卵圓孔未閉相關卒中的診斷性生物標志物的臨床價值

周 丹, 李秀麗, 胡 浩, 翟少朋, 王滿俠

(蘭州大學第二醫院, 1. 神經內科, 2. 心內科, 甘肅 蘭州, 730030)

卵圓孔未閉(PFO)是卵圓孔的原發隔及繼發隔未融合遺留下的裂隙樣通道。以往人們并未認識到PFO會造成嚴重的臨床結果，因為大部分PFO并不會增加卒中風險，但隨著研究[1]發現PFO在卒中人群中較健康人發生率更高，是隱源性卒中(CS)的病因之一。2022年美國心血管造影和介入學會(SCAI)[2]明確應用PFO相關卒中(PFO-AS)取代不明原因卒中(ESUS), 標志著進一步肯定了PFO與ESUS的關系，提出PFO-AS是中高危PFO患者在無其他明確病因的情況下發生的缺血性卒中。由于PFO的生理性及卒中病因的多樣性，加大了PFO-AS的診斷難度，因此目前臨床上PFO-AS的診斷主要靠排他性診斷及反常性栓塞量表[3](RoPE)輔助診斷。臨床上常用RoPE量表評估PFO繼發CS的可能性大小，但其內容較為局限，且特異性及靈敏度不足，尚不能滿足臨床需求。本研究就國內外已報道的PFO-AS多種生物標志物進行探討，以期為臨床診斷提供經驗和參考。

1 基因突變相關生物標志物

PFO具有明顯的家族聚集性，呈常染色顯性遺傳，與這一觀察結果相一致的是，在發生PFO的青年卒中患者中，有雙胞胎的PFO發生率是無雙胞胎的3倍[4]。PFO的形成涉及復雜的遺傳途徑，但目前尚未發現與PFO有關的單一基因，可能受到不同遺傳因素綜合影響。研究[5]指出, Notch信號通路通過影響內皮細胞向間充質細胞轉化(EndMT)在卵圓孔關閉中發揮重要作用, EndMT將細胞轉化為成纖維細胞，導致組織融合。同時，心臟轉錄因子GATA4、TBX20、NKX2-5等參與了PFO的形成，且互相間具有協同作用，與野生型小鼠相比，TBX20基因缺陷的小鼠PFO發生率增加了1倍以上, NKX2-5雜合子缺失的小鼠顯著提高2.5～3.5倍。有趣的是，當這2個基因均缺失時，發生復雜型PFO甚至房間隔缺損的概率更高，導致PFO-AS的可能性更大[5-6]。HVIID C V B等[7]發現獲得性(如抗磷脂抗體)或遺傳性血栓形成[FV(G1691A)和PT(G20210A)突變]導致PFO-AS的風險增加。BRISSON R T等[8]則發現同型半胱氨酸的代謝途徑中亞甲基四氫葉酸還原酶(MTHFR)C677T突變為血栓前突變，當合并PFO時，增加發生卒中的可能性。因此，可對PFO患者及高危一級親屬篩查有無血栓形成傾向。但基因篩查特異性不足，且難以在臨床上廣泛展開，故對PFO-AS的診斷有一定的參考意義，但仍需進一步研究。

2 影像學生物標志物

2.1 PFO及房間隔解剖結構

中高危PFO是診斷PFO-AS的必要條件，但各國學者通過不同角度評估PFO的致病性。

2.1.1 PFO的形態: PFO的高度、長度及角度均已被證實與卒中發生相關[9]。NAKAYAMA R等[9]通過比較PFO合并隱源性卒中組與單純PFO組，發現長隧道(長度≥10 mm)、低角度(PFO與下腔靜脈之間的角度≤10°)、Valsalva動作時大RLS、突出的下腔靜脈瓣和希阿里氏網(CN)、過度活動的房間隔與CS獨立相關，且當同時具備2個及以上特征時為高危PFO，并與CS顯著相關。日本學者[10]則表示卒中發生率僅與PFO形態中的長度和角度相關，角度低更利于栓子從下腔靜脈入口通過PFO進入腦循環形成反常性栓塞，長隧道容易導致血流減慢形成血凝塊，易于原位血栓的形成。

