血常規易獲得炎性指標與缺血性腦卒中的關系研究進展

劉長興 常翔 郭心怡 孟琳

腦卒中是全球殘疾和死亡的主要原因之一[1]。2019全球疾病負擔組(global burden of diseases，GBD)公布了1990～2019 年全球204個國家和地區，369種疾病負擔的調查結果，結果顯示，30年間，卒中的疾病負擔從1990年的第5位上升至2019年的第3位[2]。2020年7月，澳大利亞學者利用2016 GBD及其他開放數據庫的數據，創建了一個可反映終生卒卒中險的交互式地圖，地圖顏色的深淺反映風險大小，數據顯示25歲以后全球終生卒卒中險為24.9%[95%不確定度區間(uncertainty interval，UI)為23.5～26.2]，卒中險最高的是中國(39.3%，95%UI 37.5～41.1)，其中男性的風險為24.7%，女性的風險為25.1%[3]。除此之外，《中國卒中報告2019》公布了中國居民卒中相關的流行病學數據，結果顯示:2018年中國卒中的死亡率為149.49/10萬，造成了157萬人死亡，占總死亡人數的22.33%，在所有死亡原因中位列第三[4]。隨著中國人口老齡化的到來這些數據必然會改變。當前，缺少針對缺血性卒中患者的快速診斷工具[5,6]。現有卒中的診斷是基于神經檢查、病史和神經影像學[5,7]。快捷、低廉診斷方法的開發將有助于提高對患者的管理以改善急性缺血性卒中預后。特別是，急性缺血性卒中血常規炎性標志的出現。有研究指出MLR(單核-淋巴細胞比率)、NLR(中性粒細胞和淋巴細胞比率)值與動態動脈僵硬度指數相關，并是心血管不良事件獨立預測因子[8]。在回顧性研究中發現躁狂癥患者的NLR(P<0.001)與單相抑郁癥患者相比有所升高；與雙相抑郁癥患者相比，NLR(P<0.05)有所增加；躁郁癥患者的NLR(P<0.01)高于單相抑郁癥患者，NLR是抑郁癥患者雙相型抑郁癥的一個獨立預測因素[9]。一項meta分析表明，在接受再灌注治療的急性缺血性卒中患者中，NLR水平升高與更大的sICH(癥狀性顱內出血)風險、3個月的不良功能結局和3個月的死亡率呈正相關[10]。血常規是一種優秀的診斷材料，其中炎性標志物可以非常容易地反映出體內炎癥水平，其本身的可操作性和經濟效應，可作為急性缺血性卒中新的治療、診斷和預后方法。因此，本文旨在介紹目前關于血常規易獲得炎性標記物在急性缺血性卒中診斷和預后中的應用的認識。

1 炎性反應與缺血性卒中的雙向作用

眾所周知，高血壓、血脂異常和心房顫動是卒中發生的危險因素，治療這些疾病可以降低卒中的發病率，吸煙、酗酒和糖尿病也是可能的因果風險因素[11]。然而，這些傳統的卒中風險因素并不能完全解釋卒中的發病率，尤其是在年輕的卒中患者中。慢性炎癥最近被認為是卒中的一個重要危險因素[12]。缺血性卒中后會發生全身炎性反應，這是腦損傷過程的一部分，也是對深靜脈血栓形成等并發癥的反應。這可能是一個雙向作用，炎癥可能是誘發缺血性腦卒中的新的因果因素。炎癥影響著的血管性疾病的發展。研究表明，30%的卒中患者在卒中前至少一個月會出現急性感染，尤其是呼吸道感染，被認為是發展為卒中的危險因素[13]。除了細菌和病毒感染之外，一些報告顯示，真菌和寄生蟲疾病可以通過促進動脈粥樣硬化、炎癥和局部血栓形成來參與卒中的易感性[14]。

