和肽素、MMP-9水平比較 轉歸不良組血清和肽素、MMP-9水平高于轉歸良好組(P<0.01)，見表2。

表1 2組患者臨床資料比較

表2 2組患者血清和肽素、MMP-9水平比較

2.3 Logistic回歸分析影響aSAH手術治療轉歸不良的危險因素 以aSAH術后轉歸不良為因變量，WFNS分級、Hunt-Hess分級、改良Fisher分級、并發遲發性腦缺血、并發腦出血、 入院至手術時間、入院收縮壓、血清和肽素、MMP-9水平為自變量，建立Logistic回歸模型，最終結果：入院至手術時間≥72 h、Hunt-Hess分級Ⅲ～Ⅴ級、并發遲發性腦缺血、血清和肽素、MMP-9水平升高是aSAH術后轉歸不良的獨立危險因素(P<0.05)，見表3。

表3 影響aSAH手術治療轉歸不良的危險因素Logistic回歸分析

2.4 血清和肽素、MMP-9 對aSAH手術治療轉歸不良的預測價值 ROC分析血清和肽素、MMP-9、和肽素+MMP-9聯合預測aSAH手術治療轉歸不良的曲線下面積(AUC)分別為0.734、0.703、0.954，見圖1。血清和肽素、MMP-9最佳截斷值(cut-off)分別為1.35 ng/ml、16.11 μg/L，血清和肽素+MMP-9預測aSAH手術治療轉歸不良的敏感度、特異度、約登指數均優于血清和肽素、MMP-9 單項檢測，和肽素+MMP-9預測aSAH手術治療轉歸不良的價值最大，見表4。

表4 血清和肽素、MMP-9預測aSAH手術治療轉歸的效能分析

3 討 論

aSAH是常見的致死、致殘類腦血管疾病，aSAH僅占全部腦卒中類型的一小部分，但死亡人數占全世界腦卒中死亡人數的50%左右[11]，盡管多數患者在aSAH后可恢復到良好的功能狀態，但殘余癥狀仍然多見，嚴重影響患者日常生活，可見探尋一種與aSAH術后轉歸密切相關的內源性標志物，對預測患者預后、疾病嚴重程度評估、指導臨床治療均具有重要的意義。

和肽素是精氨酸加壓素前體C-末端的糖基化多肽，由神經垂體分泌，參與精氨酸加壓素的形成和成熟。精氨酸加壓素具有升高血壓、收縮血管、抗利尿循環等作用，在腦血管系統穩態維持和發病機制中扮演重要角色。和肽素與精氨酸加壓素為加壓素原分解產物，兩者具有相同病理生理作用，和肽素與精氨酸加壓素水平明顯相關，且比精氨酸加壓素更穩定，被證實與急性抬高型心肌梗死、冠心病冠狀動脈病變嚴重程度、感染性疾病等均有密切關系[12-14]。近年來有研究顯示，血清和肽素水平在腦梗死、顱內出血和蛛網膜下腔出血患者中明顯升高，血清和肽素水平與美國國立衛生研究院卒中量表(national institutes of health stroke scale，NIHSS)評分、Hunt-Hess分級呈正相關[15]。本研究發現，aSAH術后轉歸不良組血清和肽素水平高于轉歸良好組，血清和肽素水平升高是aSAH術后轉歸不良的危險因素，這與國外一項薈萃分析顯示外周血高和肽素水平與腦出血患者高病死率獨立相關的結論相符[16]，說明和肽素參與aSAH術后病情的進展，可能的機制為aSAH術后再出血、遲發性缺血等嚴重并發癥導致機體應激反應加劇，刺激精氨酸加壓素、和肽素分泌增加，精氨酸加壓素發揮收縮腦血管作用引起血管痙攣，發生急性腦缺血和出血事件。

