基于胱抑素C建立大動(dòng)脈粥樣硬化性卒中的諾莫圖及其預(yù)測(cè)評(píng)價(jià)

楊 楠, 耿德勤, 劉尚奇, 王方園, 王 紓, 闞 姝, 鞏詩彤, 王敦敬

腦卒中具有高患病率、高死亡率、高致殘率的特點(diǎn),給家庭、社會(huì)造成沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[1]。其中,缺血性卒中(acute ischemic stroke,AIS)約占70%～80%,大動(dòng)脈粥樣硬化性卒中(large-artery atherosclerosis,LAA)是缺血性卒中最常見的類型。缺血性卒中的主要危險(xiǎn)因素包括可控制(高血壓、糖尿病、血脂異常、吸煙、飲酒等)和不可控制(年齡、遺傳因素)的危險(xiǎn)因素。研究表明,高血壓、血脂異常、肥胖、血糖異常等代謝異常均為腦卒中的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,這些因素相互聚集可導(dǎo)致腦動(dòng)脈粥樣硬化[2～4]。LAA早期是可以預(yù)防的,通過對(duì)高危患者的識(shí)別,可早期干預(yù),早期預(yù)防,改善預(yù)后,減少疾病的復(fù)發(fā)。血清胱抑素 C(cystatin C,Cys-C)是半胱氨酸蛋白酶抑制劑的一種,是反映腎功能受損的指標(biāo)。目前有研究認(rèn)為胱抑素C可能是動(dòng)脈粥樣硬化形成的危險(xiǎn)因素之一,在血管損害中發(fā)揮著重要作用。胱抑素 C在動(dòng)脈粥樣硬化過程中起著重要作用,即抑制血管壁中組織蛋白酶依賴性的蛋白水解活性[5]。其機(jī)制可能為胱抑素C對(duì)半胱氨酸蛋白酶、基質(zhì)金屬蛋白酶等的活性具有調(diào)節(jié)作用,能維持細(xì)胞外基質(zhì)的產(chǎn)生和降解的動(dòng)態(tài)平衡,而該機(jī)制失衡可引起血管壁的損傷和重構(gòu),是導(dǎo)致動(dòng)脈粥樣硬化形成的重要原因[6,7]。

因此,基于胱抑素C為探討與建立預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型,較為簡(jiǎn)便及直觀地個(gè)體化識(shí)別大動(dòng)脈粥樣硬化性卒中高危患者,及時(shí)規(guī)劃和實(shí)施各項(xiàng)合適的預(yù)防措施。本研究回顧性地分析我院神經(jīng)內(nèi)科AIS患者的臨床資料,通過單因素和多因素Logistic回歸分析確定發(fā)生LAA的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并將這些危險(xiǎn)因素納入諾莫圖風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型,對(duì)該模型進(jìn)行內(nèi)部及外部驗(yàn)證評(píng)估預(yù)測(cè)能力、臨床適用性及應(yīng)用價(jià)值。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 本研究是以徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科住院患者電子病歷系統(tǒng)為基礎(chǔ)的單中心、回顧性研究。從病歷系統(tǒng)檢出2019年1月-2022年1月于神經(jīng)內(nèi)科住院并診斷為AIS患者1 346例,根據(jù)納入及排除標(biāo)準(zhǔn),最后確認(rèn)進(jìn)入本研究的患者800例。本研究已經(jīng)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),倫理號(hào):XYFY2018-KL038-01。

1.1.1 納入標(biāo)準(zhǔn) 患者年齡需≥18歲;入院后3 d內(nèi)完成一般資料收集、血液學(xué)指標(biāo)檢測(cè)及頭部CT和(或)MRI檢查,入院前3個(gè)月內(nèi)或住院期間完善頸部血管彩超和(或)頭頸部CTA和(或)DSA;患者及其家屬統(tǒng)一參加此次試驗(yàn),完善相關(guān)檢查,臨床資料完整。

1.1.2 排除標(biāo)準(zhǔn) 有或合并肝腎功能損傷(腎小球?yàn)V過率<90 ml/min)、心功能不全患者;有或合并感染性疾病(如肺炎、上呼吸道感染、神經(jīng)梅毒、人類免疫缺陷病毒感染、艾滋病等);有或合并其他嚴(yán)重疾病的,如心肌梗死、昏迷、自身免疫性疾病(如類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、斯耶格倫綜合征)、惡性血液系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤等;腦出血、蛛網(wǎng)膜下腔出血患者。