另一方面，卒中通常會誘導一連串的抗炎和免疫調節反應，從而導致免疫保護機制的破壞，從而增加感染的風險[13]。另有研究表明，慢性感染，如牙周炎、慢性支氣管炎、感染性心內膜炎、結核病和幽門螺桿菌感染、肺炎衣原體、巨細胞病毒感染，可能導致卒中[15]。這些發現表明炎癥、免疫反應在動脈粥樣硬化的發展、卒中的發病率以及隨后的損傷嚴重程度中的重要性。見圖1。

圖1 慢性炎癥作為一個重要的危險因素，導致免疫激活，破壞免疫保護機制，加重缺血灶的神經功能損傷

2 缺血性卒中炎癥和免疫反應

急性缺血性卒中會迅速引起中樞和外周免疫應答，以及相關免疫細胞的聚集，破壞免疫保護機制，釋放炎性因子。小膠質細胞反應是卒中后引發先天免疫反應的第一步。小膠質細胞可以采用從促炎到抗炎的多種表型，并且是已知對卒中后梗死邊界區的神經元損傷快速反應的免疫細胞之一[16]。卒中由于缺乏營養、離子梯度的差異和神經元活性的改變，小膠質細胞通過檢測周圍患病細胞中嘌呤能代謝物和離子梯度的變化，在卒中后幾分鐘內便存在于缺血半暗帶核心區域發揮抗炎效應[17]。在卒中發作后的急性期，位于病變核心的小膠質細胞通過其受體檢測DAMPS(損傷相關分子模式)和HMGB1(高遷移率族蛋白B1)主要屬于Toll樣受體家族(TLR)。這種配體-受體連接導致NF-κB途徑的激活，從而導致小膠質細胞的激活。一旦在卒中發作后被激活，小膠質細胞增加其CD11b、CD45和CD68的表達，對應于負責清除細胞碎片的吞噬表型，以及加劇星形膠質細胞和內皮細胞激活的TNF和促炎性白細胞介素IL-1和IL-6的表達[18]。然后，在缺血性損傷的早期表達的DAMPs和細胞因子可以通過破裂的血腦屏障(BBB)或包括靜脈的腦脊液引流系統進行循環和淋巴液外流進入全身[19]。見圖2。

圖2 急性缺血性卒中會破壞BBB，導致緊密連接蛋白缺失，通透性增高，同時激活外周和中樞免疫系統，引起免疫細胞募集，釋放炎性因子，進一步加重腦損傷：MO 單核細胞；HDL 高密度脂蛋白；NE 中性粒細胞；LY 淋巴細胞；PL 血小板

缺血后持續數小時至數周，星形膠質細胞是其他關鍵因素。眾所周知，來自神經元和膠質細胞的細胞因子導致星形膠質細胞反應性增生。星形膠質細胞末端與形成BBB的腦毛細血管內皮細胞和周細胞密切相互作用。在缺血期間，MMP-9通過降解5個基底膜破壞星形膠質細胞末端和內皮細胞之間的連接[20]。星形膠質細胞增殖導致炎性因子的合成，如單核細胞趨化蛋白-1、IL-1β、膠質纖維酸性蛋白(GFAP)、波形蛋白和巢蛋白，可導致反應性膠質細胞增生和后期瘢痕形成[21]。因此，傳統上認為破裂的BBB是外周白細胞通過其跨內皮遷移入侵的主要途徑。

白細胞參與了卒中后炎性反應。活化的腦微血管對通常被阻止穿過BBB的分子變得更具滲透性。特別是，缺血后免疫BBB在發生了顯著改變。隨著趨化因子的分泌，包括中性粒細胞、巨噬細胞和淋巴細胞在內的系統性白細胞的連續進入得到促進[22]。對應于黏附分子在內皮細胞上的上調，整合素在活化的白細胞上表現出類似的功能。白細胞在激活的內皮細胞表達的選擇素的幫助下，開始在血管壁上滾動。滾動后，白細胞通過與細胞間黏附分子-1 (ICAM-1)和血管細胞黏附分子-1 (VCAM-1)的強連接黏附于血管壁[23]。與其他炎性細胞類似，白細胞在大腦的缺血區釋放促炎因子。白細胞增多被描述為卒中后炎性反應的標志。中性粒細胞是第一個侵入缺血組織的血源性免疫細胞，其次是單核細胞。實驗性卒中后白細胞募集進入大腦的順序已經得到很好的證明[23,24]。而人類卒中后免疫細胞募集的時間和空間分布需要更好的表征[22]。

