血清VCAM-1、PECAM-1水平與急性腦梗死患者并發卒中后認知功能障礙的相關性研究

傅小燕，王小麗

(三亞中心醫院/海南省第三人民醫院 神經內科，海南 三亞 572000)

急性腦梗死(acute cerebral infarction，ACI)是一種臨床常見的腦血管疾病，在我國具有較高的致殘率、復發率和死亡率[1]。卒中后認知功能障礙(post-stroke cognitive impairment，PSCI)是ACI患者常見的后遺癥之一，腦損傷的面積越大，年齡越大，時間越長，發生PSCI的風險越高，發病率高達20%-80%，嚴重影響患者的生活質量[2-3]。因此，早期篩查、評估ACI患者PSCI發生風險，并給予積極防治，對改善這類患者的預后具有重要意義[4-5]。目前，對于ACI患者并發PSCI的相關病理生理學機制尚未完全闡明，亦無確切有效的防治方案，故探究PSCI的臨床防治靶點，以期從血清分子生物學方面尋找早期評估工具具有重要的臨床價值[4]。迄今為止，研究報道的多種生物標記物并沒有顯示出對ACI患者并發PSCI評估的最佳敏感性和特異性[6]。研究表明，卒中后血管內皮損傷所致的血腦屏障功能障礙可能是ACI患者并發PSCI的重要病理生理過程之一，內皮損傷相關生物標志物可能與PSCI的發生密切相關[6-7]。血管細胞黏附分子-1(vascular cell adhesion molecule-1，VCAM-1)是免疫球蛋白家族成員之一，主要由內皮細胞表達，負責細胞黏附過程[8]；此外，血小板內皮細胞黏附分子-1(platelet endothelial cell adhesion molecule-1，PECAM-1)是一種在內皮細胞和白細胞上高度表達的黏附分子，其通過調節血小板活化和介導白細胞的跨內皮遷移，從而維持血管系統的完整性[9]。然而，目前有關血清VCAM-1、PECAM-1與ACI患者并發PSCI關系的研究較少，故本研究分析血清VCAM-1、PECAM-1水平與ACI患者并發PSCI的相關性，并評估其診斷效能，以期為臨床評估PSCI發生風險提供更多的理論依據，便于指導PSCI的早期防治。

1 資料與方法

1.1 研究對象選取2019年1月—2021年7月三亞中心醫院神經內科收治的200例ACI患者作為研究對象，其中男性122例、女性78例，年齡50-83歲，平均年齡(68.91±7.75)歲。納入標準：①起病至住院時間≤24 h；②年齡≥18周歲；③首次診斷為ACI，并符合《中國急性缺血性腦卒中診治指南2018》中ACI診斷標準，且經頭顱CT或DWI-MRI證實[1]；④入院時患者未昏迷，并同意參與研究；⑤臨床資料完整。排除標準：①存在占位性病變、腦出血等其他腦實質疾病者；②發病時伴有各種急、慢性創傷或感染者；③嚴重器官衰竭或嚴重營養不良的患者；④入院前已有明確的精神疾病、額顳葉變性、阿爾茨海默病等影響認知功能的其他疾病者；⑤伴有自身免疫性疾病、血液系統疾病、惡性腫瘤者的患者；⑥不配合進行認知功能測評者。參與研究的患者均告知研究目的與用途，并簽署知情同意書；研究符合醫學倫理學標準，并經三亞中心醫院倫理委員會批準。

1.2 研究方法

1.2.1一般資料收集 收集所有受試者的年齡、性別、吸煙史、飲酒史、體質量指數(body mass index，BMI)、 既往疾病史(包括糖尿病、高血壓病等病史)以及入院時基線美國國立衛生研究院卒中量表(National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS)評分。

1.2.2血清VCAM-1、PECAM-1的檢測 在接受治療前采集受試者外周靜脈血5 ml，并送至中心實驗室進行離心(離心半徑8 cm，3 000 r/min)15 min后，取上清液保存于-70℃醫用冰箱待測。采用酶聯免疫吸附試驗(enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA)測定血清VCAM-1、PECAM-1水平，ELISA 試劑盒由上海江萊生物科技有限公司提供，嚴格按照說明書進行操作。