1.2 定義 大動(dòng)脈粥樣硬化性卒中(LAA)要求血管影像學(xué)檢查證實(shí)與腦梗死神經(jīng)功能缺損相對(duì)應(yīng)的顱內(nèi)或顱外大動(dòng)脈狹窄>50%或閉塞,且血管病變符合動(dòng)脈粥樣硬化改變;或存在顱內(nèi)或顱外大動(dòng)脈狹窄>50%或閉塞的間接證據(jù),如影像學(xué)(CT或MRI)顯示大腦皮質(zhì)、腦干、小腦或皮質(zhì)下梗死灶直徑>1.5 cm,臨床表現(xiàn)主要為皮質(zhì)損害體征,如失語、意識(shí)改變、體象障礙等,或有腦干、小腦損害體征。要求有至少一個(gè)以上動(dòng)脈粥樣硬化卒中危險(xiǎn)因素(如高齡、高血壓、高血脂等)或系統(tǒng)性動(dòng)脈粥樣硬化(如斑塊、冠心病等)證據(jù)。同時(shí)還需排除心源性栓塞所致腦梗死,如狹窄>50%或閉塞顱內(nèi)或顱外大動(dòng)脈支配區(qū)之外無急性梗死灶,沒有心源性卒中高度或中度危險(xiǎn)因素。

2 結(jié) 果

2.1 訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中兩組臨床基線資料比較

2.1.1 訓(xùn)練集兩組患者臨床基線資料比較 訓(xùn)練集兩組患者臨床基線資料比較結(jié)果(見表1)。兩組患者吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、胱抑素C、糖化血紅蛋白(HbA1c)、膽固醇(serum total cholesterol,TC)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、同型半胱氨酸(homocysteine,HCY)、超敏C反應(yīng)蛋白(hypersensitive C-reactive protein,hs-CRP)水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表1 訓(xùn)練集兩組患者臨床基線資料比較

2.1.2 驗(yàn)證集兩組患者臨床基線資料比較 驗(yàn)證集兩組患者臨床基線資料比較結(jié)果(見表2)。兩組患者吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、胱抑素C、糖化血紅蛋白、膽固醇、LDL、HCY、hs-CRP水平差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。

表2 驗(yàn)證集兩組患者臨床基線資料比較

2.2 LAA的單因素Logistic回歸 LAA的單因素Logistic回歸分析結(jié)果(見表3)。結(jié)果顯示在訓(xùn)練集及驗(yàn)證集中吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、胱抑素C、HbA1c、TC、LDL、HCY、hs-CRP與LAA之間均存在明顯的相關(guān)性(P<0.05)。

表3 LAA的單因素Logistic回歸

2.3 LAA的多因素Logistic回歸 LAA的多因素Logistic回歸分析結(jié)果(見表4)。以患者是否為L(zhǎng)AA為因變量(是=1,否=0),以吸煙史、飲酒史、高血壓、糖尿病、胱抑素C、HbA1c、TC、LDL、HCY、hsCRP為自變量,采用條件向前法建立二元Logistic回歸,結(jié)果顯示高血壓、糖尿病、胱抑素C、LDL、HCY、hs-CRP在模型里均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),且均為影響LAA的危險(xiǎn)因素(OR>1,P<0.05)。

表4 LAA的多因素Logistic回歸

2.4 預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型的建立 基于上述分析,本研究以高血壓、糖尿病、胱抑素C、LDL、HCY、hs-CRP這6項(xiàng)因素建立預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型(見圖1)。

圖1 預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型

2.5 諾莫圖模型的內(nèi)部驗(yàn)證及外部驗(yàn)證

2.5.1 諾莫圖模型的內(nèi)部驗(yàn)證 訓(xùn)練集預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型校準(zhǔn)曲線(見圖2)及ROC曲線圖見(見圖3)。按照已建立的Logistic回歸模型計(jì)算聯(lián)合概率,并繪制ROC曲線,Logistic模型預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)的曲線下面積為0.800(0.762～0.838),診斷閾值為0.6224,對(duì)應(yīng)靈敏度為68.3%、特異度為79.2%。模型擬合優(yōu)度檢驗(yàn)Hosmer-Lemeshow結(jié)果顯示,χ2=13.674,P=0.091>0.05,說明模型效能較好。預(yù)測(cè)模型的臨床決策曲線(DCA)顯示,模型預(yù)測(cè)效果較好(見圖4)。