2.1.2 PFO繼發隔厚度: PFO繼發隔由右心房側壁內折形成，為肌性組織，其厚度因人而異，因為繼發隔邊緣充滿了不同厚度的心外膜脂肪。HODA M K等[11]對106例PFO合并ESUS和93例非卒中的PFO患者的PFO通道形態進行隊列研究，建立了MorPFO評分系統，對PFO通道危險程度分級，主要包括6個因素: PFO通道長度縮短(≥21%, 7分)、繼發隔(<8.6 mm, 5分)、原發隔(<1.6 mm, 3分)、大量RLS(3分)、PFO通道長度/高度(Valsalva動作時, ≤2∶1, 2分)、存在ASA(1分)，其中0～7分患者為低危PFO通道, 8～11分患者為中危PFO通道, 12～21分患者為高危PFO通道。外部驗證顯示MorPFO評分表現良好(C=0.90), 但其樣本量較小，仍需臨床進一步驗證。

2.1.3 房間隔膨出瘤(ASA): ASA是一種較為罕見的發育薄弱的房間隔組織，在心臟負荷壓的持續作用下，呈瘤樣向壓力較低的一側心房不斷膨出，形成囊袋樣或氣球樣畸形，從而引起心房內血流異常，發病多位于卵圓窩處，也可累及整個房間隔。兒童ASA患病率為0.9%～1.7%, 成人ASA患病率為1.9%～10.0%, 而在卒中人群中患病率高達27.7%, 說明ASA與PFO-AS的發生相關，且是其獨立危險因素[12]。但ASA導致卒中的機制尚不明確，有假設認為ASA合并PFO時導致PFO通道更加頻繁的開放，增加反常性栓塞的發生風險，而這一機制往往與下腔靜脈瓣和CN的促進作用相關[13]。有學者[14]認為ASA的存在本身可擴大PFO, 增加RLS的等級。也有專家[15-16]認為ASA表面易形成血栓或可能導致左房和左心耳功能障礙，導致原位血栓的生成，引起左心房功能異常，提高血栓形成的風險，從而促進反常性栓塞的發生。因此，隨著對ASA研究的不斷深入，提示ASA與PFO-AS不同的發病機制均相關，二者之間存在潛在的緊密聯系。

2.1.4 下腔靜脈瓣(EV)和CN: EV和CN位于下腔靜脈入口周緣，都是靜脈竇右瓣的胚胎殘留物，在2%～3%健康人群中出現。EV和CN通常無臨床意義，但當合并ASA時，可引導右心血通過PFO，協同促進反常性栓塞發生，其間可能存在某種遺傳學上關聯，因此ASA并不是PFO與反常性栓塞的唯一關聯[16]。由于經食道超聲心動圖(TEE)難以發現EV和CN, 一項前瞻性研究[17]采用了心內超聲心動圖(ICE), 其中 72例患者(EV 40例, CN 32例)經ICE確診，而TEE診斷45例(EV 28例, CN 17例)，且EV/CN患者RLS多呈雨簾狀，易反復卒中，因此EV/CN與大RLS共同構成了預測卒中復發的最強因素。臨床上若經系統檢查后仍未查明卒中病因，在條件允許的情況下可使用ICE，明確是否存在EV/CN, 協助微血栓通過PFO。

2.1.5 主動脈根直徑(ARd): 主動脈根部毗鄰卵圓窩的前上緣，其直徑增大可能會影響前后房間隔的長度，從而增加房間隔活動度(ASM)。這種影響再加上房間隔缺損或PFO的存在，可導致機體缺氧[18]。HEIDEMANN A等[18]校正年齡、性別、體質量、身高、射血分數和左房大小等因素后，發現ARd每增加10 mm, ASM增加1.0 mm(B=0.1,P=0.04)。ZHANG H等[19]則是在經胸超聲心動圖(TTE)的基礎上建立的四分計分系統(MEAD), 以此篩查高危PFO, 發現當ARd >33 mm、E峰速度<72 cm/s、無二尖瓣返流、無糖尿病病史時, PFO與ESUE顯著相關，其曲線下面積為0.67(95%CI: 0.57～0.72,P<0.001)。MEAD評分≥3分時，預測PFO-AS的準確度為0.64, 敏感性為0.65, 特異性為0.63。因此，臨床醫生不能疏忽對ARd的測定，在一定程度上可誘發PFO繼發卒中，具有PFO-AS診斷性生物指標的能力。

