腦小血管病性認知障礙血液學標志物的研究進展

謝榮基 劉洲 趙斌廣東醫科大學第一臨床醫學院，湛江 5400；廣東醫科大學附屬醫院神經內科，湛江 5400

通信作者：劉洲，Email：liuzhou102@126.com

隨著老齡化逐步攀升，腦血管病認知功能障礙的發病率也相應提高。如今，血管性認知障礙（vessel cognitive impairment，VCI）已躍居為排名第2的癡呆病因［1］，其中腦小血管病（cerebral small vessel disease，CSVD）被公認為VCI最常見的原因［2］。腦小血管病認知障礙（CSVCI）是血管性癡呆發展中的一個早期重要階段，是防治癡呆的關鍵時期。目前CSVCI 的診斷標準需滿足以下要素：證實存在認知功能障礙；證實存在腦小血管?。淮_定腦小血管病是引起認知功能障礙的主要因素；排除足以解釋記憶或其他認知損害的其他影像學改變或疾病。但是CSVCI患者在早期常無明顯癥狀，量表評估常無明顯異常，亦缺乏相關實驗室指標綜合判斷。因此，尋找血液學標志物有效評估及預防CSVCI具有重要意義。

膠質細胞相關標志物——血清S100β蛋白

S100 蛋白家族是一組酸性蛋白，主要存在于星型膠質細胞及雪旺細胞的胞漿中，參與調節細胞形態、細胞生長、能量代謝、細胞間通信、收縮和細胞內信號轉導。作為一種大小為21 kDa 的同源二聚體形式的腦源性蛋白，S100β 可在外周血中檢測到，不能自由通過血腦屏障（BBB）。據報道，檢測S100β 可以顯著反映健康個體和各種神經功能障礙患者的認知水平。此外，有研究發現S100β 與腦缺血、帕金森性認知障礙等有關［3］。Wang 等［4］研究不僅表明CSVD合并非癡呆性血管認知障礙（VCIND）患者血清S100β 水平升高，且簡易智力狀態檢查量表（MMSE）和蒙特利爾認知評估量表（MoCA）評估顯示，CSVD 合并VCIND 患者的S100β升高與認知功能降低有很強的相關性。S100β 水平作為一種潛在的認知功能障礙監測工具，為VCIND 早期干預提供了一個靶點。因此，血清S100β 水平可能是預測CSVCI 的生化標志物。張穎等［5］研究指出，對照組人群血清S100β水平低于CSVD 患者，認知功能正常者低于VCI 患者，差異均有統計學意義（均P＜0.05），說明S100β 水平與CSVCI 有關，S100β 水平與認知障礙呈負相關（P＜0.05）。logistic 回歸分析顯示S100β 是CSVCI 患者MoCA 評分的獨立危險因素。因此，S100β 可能是預測CSVCI 發生的標志物，在臨床實踐中可監測患者S100β 水平，早期采取干預措施，提高患者預后。

免疫相關的標志物——抗NR2谷氨酸受體抗體（NR2ab）

NR2 肽是谷氨酸NMDA 受體的N 端片段，可被缺血激活的蛋白酶切割而進入血流。這些肽片段可能充當外來抗原，異常高的濃度會引發免疫反應，從而在血液中產生可測量的自身抗體。據推測，高NR2ab 水平與類似于過量谷氨酸的“興奮性毒性”相關，大腦中不受控制的谷氨酸水平可能會導致興奮性毒性，損害神經元和內皮功能，并隨著血管源性水腫的發展破壞BBB 的完整性。有研究表明血清NR2ab 水平升高是急性局灶性神經系統癥狀、慢性腦和脊髓梗死患者急性腦缺血的分子生物標志物，并作為亞臨床腦損傷的預測因子。Dobrynina 等［6］研究表明，血清NR2ab水平與認知障礙的嚴重程度相關（P=0.009），且CSVCI 患者的NR2ab 水平顯著高于對照組（P=0.028、0.017）；在調整年齡和性別后，NR2ab 水平對于認知障礙的發展仍然具有統計學意義（P=0.029）；癡呆患者的NR2ab 水平往往更高（P=0.057）。這提示CSVD 早期階段的NR2ab 水平增加，并和CSVCI相關聯。