MMP-9是參與細胞外基質降解的重要酶之一，參與胚胎發育、血管生成、骨骼發育、傷口愈合、細胞遷移等多種生理過程，在卒中、腦缺血再灌注損傷機制中發揮重要作用[17]。近年來研究發現，MMP-9參與動脈瘤形成、進展和破裂過程，平滑肌細胞丟失和細胞外基質(extracellular matrix，ECM)破壞是動脈瘤組織學特征之一，血管中MMPs(MMP-3、MMP-9、MMP-14)及其底物在維持動脈形態和功能方面發揮著重要作用，MMPs表達異常可導致動脈結構改變，發生動脈擴張和動脈瘤[18-20]。本研究發現，aSAH術后轉歸不良組血清MMP-9水平高于轉歸良好組，多元Logistic回歸分析證實，MMP-9升高是aSAH手術治療轉歸不良的獨立危險因素，MMP-9水平每升高1 μg/L，轉歸不良風險將增加3.102倍。涂漢明[21]發現蛛網膜下腔出血后48 h內血漿和腦脊液中MMP-9水平與遲發性腦缺血的發生獨立相關。也有研究指出MMP-9過度表達與神經興奮性毒性、神經元損傷凋亡、血腦屏障損傷相關腦積水及腦出血有關[22]，李安定等[23]發現腦血管痙攣與不良預后有關，而本研究尚未發現不同轉歸患者并發腦血管痙攣的差異，這可能是研究中對不良預后的判定依據不同，且本研究并未對合并腦血管痙攣進行分級所致。MMP-9參與aSAH術后轉歸不良的機制為：金屬蛋白酶抑制劑與MMPs平衡在ECM重構中起著重要作用，ECM代謝異常引起的血管重構導致蛛網膜下腔出血后腦血管痙攣。研究表明，大鼠蛛網膜下腔出血模型中MMP-9表達明顯升高，MMP-9可能通過促進血管平滑肌收縮參與腦血管痙攣發病過程[24]。腦缺血缺氧產生大量氧自由基和活性氧物質，導致ECM蛋白損傷，MMP-9表達升高，增加細胞外基質降解，MMP-9活性增加有助于血腦屏障分解和開放，導致腦積水和出血，加重aSAH術后病情惡化。

本研究ROC分析結果顯示，血清和肽素、MMP-9預測aSAH術后轉歸不良均具有一定價值，說明監測血清和肽素、MMP-9水平有助于早期預測aSAH術后轉歸不良風險，為臨床早期預防提供指導。黃銳等[25]報道，和肽素是預測aSAH后腦血管痙攣和遲發性缺血性神經功能缺損的精氨酸加壓素替代性標志物。然而和肽素、MMP-9均存在敏感度或特異度偏低的弊端，MMP-9聯合和肽素明顯提高預測aSAH術后轉歸的效能，提示同時存在和肽素、MMP-9升高的aSAH患者術后不良轉歸風險較單獨和肽素、MMP-9升高患者更大，臨床對于此類患者應謹慎選擇手術方案，避免應用增加腦血管痙攣、腦出血或腦缺血風險的干預措施。

本研究多元Logistic回歸分析結果顯示，并發遲發性腦缺血、入院至手術時間≥72 h、Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ級是aSAH術后轉歸不良的獨立危險因素。相關報道同樣指出遲發性腦缺血是aSAH的嚴重并發癥，主要由腦血管痙攣引起，是aSAH患者死亡和不良預后的最主要原因[26]。早期手術可避免術前再出血，改善aSAH患者預后，Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ級患者即便經過術前嚴格手術評估，術后仍然有較高的再出血和腦血管痙攣風險，病死率高，因此對于高水平和肽素、MMP-9、并發遲發性腦缺血、入院至手術時間≥72 h、Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ級患者臨床應建立高危預警機制，加強病情監測和臨床干預以降低不良轉歸風險。

綜上，血清和肽素、MMP-9水平升高與aSAH患者術后轉歸不良密切相關，可作為aSAH患者術后轉歸預測的輔助生物學指標。通過抑制和肽素、MMP-9水平可能使患者獲得良好轉歸，為aSAH治療提供新的方向。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

彭浩：研究構思，選擇課題，實施研究過程，論文撰寫；陳健龍、劉朝暉：實施研究過程，資料搜集整理，參與撰寫；蔡仁端：數據獲取，統計學分析；王義彪：提出研究思路，課題設計，分析試驗數據，論文審核，論文修改