2.2 右向左分流(RLS)

RLS已被多項研究證明與PFO-AS密切相關。一項研究[20]指出, 60%的CS患者合并PFO-RLS (198/330), 且為正相關, RLS分流量越大，發生卒中的概率越高。HE D等[21]則發現, RLS大小影響卒中患者的梗死模式，在頭顱核磁DWI信號中，隨著RLS的增大，更易出現小病灶(P<0.01)、后循環(P<0.05)及多處皮質(P<0.001)梗死。TURC G等[14]指出, RLS大小與卒中復發呈負相關(HR=1.43, 95%CI: 0.50～4.03,P=0.50), 因為大RLS從PFO封堵術中獲益尤其明顯。上述研究均表明RLS是PFO-AS患者診斷及預后的有效生物學指標，臨床實踐中對懷疑卒中病因為PFO的患者可采用c-TCD來評估RLS等級，以期盡早發現，盡早治療。

2.3 左房內徑(LAD)與左房容積指數(LAVI)

LAVI是左房功能障礙的生物標志物，能夠準確地反映左房擴大的程度，與心腦血管事件有很強的相關性，且與卒中分型相關[22]。有證據[23-25]表明左房擴大與PFO-AS相關。LEE M J等[23]研究發現, PFO-AS患者的左房容量大于單純PFO組; 在卒中的梗死模型中，大RLS與后循環梗死有關，較高的LAVI則與小腦皮質梗死相關，二者無交互作用，因此LAD增大可能是發生PFO-AS的因素，而不是隱匿性房顫的標志。RIGATELLI G等[26]也發現在PFO患者中LAD增大可導致卒中風險增加，且LAD與PFO和RLS的臨床嚴重程度相關, LAD≥43 mm是RoPE>7的預測因子。總之，左心房可能在PFO-AS的病理生理學中起作用，左房擴大可以促進血栓沉淀，且在PFO-AS患者中由于房間隔拉伸而導致房間隔傳導阻滯的發生率增加，引起房性心律失常，導致卒中反復發作[27]。因此, LA與LAVI為PFO是否繼發CS提供了良好的監測指標。

3 血液學生物標志物

3.1 同型半胱氨酸(Hcy)

Hcy可通過內皮細胞損傷、脂質代謝異常、氧化應激、炎癥反應等機制誘發腦梗死并影響預后，是其獨立預測因子，但Hcy與PFO-AS的病理生理機制尚未明確。DENG W J等[28]發現, PFO患者完全封堵后總同型半胱氨酸(tHcy)顯著降低，而在殘余分流的患者中下降則不明顯，且單純藥物治療的患者無任何效果，表明tHcy的升高與PFO分流相關，所以PFO不僅使栓子直接進入動脈系統，還可以使Hcy繞開肺循環的清除從而積蓄在外周循環，促進血栓形成和損傷腦血管系統，增加卒中風險。此外, PFO患者Hcy與ROPE評分呈正相關，當Hcy≥19.5 μg/dL時，可獨立于永久性RLS和ASA預測ROPE評分是否>7[29]。另外，已有研究[30-31]表明Hcy水平與卒中患者認知障礙相關，且與卒中嚴重程度呈正相關。總之, Hcy不僅能評估PFO與卒中的相關性，還能獨立預測ROPE評分、卒中患者認知功能與疾病嚴重程度，是一種有前景的PFO-AS診斷性生物標志物。

3.2 平均血小板體積(MPV)

MPV是衡量血小板大小的指標，也是一種潛在的血小板活性標志，較大的血小板在代謝和酶學方面更活躍，其活化后可釋放更多的血栓前物質，使血小板的活性增強，其黏附、聚集、釋放能力增強。PFO的管狀結構導致血液流動緩慢，同時穿過缺損區的血小板變形和剪應力發生改變，導致血小板的激活和原位血栓的形成。研究[32]報道PFO患者的MPV較正常人群高，且有癥狀者高于無癥狀者，提示血小板活性升高可能是PFO患者發生卒中的因素，且可輔助判斷PFO患者發生卒中的可能性。

