血清可溶性細胞間黏附分子1、半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3 水平對顱內破裂動脈瘤術后腦血管痙攣的預測價值

尹 航 馮麗君 肖龍海 李長歌 秦 浩

山東省棗莊市立醫院神經外科，山東棗莊 277100

蛛網膜下腔出血（SAH）是由多種因素導致腦淺表或腦底血管破裂，血液進入蛛網膜下腔而出現的疾病，大多伴有嚴重認知障礙等神經學癥狀，具有極高的致殘率和死亡率[1]。數據顯示[2]，12%的SAH 患者在治療前死亡，40%在治療1 個月后死亡，可見，SAH 具有極大的危險性，并可繼發多種癥狀，其中又以腦血管痙攣（CVS）最為嚴重，其是導致SAH 惡化的主要原因。CVS 是SAH 后出現的顱內遲發性動脈狹窄，可引起顱內動脈收縮，降低動脈供應區的腦血流量，進而產生相應的缺血性神經癥狀，甚至腦梗死，因此及早預測并治療CVS 對挽救患者生命具有重要意義。數字減影血管造影（DSA）是診斷CVS 的有效方法，但其不能動態監測，而CVS 存在遲發性、一過性等特征，故往往滯后于病變變化。研究顯示，炎癥反應和細胞凋亡在CVS 發生發展中扮演重要角色[3-4]。可溶性細胞間黏附分子1（SICAM-1）可介導血管內皮和白細胞間黏附，加重炎癥反應[5]。半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3（Caspase-3）位于細胞凋亡的有序級聯反應下游，是凋亡主要執行者，激活后可促進細胞凋亡[6]。本研究檢測顱內破裂動脈瘤術后血清SICAM-1、Caspase-3水平，探討二者與CVS 的關系，并分析其預測價值。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016 年1 月—2019 年12 月山東省棗莊市立醫院（以下簡稱“我院”）收治的203 例顱內動脈瘤破裂SAH 患者，其均接受開顱夾閉或介入栓塞治療，術后4 d 行DSA，納入標準：①初次自發性SAH；②患者及家屬均知情；③符合《外科學》[7]中相關診斷標準，經DSA 確診動脈瘤，CT 證實SAH；④具備手術指征；⑤臨床資料完整。排除標準：①嚴重肝腎等臟器功能不全；②過敏體質、妊娠期、哺乳期、患有精神病；③術后因腦梗死、高血壓導致的再出血；④存在造血功能障礙；⑤術前或術中再次出血。本研究經我院醫學倫理委員會批準。根據術后不同程度CVS 將患者分為重度CVS 組19 例，其中男13 例，女6 例；年齡42～78 歲，平均（48.20±15.64）歲；體重指數（BMI）18～27 kg/m2，平均（23.05±2.76）kg/m2；Hunt-Hess 分級：Ⅰ～Ⅱ級12 例，Ⅲ～Ⅳ級7 例。中度CVS 組44 例，其中男30 例，女14 例；年齡40～78 歲，平均（47.35±15.09）歲；BMI 18～27 kg/m2，平均（22.67±2.42）kg/m2；Hunt-Hess 分級：Ⅰ～Ⅱ級25 例，Ⅲ～Ⅳ級19 例。輕度CVS 組23 例，其中男15 例，女8 例；年齡38～76 歲，平均（46.03±14.38）歲；BMI 18～28 kg/m2，平均（22.72±2.33）kg/m2；Hunt-Hess分級：Ⅰ～Ⅱ級13 例，Ⅲ～Ⅳ級10 例。無CVS 組117 例，其中男82 例，女35 例；年齡42～76 歲，平均（46.62±14.26）歲；BMI 18～28 kg/m2，平均（22.55±2.07）kg/m2；Hunt-Hess 分級：Ⅰ～Ⅱ級68 例，Ⅲ～Ⅳ級49 例。四組一般資料比較，差異無統計學意義（P ＞0.05），具有可比性。

1.2 CVS 診斷標準

根據《腦血管痙攣防治神經外科專家共識》[8]診斷：①顱內壓升高癥狀；②存在偏癱、失語、感覺障礙等神經系統定位體征；③意識性障礙呈進行性或波動性加重；④大腦動脈血流速度前、中≥120 cm/s，后≥90 cm/s；⑤術后顱腦CT 存在腦梗死灶。

1.3 CVS 評定方法

術后4 d 行DSA 檢查，測量A1、A2 段腦前動脈和M1、M2 段中動脈及血管最狹窄處直徑，根據腦血管直徑縮小程度進行評估，無為縮小＜10%；輕度為縮小10%～35%；中度為縮小＞35%～70%；重度為縮小＞70%。

