卒中后認知障礙患者康復干預前后糞便短鏈脂肪酸變化的研究

馮 丹，余 茜,，李亞梅 ，付 婧

(1.西南醫科大學臨床醫學院，四川 瀘州 646000；2.四川省醫學科學院·四川省人民醫院康復科，四川 成都 610072)

卒中后認知障礙(PSCI)是指腦卒中后出現認知功能障礙的一系列臨床綜合征，主要表現為注意力、記憶力、執行能力等方面障礙，嚴重影響患者整體康復效果[1～3]。PSCI目前沒有公認有效的藥物治療方法，但康復干預確實對PSCI患者康復顯示出積極的效果。隨著基因組學的發展，大腦和腸道微生物的雙向交流作用引起學者們的關注，盡管其詳細作用機制尚不十分清楚[4],但研究發現腸道中的短鏈脂肪酸(SCFAs)能夠通過內分泌、免疫、迷走神經和其他體液途徑直接或間接影響大腦的功能[5]，參與卒中后認知功能障礙的發生發展[6]。本研究通過檢測PSCI患者康復干預前后認知功能與糞便中SCFAs的變化情況，并進行相關性分析，以期了解未來PSCI患者認知恢復機制研究的潛在可能。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取四川省人民醫院康復科2020年2～12月收治的接受康復治療的PSCI患者20例，納入標準：①符合《各類腦血管疾病診斷要點(1995)》腦卒中的診斷標準[7]；②首次發生卒中，病程≤1月；③久居成都本地(≥3年)，近三個月內沒有跨境旅游；④飲食結構基本相同，沒有異食癖等特殊飲食習慣；⑤體重指數(bodymass index,BMI)在17.5～30.0 kg/m2；⑥1個月之內無抗生素、益生元和(或)益生菌使用史；⑦無其它胃腸道、肝臟及膽胰等消化系統疾病及手術史；⑧腦卒中后伴有客觀認知功能受損：MoCA：≤26分(受教育年限≥12年), ≤25分(受教育年限<12年)。排除標準：①發病前有影響認知功能疾病，如癡呆、抑郁、精神疾病等；②合并炎癥性腸病、慢性腹瀉、慢性便秘、消化道大出血或肝硬化等影響腸道菌群的疾?。虎酆喜乐赝{生命的重大疾病，如肝腎功能衰竭、心臟衰竭、呼吸衰竭等；④有影響行為學評估及治療的疾病，或者無法配合(視力、聽力障礙、意識障礙等)康復訓練；⑤中途放棄康復治療。其中男14例,女6例，年齡44～78歲[(61.25±10.13)歲]。

1.2 方法所有患者給予抗血小板聚集、降顱內壓、改善微循環、營養神經、保護腦功能；控制血壓、血糖等基礎指標。同類藥物的選擇盡量相同，且試驗階段所接受的藥物治療不變。 入院后立即根據患者的功能障礙部位及性質采用規范化綜合康復治療：以物理療法 (PT) 和作業療法 (OT) 為主，結合言語治療、中國傳統治療及高壓氧治療等綜合康復治療的方法，每個治療項目每次訓練30 min，每天1次，每周訓練5天，共訓練30天?？祻椭委熐皩χ委煄熯M行統一培訓，采用一對一的訓練模式。

1.3 觀察指標

1.3.1認知功能評定 使用北京版MoCA[8]在康復干預前及康復干預30天后分別對入組患者進行認知功能評定。MoCA包括注意力、視空間與執行功能、記憶力、命名、計算力、語言功能、延遲回憶、抽象思維能力和定向等12個子項目，共計30分，≥26分為正常，受教育年限≤12年的受試者總分增加1分，以此來校正文化程度引起的偏倚[9]。

1.3.2短鏈脂肪酸測定糞便標本收集 收集患者入院48小時內及康復干預30天后的糞便中段標本80 mg，按照入組順序編號后立即放入-80 ℃的科研冰箱，以便后期使用。短鏈脂肪酸的測定：取(50±5)mg糞便標本進行預處理，配置乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸標準品。使用配有AgilentHP-FFAP毛細管柱的島津 GC2030-QP2020NX氣相色譜質譜聯用儀，以氦氣作為載氣，每次進樣1 μl，前入口吹掃流速為3 ml/min，通過色譜柱的氣體流速為1 ml/min。在經過80、200、240 ℃的高溫先后處理后，溶劑延遲3.5 min，通過與標準品的保留時間對比，最終獲得33～150 m/z的質譜數據，即乙酸、丙酸、丁酸、異丁酸、戊酸、異戊酸、己酸的濃度。

1.4 統計學方法數據采用SPSS 22.0進行統計學分析。滿足正態分布的計量資料用均數±標準差表示，組間差異比較采用配對t檢驗；不滿足正態分布的計量資料用M(Q1，Q3)表示，組間比較采用配對秩和檢驗。相關性分析采用Pearson線性相關或Spearman等級相關。檢驗水準α=0.05。