炎癥相關標志物

1、血清白細胞介素34（IL-34）

IL-34 是一種造血細胞因子，可作用于神經元、小膠質細胞和內皮細胞等多種細胞，以維持中樞神經系統的穩態。近年來，IL-34在神經系統疾病中的作用逐漸受到關注。研究表明，它的血清水平可能是動脈粥樣硬化的重要生物標志物。系統性紅斑狼瘡（SLE）患者血清IL-34 升高，可作為SLE 的診斷標志物。此外，IL-34 可用作預測糖尿病并發癥風險潛在炎癥生物標志物。IL-34 水平升高與心肌梗死后心力衰竭風險增加和預后不良有關。Wang等［7］研究結果發現，血管性癡呆（VaD）患者血清IL-34 水平顯著降低，這可能是VaD患者認知障礙的獨立預測因子。

2、血漿脂蛋白相關的磷脂酶A2（Lp-PLA2）、超氧化物歧化酶（SOD）

Lp-PLA2 是心腦血管疾病的酶和促炎標志物。Lp-PLA2會產生強化氧化應激反應，損傷血管內膜，并加快動脈粥樣硬化的進程，在缺血性腦卒中有著重要的作用。然而，有研究表明，Lp-PLA2在某些情況下具有抗氧化和抗炎功能。SOD 是一種催化超氧化物自由基轉化為過氧化氫（H2O2）和氧氣的酶，具有強大的抗炎活性。一項針對人體的最新研究表明，血漿SOD 可能是血管改變的標志。其他研究表明，較高水平的Lp-PLA2 與缺血性腦卒中和認知障礙有關。越來越多的證據表明，全身性炎癥介質，如SOD和Lp-PLA2，與CSVD 和認知障礙有關。Zhu等［8］研究中表明，Lp-PLA2和SOD可能通過血管和神經炎癥損害而直接參與CSVCI的發病機制。輕度或重度認知障礙患者Lp-PLA2和SOD 水平低于正常認知的患者。重度腦白質高信號（WMH）CSVD患者的Lp-PLA2和SOD水平明顯低于輕度或中度WMH 病變的患者。因此，Lp-PLA2 和SOD 是CSVCI的獨立預測因子，可被視為預防CSVCI的治療靶標。然而，牛雪芬等［9］研究表明Lp-PLA2 與CSVD 認知障礙嚴重程度呈正相關。與Zhu 等［8］研究結果相反，這有待進一步研究證實。

3、單 核 細 胞 趨 化 蛋 白-11（MCP-1）、正 五 聚 蛋 白3（PTX3）

MCP-1 作為趨化因子成員之一，可通過多種途徑造成神經元損傷，從而導致認知功能下降［10］。研究發現，血漿MCP-1 與阿爾茨海默?。ˋD）的發生和進程有關。血漿MCP-1 水平與AD 和VCI 患者認知功能下降及嚴重程度相關聯，MCP-1可作為生物標志物預測AD和VCI患者認知功能［11］。PTX3是一種急性炎癥蛋白，主要由血管內皮細胞產生，特別是在動脈粥樣硬化和炎癥刺激下，能引起血管內皮損傷，可作為一種標志物預測炎癥持續存在的時間［12］。有研究表明，PTX3 更能提示炎性反應，對VCI 預測更有效。因此，PTX3 能有效預測VCI。研究表明，MCP-1 和PTX3 與CSVCI 及病程有關，有望成為評估CSVCI 風險的血液學標志物［13］。因此，對CSVD 患者的血液中MCP-1和PTX3及時監測，對防治VCI具有重要作用。

4、白細胞介素1β（IL-1β）、腫瘤壞死因子α（TNF-α）

現仍未明白CSVCI的具體發病機制，然而，目前部分研究認為炎癥細胞因子誘發腦血管內皮細胞過度激活、氧化應激等有關［14］。TNF-α 和IL-1β 作為重要的炎癥因子，對CSVD 認知障礙有重要影響作用。研究表明血清TNF-α 以及IL-1β 水平均明顯高于對照組、non-VCI 組（均P＜0.05）；且相關性分析發現，血清TNF-α 以及IL-1β 水平均與認知障礙呈負相關，主要表現在執行功能、MoCA、注意力、計算力［15］，提示TNF-α 和IL-1β 可加重CSVCI。它們在CSVCI的發生、病程進展發揮著重要作用，但國內外研究對其機制仍尚不明確。