1.2.3認知功能評估 在入院后接受治療前由經嚴格培訓的研究人員采用簡明精神狀態量表(mini-mental state examination scale，MMSE)在安靜清醒狀態下對ACI患者進行認知功能評估。MMSE量表共30項題目，包括注意力、計算力、時間定向力、地點定向力、視空間、即刻記憶、延遲記憶等方面；每項題目回答正確計1分，不知道或回答錯誤計0 分；MMSE量表總分為30分，MMSE評分≥27分評為認知功能正常、MMSE評分<27分評為認知功能障礙[10]。

2 結果

2.1 兩組一般情況比較兩組性別分布、BMI、吸煙率、飲酒率和伴高血壓比例比較，差異無統計學意義(P>0.05)。PSCI組年齡、伴糖尿病比例、NIHSS評分明顯高于認知功能正常組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般情況比較

2.2 兩組血清VCAM-1、PECAM-1水平及MMSE評分比較

PSCI組血清VCAM-1、PECAM-1水平明顯高于認知功能正常組，MMSE評分明顯低于認知功能正常組，差異有統計學意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組血清VCAM-1、PECAM-1水平及MMSE評分比較

2.3 血清VCAM-1、PECAM-1水平與MMSE評分的相關性

Pearson相關分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM1水平分別與MMSE評分呈負相關(r=-0.590，P<0.001；r=-0.713，P<0.001)。見圖1。

圖1 血清VCAM-1(圖1A)、PECAM-1(圖1B)水平與MMSE評分分布散點圖

2.4 ACI患者并發PSCI影響因素的多因素Logistic回歸分析以是否并發PSCI為因變量，以單因素分析具有統計學意義的指標為自變量，進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，年齡、NIHSS評分、VCAM-1、PECAM-1是ACI患者并發PSCI的獨立影響因素(P<0.05)。見表3。

表3 ACI患者并發PSCI影響因素的多因素Logistic回歸分析結果

2.5 血清VCAM-1、PECAM-1對ACI患者并發PSCI的診斷價值ROC曲線分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發PSCI的AUC分別為0.832、0.821，均大于0.7。見圖2、表4。

表4 血清VCAM-1、PECAM-1對ACI患者并發PSCI的診斷價值

圖2 血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發PSCI的ROC曲線圖

3 討論

目前，隨著腦血管診療技術的快速發展和卒中綠色通道的開通，ACI患者急性期的病死率逐漸下降。然而，許多病人仍然存在與卒中相關的遠期并發癥,明顯降低這類患者的生活質量和遠期生存率[1-3]。Shin等[11]在一項大規模的流行病學調查研究中發現，7 459名首次腦卒中患者中3 176例患者存在不同程度的認知功能下降，PSCI發生率高達42.6%，且發病年齡偏于年輕化。本研究共納入200例ACI患者,根據MMSE評分，其中79例患者出現不同程度認知障礙，PSCI發生率為39.50%，與上述研究結果基本一致。因此，PSCI在腦卒中患者具有較高的發生率，應引起醫護人員的重視。目前，PSCI尚無有效的治療方法，故探究影響PSCI發生的相關因素對早期發現可逆性危險因素，并指導治療，對改善這類病人的預后具有重要的臨床意義[5-6]。既往研究顯示，年齡增長、基線NIHSS評分升高是發生PSCI的獨立危險因素，與本研究結果基本一致[2-3，11]。此外，本研究亦發現，ACI并發PSCI患者血清VCAM-1、PECAM-1表達異常升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，其水平升高是ACI患者并發PSCI的獨立危險因素(P<0.05)，提示血清VCAM-1、PECAM-1水平與ACI患者并發PSCI密切相關。

