動脈瘤性蛛網膜下隙出血病人血清犬尿氨酸水平與腦水腫相關性

謝永帆,周勇,王永意,徐志明,李彤,王偉民

(青島大學附屬青島市市立醫院神經外科,山東 青島 266011)

動脈瘤性蛛網膜下隙出血(aSAH)是常見的神經科急重癥，病死率和致殘率高。近年來大量研究顯示，早期腦損傷(EBI)在aSAH病情進展中具有重要作用[1]，其中腦水腫是aSAH后EBI常見且重要的特征[2]。腦水腫分子機制研究不斷深入，為aSAH臨床治療提供了新方向[3]。色氨酸(TRP)在人體內主要經犬尿氨酸途徑(KP)代謝，TRP在色氨酸-2,3-雙加氧酶(TDO)或吲哚胺-2,3-雙加氧酶(IDO)的作用下，首先生成中間產物犬尿氨酸(KYN)，其兩條下游代謝分支則分別生成喹啉酸(QA)和犬尿喹啉酸(KYNA)[4]。有研究結果顯示，KP代謝物在中樞神經系統疾病中發生顯著性變化[5]，但在aSAH中變化及其作用尚無相關報道。本研究擬探討aSAH病人血清KP代謝物水平變化及其與腦水腫的相關性。

1 資料與方法

1.1 研究對象

以2019年6月—2020年1月我科收治的34例aSAH 病人作為研究組。納入標準：①經顱腦CT和(或)MRI檢查,符合蛛網膜下隙出血(SAH)診斷標準；②CT血管造影(CTA)/核磁血管造影(MRA)/數字減影血管造影(DSA)證實為動脈瘤破裂出血,并行介入栓塞治療; ③發病至入院時間 ≤ 24 h，并完成靜脈血采集和顱腦CT檢查；④年齡為18～70歲；⑤臨床資料齊全；⑥獲得病人或親屬的知情同意。排除標準：①其他疾病引起的aSAH，如外傷、動靜脈畸形等；②既往有顱腦腫瘤、腦卒中、顱內感染等病史者; ③合并嚴重的其他系統疾病如心肺功能不全、肝腎功能不全者；④妊娠期或哺乳期女性；⑤拒絕參與試驗及隨訪；⑥臨床資料缺失。同期選取該院體檢中心性別、年齡相匹配的健康志愿者28例作為對照組。本研究經我院倫理委員會批準，獲得病人或其親屬書面知情同意。

本研究納入的34例aSAH病人中，1例住院時間不足7 d失訪，1例介入治療后再出血行開顱夾閉手術治療，最終納入32例aSAH病人，其中男10例，女22例，年齡(53.3±9.3)歲；對照組28例中男11例，女17例，年齡(49.9±7.6)歲。兩組性別及年齡差異無統計學意義 (P>0.05)。

1.2 血清KP代謝物水平測定

1.2.1主要儀器及試劑 Waters 2695型高效液相色譜儀，Agilent 6890-5973型氣相色譜-質譜聯用(GC/MS)儀。L-TRP(純度99.0%～101.0%)、L-KYN(純度≥98%)、L-KYNA(純度≥98%)、QA(純度99%)、乙酸鈉、三氯乙酸、乙酸鋅、乙腈、冰醋酸、三氟乙酸酐、六氟異丙醇、甲苯、碳酸氫鈉、無水硫酸鈉購自美國Sigma-Aldrich公司。[2H3]-QA(純度99%)，由加拿大TRC公司提供。

1.2.2樣品采集及測定 研究組分別于發病24 h內(1 d)及入院后2、3、4、7 d采集靜脈血5 mL，對照組體檢時單次采集靜脈血5 mL，3 000 r/min離心10 min，取上層血清至離心管中，-80 ℃保存。參照DARLINGTON等[8]的方法，使用高效液相色譜(HPLC)法分別測定血清TRP、KYN和KYNA濃度；參考SMYTHE 等[9]方法，使用GC/MS法測定血清QA濃度。

1.3 腦水腫影像學分級

aSAH病人發病24 h內行顱腦CT檢查，對照組體檢時行顱腦CT檢查，使用SAH早期腦水腫評分(SEBES)評估腦水腫程度[10]。SEBES分為0～4級：①選定基底池上方的丘腦/基底節島葉層面、側腦室上方的半卵圓中心層面作為研究層面，評估其灰白質連接處是否結構模糊、腦溝消失；②2個層面的左、右半球共4個部位，1個部位腦溝缺失計1分，無缺失計0分，4個部位總和得分即為SEBES級別。由2名獨立的神經科醫師盲法評分，當二者結果存在差異時，由獨立的第3名審查員盲法評分，以其結果為準。

1.4 統計學方法

使用SPSS 22.0方法進行統計學分析。計量資料應用中位數及四分位數間距(M,QR)表示，應用Shapiro-Wilk方法檢驗數據是否符合正態分布，非正態分布數據經對數轉換服從正態分布。多組間比較使用單因素方差分析，兩兩比較使用LSD-t檢驗；相關性分析使用Spearman秩相關。以P<0.05為差異有統計學意義。