圖2 訓(xùn)練集中諾莫圖模型校準(zhǔn)曲線

圖3 訓(xùn)練集中諾莫圖模型的ROC曲線

圖4 諾莫圖預(yù)測(cè)模型的臨床決策曲線(DCA)

2.5.2 諾莫圖模型的外部驗(yàn)證 驗(yàn)證集預(yù)測(cè)患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型校準(zhǔn)曲線(見圖5)及ROC曲線圖(見圖6)。按照已建立的Logistic回歸模型計(jì)算聯(lián)合概率,并繪制ROC曲線,Logistic模型預(yù)測(cè)復(fù)發(fā)的曲線下面積為0.838(0.786～0.890),診斷閾值為0.5901,對(duì)應(yīng)靈敏度為79.5%、特異度為78.5%,預(yù)測(cè)模型有良好的區(qū)分度。

圖5 驗(yàn)證集中諾莫圖模型校準(zhǔn)曲線

圖6 驗(yàn)證集中諾莫圖模型的ROC曲線

3 討 論

大動(dòng)脈粥樣硬化性卒中(LAA)是由于顱內(nèi)或顱外大血管狹窄或閉塞,導(dǎo)致局部腦組織發(fā)生壞死或軟化,造成持續(xù)性神經(jīng)功能障礙,其主要病理基礎(chǔ)是動(dòng)脈粥樣硬化。目前對(duì)LAA的發(fā)生尚無特效的臨床治療藥物及手段,LAA是一種多因素綜合征,其高危因素包含年齡、性別等不可控危險(xiǎn)因素和高血壓、糖尿病、吸煙、酗酒、血脂異常等可控危險(xiǎn)因素[8],控制單一危險(xiǎn)因素對(duì)改善患者的發(fā)病及預(yù)后效果不佳,因此根據(jù)其發(fā)病機(jī)制及各項(xiàng)危險(xiǎn)因素等進(jìn)行預(yù)防是治療本病的重要基礎(chǔ)。結(jié)合LAA的發(fā)病機(jī)制及其特點(diǎn),我們通過單因素和多因素Logistic回歸分析影響LAA的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,而諾莫圖模型是建立在此基礎(chǔ)上,將預(yù)測(cè)指標(biāo)進(jìn)行整合,它的優(yōu)勢(shì)在于可以利用帶有刻度的線段,推算出多個(gè)預(yù)測(cè)指標(biāo)或變量的取值,更直觀、個(gè)體化地預(yù)測(cè)疾病發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)[6]。本研究結(jié)果顯示高血壓、糖尿病、胱抑素C、LDL、HCY、hs-CRP是LAA的獨(dú)立預(yù)測(cè)因素。以此為基礎(chǔ)建立患者發(fā)生LAA的諾莫圖模型。

