COL4A1/A2基因變異在腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血和梗死后出血轉(zhuǎn)化散發(fā)性出血性腦血管病的不同表達(dá)和機(jī)制

郝丕達(dá)

腦卒中是引起人類死亡及致殘的重要原因，對(duì)患者家庭及社會(huì)均造成了極大的精神壓力及經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，且伴隨著人口老齡化態(tài)勢(shì)的加劇，受腦卒中影響的病例與日俱增，應(yīng)予以足夠重視[1-2]。腦卒中常見類型包括腦出血（intracerebral hemorrhage，ICH）、蛛網(wǎng)膜下腔出血（subarachnoid hemorrhage，SAH）及腦梗死等[3]。其中ICH 主要是指原發(fā)性且與外傷無(wú)關(guān)的一類腦實(shí)質(zhì)內(nèi)出血，在腦卒中占比20%～30%，具有致殘率高及病死率高的特點(diǎn)[4]。SAH 則是由顱內(nèi)血管破裂引起的血液內(nèi)流至蛛網(wǎng)膜下腔所致的一種腦卒中，病因包括顱內(nèi)動(dòng)脈瘤及腦血管畸形等，普遍預(yù)后欠佳[5]。梗死后出血轉(zhuǎn)化（post-infarction hemorrhagic transformation，HT）主要是指急性腦梗死后出現(xiàn)的腦內(nèi)出血，屬于缺血性卒中的重要并發(fā)癥之一，會(huì)直接加劇腦損傷，增加臨床治療難度，病情進(jìn)展迅速，死亡風(fēng)險(xiǎn)較高[6]。故此，如何有效診治上述疾病具有極其重要的意義。Ⅳ型膠原蛋白基因α1（collagen type Ⅳ α1，COL4A1）及Ⅳ型膠原蛋白基因α2（COL4A2）位于人13 號(hào)染色體上，主要是編碼Ⅳ型膠原蛋白的α1 及α2 鏈，一旦該基因發(fā)生突變，可能導(dǎo)致血管基底膜的穩(wěn)定性變差，從而在環(huán)境等因素的共同作用下出現(xiàn)血管破裂，最終引發(fā)多種腦血管病[7-8]。鑒于此，本文通過研究COL4A1A2 基因變異在ICH、SAH 和HT 散發(fā)性出血性腦血管病的不同表達(dá)和機(jī)制，以期為上述疾病的診治提供新的靶點(diǎn)和思路，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性分析臨沂市第三人民醫(yī)院2019 年2 月-2021 年10 月收治的67 例ICH 患者（ICH 組）、61 例SAH 患者（SAH 組）及58 例HT患者（HT 組）相關(guān)資料。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）所有受試者均經(jīng)頭顱CT 或/和磁共振成像（MRI）檢查確診；（2）均為首次發(fā)病；（3）年齡處于18 歲以上；（4）臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）伴有其他重要臟器功能不全或/和惡性病變；（2）合并血液系統(tǒng)疾病或/和感染；（3）神志異常。另取同期在醫(yī)院接受體檢健康志愿者50 例記作對(duì)照組。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡處于18 歲以上；（2）臨床資料完整；（3）均無(wú)疾病的健康人員。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）神志異常；（2）因故無(wú)法完成相關(guān)研究/檢查。本研究經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法 （1）基因檢測(cè)：借助家系全外顯子基因檢測(cè)技術(shù)完成對(duì)所有受試者外周血基因組DNA 的測(cè)序，且通過Sanger 測(cè)序完成相關(guān)結(jié)果的驗(yàn)證。之后按照變異類型、群體頻率及和患者主要表型特征有關(guān)的基因列表篩選變異。借助Mutation taster 與PolyPhen-2 等生物信息學(xué)蛋白功能預(yù)測(cè)軟件完成蛋白功能的預(yù)測(cè)工作。（2）分組方式：對(duì)所有患者均開展治療后半年的隨訪觀察，將其按照預(yù)后的差異分作預(yù)后良好組（存活且無(wú)復(fù)發(fā)）及預(yù)后不良組（死亡或復(fù)發(fā)）。ICH 患者死亡或復(fù)發(fā)25 例，SAH患者死亡或復(fù)發(fā)18 例，HT 患者死亡或復(fù)發(fā)20 例。

1.3 觀察指標(biāo) 比較各組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率，不同預(yù)后ICH、SAH 及HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 24.0 軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理，計(jì)量資料以（）表示，行t 檢驗(yàn)，多組間對(duì)比采用單因素方差分析；計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，行X2檢驗(yàn)。多組率的兩兩比較應(yīng)采用Bonferroni方法校正，檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=原α 水平/比較次數(shù)，即0.05/4=0.013。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 四組一般資料比較 ICH 組67 例中男37 例，女30 例；年齡32～79 歲，平均（57.26±10.56）歲；體重指數(shù)（BMI）18～32 kg/m2，平均（23.16±1.12）kg/m2。SAH 組61 例中男35 例，女26 例；年齡31～81 歲，平均（57.55±10.82）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（23.36±1.09）kg/m2。HT 組58 例中男34 例，女24 例；年齡30～80 歲，平均（57.09±10.26）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（22.94±1.05）kg/m2。對(duì)照組50 例中男28 例，女22 例；年齡33～78 歲，平均（57.12±10.36）歲；BMI 18～32 kg/m2，平均（23.08±1.08）kg/m2。四組上述資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。

2.2 四組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率對(duì)比 ICH 組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率分別為8.96%、7.46%，均高于對(duì)照組（X2=4.720、3.898，P=0.030、0.048）；SAH 組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率分別為8.20%、8.20%，均高于對(duì)照組（X2=4.292、4.292，P=0.038、0.038）；HT 組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率分別為13.79%、12.07%，均高于對(duì)照組（X2=7.448、6.453，P=0.006、0.011）。見表1。