2 結 果

2.1 兩組血清KP代謝物水平比較

研究組入院后2、3、4 d血清中TRP濃度較對照組降低，差異均具有統計學意義(F=5.340，P<0.01)；而在入院后7 d時TRP濃度與對照組相比差異無統計學意義(P>0.05)。研究組病人入院后1～3 d血清KYN濃度與對照組相比差異無統計學意義(P>0.05)，但在入院后4、7 d時較對照組顯著升高(F=6.841，P<0.01)。血清KYNA濃度在入院后1～4 d呈現上升趨勢，入院后3、4 d時較對照組顯著升高(F=3.040，P<0.05)，7 d時KYNA濃度較4 d時小幅降低，但仍明顯高于對照組(P<0.05)。研究組入院后2、3、4 d血清QA濃度較對照組顯著升高，差異有統計學意義(F=8.690，P<0.01)，7 d時血清QA濃度仍處于較高水平(P<0.01)。見表1。

2.3 aSAH病人血清KP代謝物水平與腦水腫程度相關性

SEBES評估結果顯示，本文所納入的32例aSAH病人中，SEBES為0級者7例(21.9%)，1級者3例(9.4%)，2級者5例(15.6%)，3級者4例(12.5%)，4級者13例(40.6%)。病人入院后1 d的血清TRP、KYN、KYNA水平與SEBES均無顯著相關性(r=-0.11～0.28，P>0.05)，而發病后1 d的QA濃度與SEBES呈顯著正相關(r=0.39，P<0.05)。見圖1。

表1 兩組不同時間點各指標檢測結果比較(M,QR)

A：健康志愿者，無aSAH，血清QA濃度307 nmol/L；B:aSAH病人，SEBES級別2級，血清QA濃度為324 nmol/L；C:aSAH病人，SEBES級別4級，血清QA濃度為382 nmol/L。上下兩個圖分別為CT掃描的兩個層面。

3 討 論

顱內動脈瘤介入栓塞術是目前治療aSAH的主要手段之一[11]，盡管介入栓塞有效地中止了破裂動脈瘤的再出血，但由先前已破入蛛網膜下隙血液所引起的繼發性腦損傷仍可導致aSAH病情進展惡化。目前，多數學者認為對aSAH發生后出現的EBI采取積極的干預措施，能夠有效降低病人急性期的病死率，并改善短期和長期預后[12]。目前已發現眾多涉及EBI的可干預靶點。有研究發現，創傷性腦損傷(TBI)病人血清TRP水平降低[13]，而缺血性卒中病人卒中發生后TRP水平升高[14]。作為KP的上游底物，多種因素可影響血清TRP水平的變化。有研究顯示，在TBI發生后，IDO1/TDO活性增強，可以促進外周TRP分解代謝并向中樞轉運，導致外周血中TRP的耗竭進而引起血清TRP含量明顯下降[13]。而KYN、KYNA和QA主要受IDO1/TDO代謝調控影響，研究已顯示KYNA可拮抗神經興奮毒性，發揮抗氧化作用，產生神經保護作用；而QA則是一種神經毒素，可產生興奮性神經毒性，介導自由基生成和氧化應激，引起腦損傷[15]。

本研究對aSAH病人血清KP代謝物含量變化檢測結果顯示，aSAH后早期TRP濃度即顯著降低；而血清KYN水平在aSAH發生后4、7 d時顯著升高；血清KYNA水平在aSAH發生后呈升高趨勢，在aSAH發生后3～4 d達到峰值；另一代謝產物QA在aSAH急性期有逐步升高趨勢，并且相比于KYNA濃度變化更為顯著。推測aSAH后急性期病人體內KP代謝被激活，這些特征產物可能與aSAH的急性期腦損傷具有潛在相關性。

作為EBI的核心病理生理改變之一，腦水腫嚴重程度與aSAH病人的不良結局顯著相關，是影響aSAH病人預后的重要因素[16]。特別是在腦卒中發生后的急性期，對腦水腫進行有效干預可降低病人病死率，改善長期預后[3]。有研究表明，出血性腦卒中發生后腦水腫通常在48 h內快速進展[17]。近期有研究顯示，應用SEBES系統可對aSAH局灶性和整體性腦水腫進行半定量評分分級，這為臨床研究aSAH病人腦水腫程度提供了便捷的評估手段[18]。本文研究使用SEBES評估aSAH后EBI階段的腦水腫程度，結果顯示SEBES分布與EIBACH等[18]研究結果相似。進一步分析血清KP代謝物與SEBES相關性，結果顯示QA水平與腦水腫程度呈顯著正相關，KYNA與SEBES無顯著相關性。由此認為QA產生增多也可能參與到aSAH后EBI過程中，并且可能是加重aSAH腦水腫的重要因素。但目前aSAH發生后QA誘發腦水腫的具體機制尚不清楚，有待進一步研究證實。

綜上所述，aSAH急性期病人體內KP代謝物發生顯著變化，aSAH后血清QA水平與腦水腫程度存在相關性。QA作為一種KP代謝物，可以間接反映aSAH后急性期腦水腫的程度，是早期預測腦水腫發生發展的潛在生物標志物。本研究仍有不足之處：由于研究數據來源為單中心收集病人，研究結果可能產生部分偏倚，故其結論還需要更大樣本、多中心的研究來證實和完善。