3.3 D-二聚體

D-二聚體是在凝血系統激活和纖溶過程中產生的，是篩選血栓前及血栓形成的可靠標志物，因此無論是否存在PFO, D-二聚體升高的患者都是發生栓塞的高危人群。有研究[33]指出, PFO和高D-二聚體共存增加了再發缺血性卒中的風險，對長期預后有預測作用，其中D-二聚體>1 000 ng/mL是PFO患者卒中復發的獨立預測因素(HR=5.341, 95%CI: 1.648～17.309,P=0.005)。另一項研究[34]表示, D-二聚體水平在PFO-AS復發組和非復發組之間無顯著差異(P=0.405)。由此提示, PFO-AS患者的D-二聚體檢測可能有助于預測預后和決定治療策略，但仍需要更大樣本量、更全面、更前瞻的研究。

3.4 L-精氨酸/不對稱的二甲基精氨酸(L-Arg/ADMA)

L-Arg是NO的前體，可顯著改善血管內皮功能，但其甲基化后形成ADMA和對稱的二甲基精氨酸(SDMA), 二者都具有競爭抑制內源性一氧化氮合酶活性的作用，阻斷NO合成，損害內皮功能。研究[35]發現超重及肥胖者ADMA水平顯著高于體質量正常或過輕者，而L-Arg/ADMA比值則恰恰相反，且均不受其他代謝因素影響，表明ADMA、L-Arg/ADMA比值與BMI緊密相關。另一項研究[36]指出BMI為PFO相關卒中危險因素，進一步說明三者相互影響，這可能與高BMI導致睡眠呼吸暫停綜合征(OSAS), 而OSAS又與PFO-AS高度共病相關。SGARRA L等[37]研究則證明了L-Arg/ADMA是內皮功能障礙潛在的生物標志物，且與PFO隧道的長高比呈負相關(P<0.05,r=-0.37), 這也在一定程度上解釋了為什么PFO患病率隨著年齡的增長而下降，而其大小卻在增加。L-Arg/ADMA比值或可作為房間隔缺損患者易合并卒中的潛在標志物。

3.5 血漿蛋白

當機體發生炎癥或組織損傷時，某些血漿蛋白水平升高，因此血漿蛋白可作為理解PFO-AS分子生理學的第一步。LOPEZ M F[38]等為了揭示生物學變化和發現潛在的與PFO封堵和卒中相關的新的生物標志物，通過對PFO-AS與非PFO-AS的樣本比較發現，前者表達比率最高的蛋白質是α2巨球蛋白、白蛋白、免疫球蛋白和補體C3前體; 對比PFO-AS患者封堵前后的蛋白質表達發現, β珠蛋白、白蛋白、α2巨球蛋白、血清轉鐵蛋白、載脂蛋白A1和α1抗胰蛋白酶前體等具有顯著差異(P<0.05)。該研究證明了血漿中多種蛋白，尤其是白蛋白結合蛋白可提示PFO與卒中相關的可能性并評估PFO封堵的治療效果。但目前有關PFO-AS蛋白組學的研究較少，尚不知具體機制，是否可作為PFO-AS的診斷性生物標志物還有待進一步研究。

4 總 結

綜上所述，目前臨床上PFO-AS的生物標志物主要集中在與反常性栓塞相關的影像學生物標志物方面，如PFO的長度與角度、ASA、EV/CN、RLS、ARd等。FV(G1691A)、PT(G20210A)、MTHFR(G677T)等基因突變和Hcy、MPV、D-二聚體則與血栓形成相關，但上述指標可預測PFO-AS發生，特異度卻不夠，無法鑒別其他血栓性疾病，可輔助診斷。LAD和LAVI通過房性心律失常誘發PFO繼發卒中，易檢測、重復性好，可視為PFO-AS良好的診斷性生物標志物。L-Arg/ADMA影響血管內皮功能，但臨床上不易獲取，可作為PFO-AS的潛在生物標志物。PFO-AS的蛋白組學相關研究較少，未來需更全面的深入研究。或許單一生物標志物并非最佳選擇，因此未來應將多種不同生物標志物相結合，從各個方面綜合評估PFO的致病性，提高PFO-AS診斷的準確性，從而及時評估病情，使患者獲得最大受益。