中性粒細胞通過其含量的脫粒來增強白細胞募集，富含細胞因子/趨化因子、蛋白水解酶和活化補體系統[25]。除此之外，中性粒細胞可通過阻斷微血管循環、通過水解酶和自由基破壞內皮細胞和細胞外基質、促進血管內血栓形成和血小板活化以及釋放可促進炎性反應延長的細胞因子和趨化因子來導致缺血性卒中后的腦損傷。此外，中性粒細胞分泌的中性粒細胞胞外陷阱(NETs)(DNA、組蛋白和蛋白水解酶的網絡)能夠激活血小板并促進血栓形成過程[26]。卒中的臨床數據和實驗模型表明，中性粒細胞在卒中發作后數小時內浸潤腦實質[23,27]。此外，臨床研究表明，中性粒細胞與淋巴細胞的比率可能是急性缺血性卒中的一個強有力的預后指標[28]，并且卒中患者的NETs量明顯增加[28]。

適應性免疫反應對缺血性卒中的后果仍有爭議，因為根據淋巴細胞亞群的類型，可能會出現有益的結果，也有害的結果[29]。浸潤的γδ T、CD8+ T和NK細胞導致卒中發作后的急性腦損傷，而調節性T和B細胞據報道具有保護作用[30]。卒中的實驗模型表明，從第3天開始，淋巴細胞滲入缺血組織的時間晚于卒中發作后[24]。神經炎癥也被認為是最初大腦損傷后持續的修復階段所必需的。最初的炎癥是自我限制的，最終會導致結構重構和功能重組。炎癥在很大程度上影響卒中的預后，因此有必要挖掘臨床中容易獲得、低成本且能夠更好反映急性缺血性卒中體內炎癥狀態的炎性標志物，為現有的醫療環境減負。

3 炎性標志物生理值的正常范圍

NLR可反映機體生理損傷的程度、易患疾病的嚴重程度和一般的病理狀態[31]。總之，高NLR值與嚴重炎癥、壓力、損傷、創傷或大手術或癌癥相關，并標志著發病率或死亡率預后的惡化。但是NLR正常生理范圍報告的較少。目前，相關研究探討了NLR在成年健康人群中的正常值。最有力的是Azab等[32]對紐約州9 427名公民進行的研究，中性粒細胞和淋巴細胞計數的平均值分別為4 300/μl和2 100/μl，而NLR的平均值為2.15(參考范圍1.71～2.28)；在高加索人中，NLR的平均值為2.24；在西班牙裔個體中，NLR的平均值為2.08；而在美國黑人個體中，NLR的平均值最低(NLR=1.76)。另一項流行病學研究分析了印度尼西亞236名年輕人的血象，研究發現NLR的平均值為1.95(參考范圍:1.2～2.3)，NLR的所有值都在0.77～4.55的范圍內[33]。Forget等[34]對健康的比利時成年人進行了另一項研究，分析了413名健康成人的血象，評估NLR的平均值為1.65，范圍為0.77～3.53。最后，對300名蘇丹人進行了一項研究，以測量NLR中性粒細胞和淋巴細胞計數，范圍為0.75～1.65，平均值為1.2，在非洲個體中，NLR值通常很低，即在1.0～1.2范圍內，這可能由于中性粒細胞減少引起的[33]。