1.4 血清指標檢測

抽取所有患者術前，術后3、7 d 5 mL 空腹靜脈血，3000 r/min 離心10 min（離心半徑為13 cm），取上清液，酶聯免疫吸附試驗（北京綠源伯德生物科技有限公司）檢測血清Caspase-3、SICAM-1 水平，所有操作嚴格按照說明書進行。

1.5 統計學方法

采用SPSS 26.0 統計學軟件對所得數據進行分析，計量資料采用均數±標準差（）表示，組間比較采用t 檢驗，重復數據采用重復測量方差分析，兩兩比較LSD-t 檢驗，計數資料采用例數或百分率表示，組間比較采用χ2檢驗。采用Pearson 相關系數分析顱內破裂動脈瘤術后血清SICAM-1 與Caspase-3 水平的相關性；繪制受試者工作特征曲線（ROC）曲線，判斷術后3 d 血清SICAM-1、Caspase-3 對顱內破裂動脈瘤術后CVS 的預測價值，曲線下面積（AUC）采用Hanley&McNeil 法檢驗。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 四組手術前后血清SICAM-1、Caspase-3 水平比較

整體分析發現：組間比較、時間點比較及交互作用差異均有統計學意義（P ＜0.05），提示時間因素的作用隨著不同分組而變化。進一步兩兩比較，組內比較：四組術后3、7 d 血清SICAM-1、Caspase-3 水平均高于術前，且術后7 d 低于術后3 d（P ＜0.05）；組間比較：術后3、7 d，重度CVS 組血清SICAM-1、Caspase-3 水平高于中度CVS 組及輕度CVS 組，中度CVS 組高于輕度CVS 組，輕、中、重度CVS 組均高于無CVS 組（P ＜0.05）。見表1。

表1 四組手術前后血清SICAM-1、Caspase-3 水平比較（）

表1 四組手術前后血清SICAM-1、Caspase-3 水平比較（）

注：與本組術前比較，aP ＜0.05；與本組術后3 d 比較，bP ＜0.05；與中度CVS 組同時間點比較，cP ＜0.05；與輕度CVS 組同時間點比較，dP ＜0.05；與無CVS 組同時間點比較，eP ＜0.05。SICAM-1：可溶性細胞間黏附分子1；Caspase-3：半胱氨酸天冬氨酸蛋白水解酶3；CVS：腦血管痙攣

2.2 顱內破裂動脈瘤術后血清SICAM-1 與Caspase-3水平的相關性

Pearson 相關性分析顯示，顱內破裂動脈瘤術后3、7 d血清SICAM-1 與Caspase-3 水平呈正相關（r=0.493、0.585，P ＜0.05）。見圖1。

圖1 顱內破裂動脈瘤術后血清SICAM-1 與Caspase-3 水平的相關性

2.3 術后3 d 血清SICAM-1、Caspase-3 對顱內破裂動脈瘤術后CVS 的預測價值

ROC 曲線顯示，術后3 d 血清SICAM-1+Caspase-3診斷顱內破裂動脈瘤術后CVS 的AUC 明顯大于SICAM-1、Caspase-3（Z=3.845、2.556，P=0.000、0.011），敏感度和特異性均高于SICAM-1 和Caspase-3 單獨檢測。見表2、圖2。

圖2 術后3 d 血清SICAM-1、Caspase-3 診斷顱內破裂動脈瘤術后CVS 的ROC 曲線

表2 術后3 d 血清SICAM-1、Caspase-3 對顱內破裂動脈瘤術后CVS 的預測價值

3 討論

顱內動脈瘤破裂是導致SAH 出現的重要原因，統計顯示[9-10]，85%的SAH 由顱內動脈瘤破裂引起，為常見腦血管疾病，僅次于腦出血、腦梗死。CVS 為SAH 最嚴重的并發癥，由多種因素的共同作用導致顱內動脈呈異常收縮狀態，致使相應腦區域無血液供應，出現相應神經癥狀，隨著時間延長可繼發其他腦損害，往往很難逆轉，導致死亡[11-12]。因此尋找有效的生物學指標具有重要意義。