表1 四組COL4A1/A2基因變異發(fā)生率對(duì)比[例（%）]

2.3 不同預(yù)后ICH 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率對(duì)比 預(yù)后不良ICH 患者COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率均高于預(yù)后良好患者（P＜0.05），見表2。

表2 不同預(yù)后ICH患者的COL4A1/A2基因變異發(fā)生率對(duì)比[例（%）]

2.4 不同預(yù)后SAH 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率對(duì)比 預(yù)后不良SAH 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率均高于預(yù)后良好患者（P＜0.05），見表3。

表3 不同預(yù)后SAH患者的COL4A1/A2基因變異發(fā)生率對(duì)比[例（%）]

2.5 不同預(yù)后HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率對(duì)比 預(yù)后不良HT 患者的COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率均高于預(yù)后良好患者（P＜0.05），見表4。

表4 不同預(yù)后HT患者的COL4A1/A2基因變異發(fā)生率對(duì)比[例（%）]

3 討論

出血性腦血管病是一類預(yù)后相對(duì)不良的腦血管疾病，其中血腦屏障受損介導(dǎo)了腦出血發(fā)病、血腫擴(kuò)大及顱內(nèi)壓升高等病理變化過程[9-10]。基底膜成分異常改變反映了血腦屏障破壞，其主要成分之一的Ⅳ型膠原是用以觀察血腦屏障破壞與否的可靠指標(biāo)之一。COL4A1 和COL4A2 為相鄰存在的Ⅳ型膠原家族重要成員之一，兩者共用啟動(dòng)子且轉(zhuǎn)錄共調(diào)控，由于上述兩個(gè)基因的特點(diǎn)及功能高度相似，往往被當(dāng)作一個(gè)基因被研究[11-12]。由此推測(cè)，COL4A1/A2 變異可能引發(fā)基底膜受損，進(jìn)一步促進(jìn)了血管疾病的發(fā)生、進(jìn)展。目前，已有研究報(bào)道發(fā)現(xiàn)，COL4A1/A2 變異和動(dòng)脈粥樣硬化性疾病有關(guān)，且該基因多態(tài)性直接影響動(dòng)脈粥樣硬化斑塊穩(wěn)定性[13-14]。故此，探究COL4A1/A2 變異和散發(fā)性出血性腦血管病的關(guān)系及其機(jī)制具有一定意義。

本文結(jié)果顯示，ICH 組、SAH 組 及HT 組COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率均高于對(duì)照組。這反映了ICH、SAH 及HT 患者均存在明顯的COL4A1/A2基因變異。究其原因，COL4A1/A2 基因變異可通過調(diào)控基底膜重要組成成分之一的Ⅳ型膠原蛋白合成，從而間接影響血管基底膜穩(wěn)定性，為出血性腦血管病的發(fā)生提供了病理基礎(chǔ)。同時(shí)，COL4A1/A2 基因變異可能導(dǎo)致其相關(guān)轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物從甘氨酸朝谷氨酸方向轉(zhuǎn)換，進(jìn)一步引起膠原4A1 蛋白的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性降低，進(jìn)一步導(dǎo)致基底膜不穩(wěn)定情況的發(fā)生，增加了顱內(nèi)出血風(fēng)險(xiǎn)。Chung 等[15]的研究發(fā)現(xiàn)，COL4A1/A2基因變與散發(fā)性腦出血的發(fā)病有關(guān)。Li 等[16]的研究亦發(fā)現(xiàn)COL4A1/A2 基因變異和缺血性腦卒中息息相關(guān)。索閱等[17]的研究亦闡述了COL4A1/A2 基因變異和出血性腦血管病、HT 存在明顯相關(guān)性。上述研究均為本文結(jié)果提供了佐證，提示了臨床篩查COL4A1/A2 基因變異可能有助于二級(jí)預(yù)防及急性期治療。此外，預(yù)后不良的ICH、SAH 及HT 患者COL4A1/A2 基因變異發(fā)生率明顯更高。提示了COL4A1/A2 基因變異可能和散發(fā)性出血性腦血管病預(yù)后有關(guān)，并在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。考慮原因，COL4A1/A2 基因變異可能引起異常折疊的COL4A1 及A2 蛋白大量積聚在胞內(nèi)，從而對(duì)基底膜穩(wěn)定性造成破壞，降低其調(diào)節(jié)功能，進(jìn)而引發(fā)腦內(nèi)出血、血腫擴(kuò)大及腦水腫等，導(dǎo)致預(yù)后不良。同時(shí)，COL4A1/A2 基因變異會(huì)導(dǎo)致基底膜被破壞，增加血腦屏障通透性，引發(fā)顱內(nèi)壓增高及腦水腫，促使死亡風(fēng)險(xiǎn)增加[18-20]。由此推測(cè)，通過檢測(cè)COL4A1/A2基因變異情況，可為臨床出血性腦血管病、HT 患者的預(yù)后預(yù)測(cè)提供參考依據(jù)。然而，本研究仍有不足之處，如未排除年齡、治療方式及病變程度等混雜因素對(duì)預(yù)后造成的影響，可能導(dǎo)致研究結(jié)果出現(xiàn)偏倚，應(yīng)予以足夠重視。

綜上所述，COL4A1/A2 基因變異參與ICH、SAH 及HT 發(fā)生、發(fā)展，以及預(yù)后過程，其主要作用機(jī)制可能和調(diào)控血管基底膜穩(wěn)定性有關(guān)。