5、基質金屬蛋白酶（MMP-9）、超敏C-反應蛋白（hs-CRP）

MMP-9 在腦和BBB 中的病理生理均有重要作用，對維持神經網絡和BBB 的完整性均至關重要。MMP-9 是一種具有多種炎性生物活性的酶，在血管重構、早期動脈粥樣硬化和動脈斑塊破裂中起著關鍵作用。高水平的MMP-9，可以通過斑塊破損和促進血栓形成，從而導致急性缺血性卒中。hs-CRP 也是一種參與動脈粥樣硬化、敏感性強的炎癥血液學標志物。趙玲等［16］研究表明，MoCA 與hs-CRP 高度負相關（r=-5.739，P＜0.05）；MoCA 與MMP-9 中度負相關（r=-3.895，P＜0.05）。CSVCI 程度與MMP-9 及hs-CRP 水平存在相關性。牛雪芬等［13］研究指出，MMP-9 與CSVCI 及認知障礙程度有關，且為VCI 的獨立危險因素。因此，早期檢測CSVD 患者的MMP-9 及hs-CRP 水平，為CSVCI 的早期預防提供重要的參考價值。

內皮細胞相關標志物

1、非對稱性二甲基精氨酸（ADMA）

ADMA 是一種對一氧化氮（NO）合酶有抑制作用的氨基酸，可以抑制NO對血管舒張和內皮功能的影響。有研究發現，CSVD 患者血漿中ADMA 的水平升高。實際上，ADMA 水平的升高已被認為是動脈粥樣硬化和相關心血管疾病的危險因素。也有證據表明ADMA 和NO 的調節與認知功能障礙有關［17］。ADMA 的增加會導致NO 下降，從而導致腦血流量減少，白質纖維水腫和脫髓鞘，并產生β-淀粉樣蛋白前體蛋白，最終導致學習和記憶障礙。Gao 等［18］研究結果發現，孤立腔隙性梗死（ILI）病變患者ADMA 水平顯著升高，與多發性腔隙性梗死（MLI）患者相比，差異有統計學 意 義［（13.59±15.22）μmol∕L 比（7.18±10.14）μmol∕L，P＜0.05］；與腦萎縮性白質疏松癥（LACA）患者相比，腦白質疏松癥（LA）病變患者ADMA 顯著降低［（6.87±11.12）μmol∕L比（9.70±13.00）μmol∕L，P＜0.05］；亞組分析顯示，LA 病變患者ADMA水平與MoCA評分顯著相關（P＜0.05）；研究結果表明，認知功能受到SVD 的LA 和LACA 的影響更大。進一步的研究將有助于發現ADMA 對SVD 的發病機制，并可能有助于確定LA 引起的嚴重認知功能下降的因素。因此，ADMA 可能是潛在的治療靶標，在水平升高的患者中抑制或阻斷其病理作用可能有助于最大程度地降低認知障礙。

2、血清色素上皮衍生因子（PEDF）、血管內皮生長因子（VEGF）

PEDF 具有調節血管通透性、抗炎和抗氧化作用，而VEGF是已知的促進血管生成最強的因子之一，亦有很強的血管通透誘導作用，二者均對血管內皮功能及BBB 通透性產生重要影響［19-20］。郭霞等［21］研究表明：血清VEGF濃度升高是CSVCI 的獨立危險因素，血清PEDF 是CSVD 患者認知功能障礙的獨立保護因素，血清VEGF 濃度預測CSVCI 的曲線下面積為0.733（95%CI0.669～0.796，P＜0.001），最佳截斷值為128.61 ng∕L，靈敏度為0.800，特異度為0.617；血清PEDF濃度預測CSVD認知障礙的曲線下面積為0.747（95%CI0.683～0.811，P＜0.001），最佳截斷值為100.95 μg∕L，靈敏度為0.901，特異度為0.563；二者聯合預測CSVCI的曲線下面積為0.769（95%CI0.705～0.832，P＜0.001），靈敏度為0.911，特異度為0.612；均具有較好的預測價值。

3、NO、內皮素-1（ET-1）

NO 是一種體內可調節血管源性舒張最關鍵的因子，具有多種作用（擴張血管、抑制炎癥、血小板聚集等）［22-23］。因此，當NO 代謝障礙時，血管收縮更強，因而使血壓升高，而高血壓病已公認為CSVCI 的危險因素［24］。ET-1 是一種作用時間最長、作用最強烈的收縮因子，多種中樞神經細胞均能合成ET-1，其受體廣泛分布于腦血管，其對腦血管具有廣泛的病理生理作用［25］。高濃度ET-1 可對皮層下小血管產生強烈持久的收縮作用。王雅楠等［26］研究表明，CSVD患者血清NO、ET-1 與VCI 程度密切相關，其中NO 為保護性因素，ET-1 為危險因素，在認知障礙的發生、發展過程中可能發揮一定的作用，為早期識別和預防CSVCI 提供參考依據。