2 結果

2.1 康復干預前后短鏈脂肪酸及MoCA評分的比較PSCI患者康復干預后MoCA評分高于康復干預前(P<0.05)。同時，與康復干預前比較，PSCI患者康復干預前后糞便中的異丁酸、異戊酸、戊酸、己酸水平比較，差異無統計學意義(P>0.05)，乙酸、丙酸、丁酸、總短鏈脂肪酸濃度均高于康復治療前，差異有統計學意義(P<0.05)，見表1。

2.2 康復干預前后MoCA評分差值與短鏈脂肪酸差值的相關性分析康復干預前后MoCA評分差值與丁酸差值顯著相關(P<0.05)，與乙酸、丙酸、異丁酸、異戊酸、戊酸、己酸、總短鏈脂肪無明顯相關(P>0.05)。見表2。

表2 康復干預前后MoCA評分差值與短鏈脂肪酸差值的相關性

3 討論

PSCI是指急性腦血管病導致各種類型、各種程度的認知功能障礙，康復干預是其功能恢復的重要手段。虛擬現實技術對患者執行功能和言語記憶、即時回憶等認知方面有顯著改善[10,11]。Ge等研究證實了基于技術認知訓練和康復干預對輕度認知功能障礙患者整體認知功能有正面影響[12]。此外，Cicerone等研究也證實了綜合性康復能有效減輕腦外傷或腦卒中患者認知功能障礙[13,14]。表明，康復干預對改善患者認知功能的療效確切。同樣，本研究結果顯示，PSCI患者康復干預30天后MoCA評分明顯升高，提示康復干預能顯著改善PSCI患者學習、記憶等能力，提高其認知功能。

盡管認知功能康復干預對PSCI患者的療效已獲得大量研究證據的支持，但其機制仍不明確。有研究認為其功能改善可能與減少大腦的炎癥反應及腦組織水腫，抑制神經細胞凋亡[15]；促進顳葉、海馬等認知區域的神經元細胞增殖和突觸可塑性[16,17]；調節顱內神經遞質水平，促進神經網絡功能連接[18]；提高腦源性神經營養因子，修復神經損傷，促進神經生長[19,20]等有關。而本研究發現，腸道菌群代謝物—SCFAs似乎參與了PSCI患者的認知康復過程。Lee等[21]的研究對大腦中動脈閉塞小鼠補充SCFAs，可有效減輕其大腦的炎癥，激活小膠質細胞，誘發皮層網絡連接，參與神經功能重塑[22]。Hoyles等也發現，在人的顱內微血管內皮細胞中，丙酸鹽通過CD14依賴性途徑，抑制LRP-1的表達，并通過NRE2(NFE2L2)信號在氧化應激時保護血腦屏障[23]。而乙酸鹽通過抑制HDAC(組蛋白去乙?；?的活性和表達，調節神經結構和功能性突觸可塑性，促進多種形式的學習和記憶[24,25]。此外，Erny等亦證實，口服乙酸、丙酸、丁酸的混合物使小膠質細胞缺陷小鼠的小膠質細胞趨于成熟[26]，而小膠質細胞對神經發育、神經元的可塑性起著至關重要的作用[27]。因此，乙酸、丙酸、丁酸、總短鏈脂肪酸可能通過參與認知功能的康復機制，間接影響卒中后的認知功能。進一步分析表明，PSCI患者康復干預30天后，糞便中丁酸水平變化值與MoCA評分變化值呈正相關，提示PSCI患者認知功能改善與糞便中丁酸密切相關。這一推論得到既往研究支持：在腦卒中的大鼠實驗中，Chen等觀察到丁酸與缺血性腦卒中呈顯著負相關，且丁酸30 mg/kg灌胃處理顯著緩解大鼠腦水腫，減少神經損傷和腦梗死面積[28]。Zhou等亦證實通過對小鼠鼻腔注射丁酸，能夠激活GPR41/Gγ/PI3K/Akt通路，抑制大腦中動脈閉塞小鼠神經元凋亡，改善神經功能[29]。

盡管有研究表示：在缺血性中風的大鼠中，戊酸與大鼠的神經功能評分或大腦梗死體積呈負相關[30]；阿爾茨海默病模型小鼠中包括丁酸和異丁酸在內的短鏈脂肪酸在小鼠糞便和大腦中的濃度都較低[29]；缺血性腦卒中患者腸道中SCFAs的比例和數量均出現明顯變化，戊酸、異戊酸水平有一定程度的升高[31]；與卒中患者相比，卒中后認知功能障礙患者己酸明顯缺乏[32]。但皆對戊酸、己酸、異丁酸、異戊酸與卒中后認知功能障礙之間相互作用的確切機制未做過多闡述。本研究中，PSCI患者康復干預前后比較，隨著認知功能的改善，糞便中異丁酸、戊酸、己酸、異戊酸含量亦無明顯變化。因此，對于異丁酸、戊酸、己酸、異戊酸是否參與PSCI患者的認知功能康復，暫且還不能妄下判斷，未來尚需大量的研究來進一步證實。

綜上所述，PSCI患者經康復干預后認知功能明顯提高，腸道中的乙酸、丙酸、丁酸、總短鏈脂肪酸水平明顯升高，且丁酸水平隨著認知功能改善而升高，提示了未來PSCI患者認知恢復機制研究的潛在可能。