2014至2016年， Lee等[35]對12 160名健康韓國公民(6 268名男性，中位年齡47歲；女性5 892人，中位年齡46歲)進行常規的全血細胞計數檢查，并計算了血象比，如NLR、PLR(血小板-淋巴細胞比)、LMR(淋巴細胞-單核細胞比)和MPV(平均血小板體積，單位fl)這些參數的平均值如下:NLR=1.65(0.79，0.1～3.19)，PLR=132 (43.7)，LMR=5.31(1.68)和MPV=10.0 fl(0.19)，這一大樣本試驗的主要貢獻在于計算了健康成年人群的不同血液學比率(平均值和參考范圍)，為臨床試驗的進一步研究和設計提供了重要和有價值的信息。

中性粒細胞與淋巴細胞的比率反映了免疫炎性反應的強度和對損傷或疾病的生理應激。一項綜述對NLR值的臨床診斷范圍做出以下報道[33]：潛伏、亞臨床或低級別炎癥/應激(NLR 2.3～3.0)、輕至中度炎癥(NLR 3～7)、中度和重度炎癥、全身感染、膿毒癥和全身炎性反應綜合征(NLR 7～11)、嚴重炎癥、感染、嚴重膿毒癥和全身炎性反應綜合征、菌血癥(NLR 11～17)、嚴重免疫炎性反應和高強度應激，例如感染性休克、多發性創傷(NLR 17～23)、嚴重全身炎性反應。NLR上調與臨床病程惡化相關，下調與臨床改善和良好臨床結果相關。

4 容易獲得炎性標記物與缺血性卒中

炎癥和免疫應答在許多疾病中起著至關重要的作用。NLR作為外周血中測量的中性粒細胞和淋巴細胞計數之間的比值，是反映免疫系統2個方面之間平衡的生物標志物:急性、慢性炎癥(如中性粒細胞計數所示)和適應性免疫(淋巴細胞計數)。Xie等[36]研究發現入院時較高的NLR水平與6個月時彌漫性軸索損傷患者的不良結局獨立相關，NLR和入院格拉斯哥(GCS)評分聯合對彌漫性軸索損傷具有明顯的預測能力。在蛛網膜下腔出血的患者中，NLR增加與功能不良獨立相關(OR 1.03，95%CI 1.001.07，P=0.05)，使用ROC曲線分析進行二分時，在對潛在混雜因素進行調整后，NLR>6.48時值獨立地與較高的不良功能結果相關(OR 1.71，95%CI 1.07～2.74，P=0.03)[37]。并且NLR可以預測一般人群的死亡率，從而預測炎癥和免疫對健康的總體影響[38]。已經對NLR進行了廣泛評估，并表明其與缺血性卒中預后相關[39]。此外，重要的是在不同的隨訪時間間隔內評估NLR與特定原因死亡率的相關性，因為在NLR基線測量后的短時間間隔內的相關性主要反映了已經患有這些疾病的人的紊亂炎癥或免疫的影響。NLR值作為反映體內炎癥狀態的一個生物指標。一些證據表明，NLR值>5與死亡風險增加有關，其他人提供的證據表明，NLR高的患者患肺炎的風險增加[40]。對卒中后相關性肺炎患者的研究中發現，卒中相關性肺炎組的白細胞、中性粒細胞、單核細胞和淋巴細胞水平高于非卒中相關性肺炎組，而淋巴細胞水平較低(P<0.05)，ROC曲線顯示，卒中相關性肺炎高單核細胞與淋巴細胞比值(MLR)的AUC值為0.779，卒中相關性肺炎最佳臨界值為0.388，特異性為64.7%，敏感性為81.3%，表明MLR是重癥卒中相關性肺炎的獨立危險因素，對卒中相關性肺炎患者的重癥肺炎有預測價值[41]。