激素相關標志物

1、血清胰島素樣生長因子-1（IGF-1）

IGF-1 廣泛表達于中樞神經系統，參與生長、發育、壽命和衰老等。有證據表明，IGF-1 在中樞神經系統中起著至關重要的作用。它可以通過抑制神經元凋亡、降低Ab 蛋白的神經毒性、抑制tau 蛋白的過度磷酸化、保護膽堿能神經等作用來降低糖尿病患者認知障礙的風險。據報道，IGF-1 有修復細胞、減輕腦缺血缺氧損傷、降低神經毒性、抑制鈣穩態破壞、改善胰島素抵抗和高血糖作用。有研究表明，較低的IGF-1 濃度與較高的癡呆風險有關［27］。Kang等［28］研究發現，與沒有認知障礙的患者相比，患有CSVCI的患者的IGF-1 水平顯著降低；還觀察到IGF-1 和MoCA 之間存在顯著相關性，表明血清IGF-1 水平的降低是CSVCI 的危險因素。IGF-1 可能通過特定的信號通路發揮神經保護作用，從而改善認知功能。據報道，生長激素（GH）和GH∕IGF-1軸的活性下降會降低IGF-1濃度并降低IGF-1 信號通路的功能，從而導致人類和動物出現認知障礙老化模型。綜上所述，低水平的血清IGF-1 與CSVCI 密切相關，可能作為CSVCI風險的標志物。

2、甘油三酯-葡萄糖指數（TyG指數）

胰島素抵抗為外周組織對胰島素敏感性降低導致的一種病理狀態。胰島素抵抗促進動脈粥樣硬化，促進血管收縮，導致血壓升高、腦灌注減少，腦組織缺血缺氧，從而增加CSVD 患者VCI 的風險。TyG 指數被認為是反映胰島素抵抗簡單、可靠的指標［29］。有研究表明，胰島素抵抗與CSVCI密切相關［30-31］。郭嘯鳴等［32］研究表明：VCI組患者TyG 指數較高，TyG 指數≥8.78 時，對CSVD 患者VCI 有中等預測價值；且TyG 指數與≥60 歲CSVD 患者發生VCI 的風險呈正相關，表明胰島素抵抗促進了CSVD 患者VCI 的發生、發展。因此，TyG 指數對CSVD 患者VCI 的早期篩查有一定的臨床應用價值。Jiang等［33］研究中將TyG指數作為一種新的胰島素抵抗標志物，可以代表外周組織的胰島素敏感性；結果表明，TyG 指數與CSVCI 密切相關，可能代表CSVD 的臨床治療靶點。因此，TyG指數可能具有預測CSVCI的重要價值。

3、血清Klotho蛋白、成纖維細胞生長因子23（FGF23）

Klotho 蛋白是一種最新發現的由Klotho 基因表達的蛋白質。有研究證實，小鼠體內Klotho 基因過表達可延長壽命［34］。有研究發現，敲除Klotho基因的小鼠在學習和記憶方面表現出困難，海馬突觸數量減少、軸突運輸受阻并出現海馬神經退化［35］。FGF23為一種磷脂激素，可促進腎磷酸鹽排泄和抑制骨化三醇的合成。既往研究發現，Klotho∕FGF23軸可能是慢性腎臟?。╟hronic kidney diseases，CKD）和心血管疾?。╟ardiovascular diseases，CVD）的血清標志物，并且有可能是引起CKD、CVD 病情進展的致病因素［36］。劉平國等［37］研究表明：CSVD 患者血清Klotho 蛋白水平明顯降低，隨著CSVD患者病情加重，血清Klotho 蛋白水平呈明顯下降趨勢，且伴認知功能障礙患者血清Klotho 蛋白水平明顯低于無認知功能障礙患者，表明血清Klotho蛋白水平可能與CSVD 患者病情發生發展有關，高水平血清Klotho蛋白可能對CSVD 患者認知功能起保護作用。因此，隨著CSVD 患者病情加重，患者血清Klotho 水平逐漸降低，FGF23 水平逐漸升高，與患者認知功能障礙有關。因此，檢測血清Klotho、FGF23 水平對評估CSVD患者病情進展有一定意義，值得進一步研究。

腦脊液生物標志物

1、神經絲輕鏈（NfL）

NfL是神經軸突細胞骨架的一個組成部分，它參與軸突徑向生長、神經軸突穩定性以及電導率等生理過程。已知，神經系統內的病理過程會導致神經軸突損傷和NfL 主要釋放到腦脊液中，外周血中NfL 含量極少。因此，腦脊液的NfL 測量作為神經系統疾病的標志物越來越成為人們關注的焦點。最近，腦脊液中NfL 已被證明可作為各種神經血管疾病預測和預后的潛在標志物。Peters 等［38］研究發現腦脊液NfL 水平與CSVD 患者未來的認知障礙相關，隨著基線NfL 水平的升高，患癡呆癥的風險增加。此外，NfL 被證明可以預測5 年內CSVD 患者認知能力下降和癡呆風險［39］。因此，NfL 對CSVCI 判斷及發展具有潛在的預測價值。總之，NfL 可預測與小血管疾病相關的癡呆風險，從而對CSVCI患者進行早期預防有重要價值。