ACI患者并發PSCI的相關病理生理學機制尚未完全明確，卒中后炎癥反應、血管內皮活化和損傷等誘導的血腦屏障功能障礙可能在PSCI的發生發展中發揮重要作用[6]。血管內皮分布于血管壁內層，其屏障功能由細胞間緊密連接和黏附連接蛋白調控，其中細胞黏附分子通過激活白細胞募集和組織炎癥來調節內皮功能，已成為反映血管內皮損傷潛在的生物標志物[12]。VCAM-1是細胞黏附分子家族成員之一，主要發揮介導炎癥細胞與內皮細胞的結合并轉移到附近組織的細胞黏附作用[8]。研究顯示，VCAM-1通常在白細胞、巨噬細胞和血管內皮細胞的細胞膜上低度表達，缺血和/或缺血再灌注性腦損傷所誘發炎癥反應可促進VCAM-1的大量表達并以可溶性形式釋放，通過其表面受體介導被炎癥介質激活的白細胞和其他炎癥細胞向損傷部位跨內皮遷移，由此引起缺血損傷演變為炎癥損傷[13]。在本研究中，ACI并發PSCI患者血清VCAM-1水平明顯升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，說明血清VCAM-1水平反映了血管內皮活化和炎癥反應的程度，其介導白細胞-內皮細胞相互作用的級聯激活是ACI患者發生血管、神經組織再損傷和隨后并發PSCI的關鍵環節；此外，VCAM-1活化和表達增加可進一步誘發腦血管內皮屏障受損和血管通透性增加，造成腦組織細胞水腫加重，導致神經功能惡化[14]。因此，血清VCAM-1水平的越高，ACI患者并發PSCI的風險越高。

PECAM-1是一種高糖基化免疫球蛋白樣膜受體，也屬于細胞黏附分子家族的成員之一，主要由白細胞、血小板和內皮細胞表達，在內皮細胞間連接處高度富集，通過其胞外結構域介導細胞間的相互作用形成內皮細胞的緊密屏障，并作為一種信號黏附分子通過控制跨內皮細胞遷移的最終步驟在血管生物學中具有多種作用，包括血小板激活、血栓形成、血管生成、內皮細胞對剪切應力的反應、白細胞跨內皮遷移等，其在心腦血管疾病中的作用受到廣泛的關注[9]。最近，Winneberger等[15]通過實驗研究發現，在缺血性腦卒中小鼠模型中，血清PECAM-1水平升高，并通過控制中性粒細胞的跨內皮遷移在腦組織細胞缺血性損傷、腦組織免疫細胞浸潤和遲發性腦萎縮中發揮重要作用；此外，PECAM-1阻斷劑可通過抑制卒中后神經炎癥和減少缺血性腦損傷改善小鼠卒中嚴重程度。本研究結果顯示，ACI并發PSCI患者血清PECAM-1水平明顯升高，且與MMSE評分呈顯著負相關，提示ACI并發PSCI患者存在血管內皮活化和損傷。其機制可能是PECAM-1在缺血和/或缺血再灌注性腦損傷所誘發炎癥反應的強烈刺激下，造成PECAM-1胞外結構域被切割并脫落到血漿中，從而中斷了抑制性細胞信號，導致血管內皮細胞失控活化，除促進白細胞與內皮細胞之間相互作用和介導白細胞跨內皮細胞遷移外，PECAM-1還大量聚集在內皮細胞間連接處，維持和恢復內皮通透性屏障；故ACI患者病情越重，炎癥反應越強烈，為了保證機體能夠正常應對以上刺激的變化則需要激活更多PECAM-1[16]。

此外，本研究ROC曲線分析結果顯示，血清VCAM-1、PECAM-1診斷ACI患者并發PSCI的AUC分別為0.832、0.821，均大于0.7。說明血清VCAM-1、PECAM-1水平在鑒別ACI患者是否并發PSCI中具有一定的臨床價值。

綜上所述，ACI并發PSCI患者血清VCAM-1、PECAM-1表達異常升高，且二者對PSCI具有較高診斷價值，可作為臨床診療PSCI的重要依據。本研究的不足之處在于本研究為單中心研究，樣本量相對較小且剔除了部分不符合研究標準患者，不排除存在選擇性偏倚的可能性。因此，本研究結果尚需大規模多中心臨床研究進一步證實。