胱抑素C是一種內(nèi)源性半胱氨酸蛋白酶抑制劑,在人體內(nèi)代謝穩(wěn)定,是反映腎小球?yàn)V過率情況的理想指標(biāo)[9]。隨著研究的深入,胱抑素C在心腦血管疾病的發(fā)生發(fā)展具有重要作用,相關(guān)機(jī)制尚未完全闡明,現(xiàn)有研究[10]顯示,胱抑素C表達(dá)失衡是動(dòng)脈粥樣硬化形成的重要因素。還有研究顯示,胱抑素C升高時(shí),本質(zhì)上是半胱氨酸蛋白酶的一種抑制物升高,機(jī)體的平衡狀態(tài)被打破,血管壁內(nèi)外基質(zhì)層的合成、凋亡受到改變,相應(yīng)合成抑制,導(dǎo)致血管內(nèi)膜損傷,發(fā)生粥樣硬化[11]。Weiss-Sadan等[12]通過選取胱抑素C和載脂蛋白 E(apolipoprotein E,ApoE)雙缺陷小鼠,在致動(dòng)脈粥樣硬化飲食25周后,結(jié)果表明在缺乏胱抑素C的小鼠的血管壁瓣膜下產(chǎn)生的斑塊較大,因此在動(dòng)脈粥樣硬化病變中,胱抑素C具有保護(hù)血管壁作用。此外,胱抑素C可通過抑制局部氧化型低密度脂蛋白這一過程降低血管平滑肌細(xì)胞的凋亡率,在穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣硬化斑塊中發(fā)揮作用[13]。部分研究表明[14],胱抑素C與動(dòng)脈硬化程度、斑塊嚴(yán)重程度和狹窄程度相關(guān)。因此,胱抑素C在穩(wěn)定動(dòng)脈粥樣斑塊、調(diào)節(jié)脂質(zhì)代謝、參與炎癥反應(yīng)及細(xì)胞外基質(zhì)重建等各方面都發(fā)揮了重要作用。因此一方面,檢測(cè)血清中胱抑素C的水平有助于LAA的早期診斷;另一方面,對(duì)LAA病變的嚴(yán)重程度及預(yù)后有很好的預(yù)測(cè)價(jià)值。本研究結(jié)果顯示,訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中LAA組的胱抑素C水平高于非LAA組(P<0.05),提示胱抑素C水平升高是LAA的危險(xiǎn)因素,與我們的研究結(jié)果一致。

在該病的一級(jí)和二級(jí)預(yù)防中,多個(gè)循證醫(yī)學(xué)已經(jīng)證實(shí),降壓治療可以顯著降低腦卒中相對(duì)發(fā)病危險(xiǎn)和復(fù)發(fā)風(fēng)險(xiǎn)[15]。各項(xiàng)研究顯示高血糖是心腦血管疾病發(fā)生的重要危險(xiǎn)因素[16],可導(dǎo)致頸部、腦部血管斑塊形成,血管微循環(huán)障礙、通透性增加等,出現(xiàn)腦血管狹窄、痙攣,尤其是對(duì)于合并多種基礎(chǔ)疾病患者,最終發(fā)生急性腦血管病[17]。目前,LDL可致動(dòng)脈粥樣硬化已被廣泛認(rèn)可,臨床治療動(dòng)脈粥樣硬化的主要方法也是控制膽固醇及LDL水平[18]。在動(dòng)脈粥樣硬化過程中,hs-CRP是參與其中的一種重要因子,可加速膠原纖維合成和刺激平滑肌細(xì)胞增生,進(jìn)而促進(jìn)動(dòng)脈粥樣硬化的發(fā)生與發(fā)展,引起心腦血管病變[19]。Shui等[20]研究認(rèn)為,HCY參與并促進(jìn)了動(dòng)脈粥樣硬化及斑塊形成及發(fā)展。結(jié)合本研究結(jié)果,同樣顯示高血壓、糖尿病、LDL、HCY、hs-CRP是LAA的危險(xiǎn)因素。

綜上所述,我們通過分析LAA發(fā)生的各項(xiàng)危險(xiǎn)因素,建立了一個(gè)預(yù)測(cè)LAA的諾莫圖模型,通過內(nèi)部及外部驗(yàn)證,該模型顯示出良好的區(qū)分度和準(zhǔn)確度,訓(xùn)練集曲線下面積為0.800(0.762～0.838),驗(yàn)證集曲線下面積為0.838(0.786～0.890),Calibration校準(zhǔn)曲線擬合良好,可較為直觀的、個(gè)體化地識(shí)別高危患者,對(duì)患者發(fā)生LAA具有一定的預(yù)測(cè)價(jià)值,有助于臨床醫(yī)生早期評(píng)估LAA發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn),提前對(duì)LAA高危患者采取干預(yù)措施,如口服小劑量阿司匹林抗血小板聚集治療、他汀類藥物調(diào)脂穩(wěn)定斑塊、調(diào)控血壓血糖、均衡飲食、適當(dāng)運(yùn)動(dòng)鍛煉等。

但本研究為單中心研究,可能存在選擇偏倚,雖然進(jìn)行了外部驗(yàn)證,但數(shù)據(jù)均是來自同一醫(yī)院的不同時(shí)間段,因此未來仍需要大樣本、多中心的臨床研究進(jìn)一步評(píng)估該模型的臨床預(yù)測(cè)價(jià)值。