2、血漿tau蛋白、β-淀粉樣蛋白（Aβ）

tau 蛋白是神經細胞骨架的重要組成成分，參與微管形成，在神經細胞間信號轉導、細胞遷移和神經突觸形成過程中起重要作用。Tau蛋白在神經細胞中分布十分豐富，當神經細胞發生凋亡時，tau 蛋白大量從神經細胞中釋放出來，進入腦脊液中。Aβ 產生于大腦，生理下Aβ 表達量很少，對未成熟和未分化的神經元具有一定營養作用。但AD 患者大腦中，Aβ 表達明顯上調，可發生嚴重和廣泛沉積，并引起氧化應激、細胞自噬和凋亡，對已分化和成熟神經元具有顯著毒性作用。近年來，有報道提出將生物標志物Aβ、tau蛋白和神經變性作為新的AD 診斷標準，并強調以Aβ 陽性為首選必要條件，只要腦內Aβ 陽性，不管是認知功能處于何種狀態，正常、輕度認知障礙還是癡呆患者均需歸屬于AD 的疾病譜系［40-41］。Liu 等［42］研究對Aβ40 和Aβ42 探索發現，有VCI 的CSVD 患者的血清Aβ42 水平高于沒有VCI 的CSVD 患者，而Aβ40 水平差異無統計學意義（P＞0.05）。此外，多因素分析表明，CSVD 患者的血清Aβ42水平與VCI獨立相關。Jang 等［43］研究結果指出，AT（Aβ∕tau）分類系統成功地對皮層下血管認知障礙（SVCI）患者進行了描述，發現A+獨立影響腦小血管疾病認知障礙；與A-SVCI 患者相比，A+T-SVCI 患者的認知衰退更嚴重；A+T+SVCI 患者也顯示出比A+T-SVCI 患者更大的認知能力下降；而且A+T-SVCI患者的海馬體積（HV）下降要比A-SVCI 患者的陡峭，而兩組之間的皮層變薄差異無統計學意義（P＞0.05）；與A+T-SVCI 患者相比，A+T+SVCI 患者的整體皮層變薄更大，而兩組的HV 下降差異無統計學意義（P＞0.05）。這表明AT系統可能在臨床診斷SVCI的研究框架中有用。

其他血液學標志物

既往研究表明，脂蛋白a（Lpa）、纖維蛋白原（FIB）、D 二聚體（D-D）與CSVD認知障礙存在相關性，與認知障礙存在正相關性［44］。研究得出，腦小血管病患者血尿酸（UA）、血漿同型半胱氨酸（Hcy）水平明顯升高，與認知功能障礙可能相關［45］，Wang 等［46］研究結果也有相關報道。研究得出，缺血性CSVD 患者血清堿性磷酸酶（ALP）及胱抑素C（CysC）水平顯著升高，并與患者認知功能呈負相關［47］。

結 語

目前社會老齡化日益嚴重，CSVCI 的發病率面臨著前所未有的挑戰，采取相應措施對其早期干預不僅對減輕患者及家庭負擔，對社會和國家經濟投入有著非常重要的意義。CSVCI 雖無法治愈，但可進行早期預防。對其血液學標志物的探索，預測CSVCI 發生和研究相關的發病機制將變得有跡可循，并可聯合神經影像、神經量表評估進一步提高CSVCI 診斷的靈敏度和特異度。在這篇綜述中，筆者總結了近10年CSVCI的血液學標志物及在CSVCI的早期預測價值。

但是，CSVCI 的血液學標志物與其他血管性認知障礙血液學標志物既有相同點，又有不同點。如Aβ［48-49］及S100β［50］既是CSVCI血液學標志物，又是腦出血后認知障礙的重要標志物。而血清鐵蛋白（FS）水平與神經功能相關指標如神經元特異性烯醇化酶（NSE）在腦出血患者中出現［51］。血清MMP-2 水平可能是預測腦淀粉樣血管病的腦內出血（CAA-ICH）患者認知障礙風險的生物標志物，而在CSVCI 患者暫未發現。因此，血液學標記物對CSVCI 的作用和意義還存在爭議，這需要進一步研究證實。