NLR不僅僅卒中相關肺炎相關，在年齡較大(年齡≥60歲)的急性輕型卒中或短暫性腦缺血發作患者中，較高的NLR值是全身炎癥的標志，可在常規血液檢查中發現，是繼發性心血管事件的獨立預測因子[42]。研究發現急性缺血性卒中患者淋巴細胞減少與入院時較低NIHSS評分具有相關性[43]。此外，NLR在卒中預測中的使用及其與卒中預后不良的結果相關性較大[44,45]。同時，在一項納入277名急性缺血性卒中的成年患者中發現，基線低NLR值是卒中后3個月神經功能恢復的重要預測因子(調整后OR=0.89，95%CI= 0.80～0.99，P=0.035)[46]。然而，缺少NLR在缺血性卒中和缺血性卒中患者之間的比較。另外，在1 131例腦卒中患者中，454例患者入院時根據NLR分為3組，NLR較高地區的患者出院時可能有嚴重的神經功能缺損。較高的NLR值與mRS評分的不利變化有關(P<0.001)[47]。肖興莉等[48]發現急性腦梗死患者入院早期NLR水平異常增高,增高水平與病情嚴重程度及預后密切相關。有趣的是，首發缺血性腦卒中患者HbA1c、TBIL、Glu、TC、Cre和NLR與住院費用關系密切,有一定預測價值[49]，也反映出NLR與缺血性卒中的關系。

同樣PLR，也作為一個容易獲得的炎性標志物，可以顯示全身炎癥過程[50]。利用PLR對急性缺血性卒中3個月后功能結果預測時發現，高PLR值與3個月后不良結果相關[51]，特別是與NLR相結合時，能更準確地識別高風險患者。Gong等[52]探討NLR、PLR和淋巴細胞與單核細胞比率(LMR)與溶栓后早期神經功能預后的關系中發現NLR、PLR和LMR與溶栓后終點相關，NLR和PLR可以預測溶栓后早期神經功能惡化，NLR與溶栓后的早期神經功能改善有關。在對141名卒中后抑郁(PSD)患者研究發現較低的LMR值與PSD嚴重程度顯著相關(中位數:OR 1.883，P=0.031最低比率:或2.633，P=0.001),ROC曲線表明，LMR作為PSD預測因子的最佳截斷值為3.14，其靈敏度為72.4%，特異性為68.1%[53]。

與之相關的研究也顯示出NLR、PLR與機械血栓切除術治療急性缺血性卒中后3個月的預后相關[54]。NLR和LMR最能區分頸腦動脈夾層的最佳臨界值分別為2.35(靈敏度為81%，特異性為63%)和3.67(靈敏度為64%，特異性為77%)。低LMR水平和高NLR水平可能與頸腦動脈夾層引起的急性呼吸道感染的嚴重程度相關[55]。單核細胞和巨噬細胞是先天免疫的重要組成部分，可以調節促炎和抗炎過程[56]。單核細胞與高密度脂蛋白比值(MHR)預測急性缺血性卒中的預后研究中ROC分析表明，MHR的ROC曲線下面積為0.67，MHR的最佳預測臨界值為0.51，靈敏度為62.3%，特異性為66.5%。MHR可能是急性缺血性卒中患者不良功能結局的一個重要且獨立的預測因子[57,58]。Sun等[59]證明了入院時較高的MHR和較高的單核細胞計數均可預測急性缺血性卒中患者的卒中相關性肺炎。血常規中容易獲得的炎性標志物能夠較好地反映機體炎癥狀態，為臨床治療、診斷以及預后的評估提供可靠而又低廉的方法，值得臨床推廣和進一步研究。

綜上所述，炎性反應作為急性缺血性卒中的一個重要因果因素，會加重神經功能缺損狀況，引起免疫細胞募集。而NLR、PLR、LMR、MHR均為一種容易獲得的血常規炎性標志物，都能更好的預測急性缺血性卒中的結局，為臨床診斷、治療提供便捷的方法。筆者考慮到目前的研究多涉及到其中一項或者兩項炎性標志物參與對急性缺血性卒中預后的評價，發現鮮有研究同時對其中三項或者四項進行前瞻性研究。并且，現有的臨床研究多涉及正常人與急性缺血性卒中患者作為研究對象，缺少在急性缺血性卒中組內之間的研究。因此，在不久的將來，有必要在急性缺血性卒中不同分型中進行臨床研究，明確血常規容易獲得炎性標志物在它們之間的敏感性及特異性。