1981 年Pellettieri 等[13]首次發現SAH 患者血清免疫復合物水平明顯提升，因此認為CVS 的發生與免疫炎癥反應密切相關，并通過超微檢查發現SAH 后痙攣的動脈血管壁結構出現了明顯變化，可發現動脈中膜變性壞死、細胞損傷、炎癥反應等。細胞間黏附分子1（ICAM-1）是一種細胞表面跨膜蛋白抗原，為ICAM的免疫球蛋白超家族成員，主要表達于內皮細胞、上皮細胞、白細胞[14-15]。研究顯示[16]，ICAM-1 在生理情況下為微量表達或不表達，當機體出現炎癥、缺血、損傷時則能激活，可表達于多種細胞，其中以血管內皮細胞最高，與其配體淋巴細胞功能相關抗原1 結合后，可介導白細胞黏附于血管內皮細胞，并透過內皮屏障進入人體組織，參與免疫應答反應、炎癥反應、腦缺血再灌注損傷、動脈粥樣硬化等。動物模型研究顯示[17]，SAH 后1～48 h 基底動脈官腔面積明顯縮小，并存在明顯病理形態改變，血管外膜能見炎癥細胞浸潤。劉秀娟等[18]研究顯示，抑制ICAM-1 表達后可明顯緩解SAH 后CVS 的痙攣程度。SICAM-1 由血管內皮細胞表面ICAM-1 脫落形成，為ICAM-1 可溶形式，因此具備其相應功能，當內皮細胞和血小板活化時，則會釋放SICAM-1 進入血液，因此在周圍血液可檢測到SICAM-1，其含量增加則表示白細胞和內皮細胞激活或損害[19-20]。本研究結果顯示，術后3、7 d 不同程度CVS 組血清SICAM-1 水平均明顯高于術前，提示血清SICAM-1 水平可能與CVS 進展有關。

細胞凋亡為普遍的生物現象，貫穿于整個生命活動過程，是指細胞在多種因素誘導下，啟動死亡程序，主要通過線粒體通路與死亡受體通路兩條途徑完成，前者可通過胞質內線粒體途徑釋放細胞凋亡因子激活Caspase，后者可通過細胞膜死亡受體激活Caspase，活化的Caspase 可降解細胞內重要蛋白，導致細胞凋亡[21-22]。細胞凋亡大多通過Caspase 介導信號完成，其是一組半胱氨酸蛋白酶，參與了多種細胞因子成熟、生長、分化過程，主要以無活性酶原形式存在于胞漿中，受凋亡刺激后激活，參與早期凋亡啟動和信號傳遞，其中Caspase-3 為最關鍵的凋亡蛋白酶，在凋亡程度中起到樞紐作用[23-24]。Yilmaz 等[25]研究發現，因CVS而死亡的患者基底動脈內膜存在凋亡細胞，進一步分析發現其內皮細胞還存在胞膜表面小泡形成，為凋亡小體，進而證實血管內皮細胞存在凋亡。陳博文等[26]動物模型研究也報道，SAH 后CVS 腦血管內平滑肌細胞和內皮細胞存在凋亡。內皮細胞具備維持管壁通透性，避免凝血，防止血栓形成等重作用，故當血管內皮細胞受損則會影響其功能。Sun 等[27]為證實CVS 與內皮細胞功能的關系，將作用于內皮細胞的藥物灌注到動物模型頸內動脈，結果發現灌注后腦血管阻力顯著緩解，血流量顯著提升，證實血管內皮細胞功能障礙是發生和維持CVS 的關鍵。結果顯示，術后3、7 d不同程度CVS 組血清SICAM-1、Caspase-3 水平均明顯高于術前，術后7 d 血清SICAM-1、Caspase-3 水平明顯低于術后3 d，分析是由手術影響導致，且其動態變化可在一定程度上指導調整治療方案。結果顯示，顱內破裂動脈瘤術后3、7 d 血清SICAM-1 與Caspase-3 水平呈正相關，提示二者均參與了CVS 的發生及發展，分析是隨著血管內皮損害的加重，不僅會激活ICAM-1，產生大量SICAM-1，還會引起大量細胞凋亡，而Caspase-3 作為凋亡程度的樞紐，其表達也顯著提升。ROC 曲線顯示，術后3 d 血清SICAM-1+Caspase-3 診斷顱內破裂動脈瘤術后CVS 的AUC、敏感度、特異性均高于SICAM-1 和Caspase-3 單獨檢測，說明聯合檢測血清SICAM-1、Caspase-3 水平，有利于早期預測CVS 的發生和發展，可指導臨床治療。

綜上所述，顱內破裂動脈瘤術后CVS 患者血清SICAM-1、Caspase-3 水平明顯提升，聯合檢測可有效預測CVS 發生。