基質衍生因子-1 聯合趨化因子受體4預測高血壓腦出血早期血腫擴大應用與價值

張振華 于寧 郭校 朱明欣

高血壓腦出血(hypertensive intracerebral hemorrhage,HICH)發病率高,約占卒中病人的70%,死亡率和致殘率也高居不下,約61%～88%的病人預后為嚴重殘疾[1-2]。既往認為,HICH在短時間內出血即停止,隨著MRI及 CT 的廣泛應用,HICH后早期血腫繼續擴大的病例不斷被發現。如何通過血清學指標預測早期血腫擴大,具有重要價值[3]。基質衍生因子-1(stromal cell-derived factor 1,SDF-1)是一種與炎癥相關的細胞因子,SDF-1通過與趨化因子受體4(C-X-C chemokine receptor type 4,CXCR4),一種G蛋白偶聯受體結合,激活下游p38絲裂素活化蛋白激酶(p38 mitogen-actived protein kinasep,38-MAPK) 信號通路[4-5]。有研究表明,SDF-1和CXCR4是神經元遷移的調節因子(如皮質神經元和海馬顆粒細胞),可以通過改變細胞骨架成分,調控細胞進入大腦的遷移[6]。SDF-1和CXCR4還可以調控高血壓腦出血病人內皮祖細胞(EPCs)的遷移[7]。上述研究均提示腦出血中SDF-1與CXCR4可能存在顯著變化。本研究探討高血壓腦出血病人血清中SDF-1 與CXCR4的表達變化。

對象與方法

一、對象

2020年1月～2022年6月我院收治的高血壓腦出血病人79例。納入標準:(1)CT診斷有明確的首次發病且發病時間不超過24小時,入院前均行急診頭顱CT檢查并獲得血液樣本;(2)入院后第 24、72小時再次頭顱CT復查;(3)既往有高血壓病史,排除其他原因引起的出血;(4)入院后如臨床癥狀、體征加重,病情急劇惡化的病人隨時動態復查頭顱 CT,明確出血體積是否增加。排除標準:腦外傷、動脈瘤、動靜脈畸形、煙霧病等引起的腦出血;腦疝病人或入院后3天內死亡,或入院后存在手術指征即刻行手術治療;自然失訪以及家屬放棄治療;數據不全或不能準確評估血腫情況。血腫擴大判定標準:采用多田公式計算出血量,擴大超過6 ml或擴大百分比超過33%者定為血腫擴大[8]。納入同期的20例健康體檢者作為健康對照。本研究經過我院倫理委員會審批,病人及家屬均簽署研究知情同意書。根據入院后頭顱CT復查結果顯示血腫是否擴大分為血腫擴大組(21例)和血腫未擴大組(58例)。兩組病人性別、年齡、腦出血量、GCS評分、既往史、體質指數(BMI)、血腫部位和舒張壓水平等比較,差異無統計學意義(P>0.05),見表1。

二、方法

1.血清SDF-1表達的檢測:采用ELISA法。入院即刻抽取病人靜脈血5 ml,肝素抗凝后離心,取血漿凍于-80 ℃冰箱保存,納入同期的20例健康體檢者靜脈血5 ml作為健康對照。

表1 兩組病人一般資料比較

2.血清CXCR4的mRNA表達:采用qRT-PCR法檢測。獲得血液樣本后,提取總RNA,使用照逆轉錄試劑盒合成cDNA。qRT-PCR實驗,簡述如下:2 μl cDNA模板,0.2 μl上、下游引物,10 μl qRT-PCR Mix混合,并用RNAase-free水補至20 μl;Bio-rad實時定量PCR儀CFX96進行PCR擴增。以GAPDH作為內參,引物序列如下。采用2-ΔΔCt計算mRNA相對表達量,實驗重復3次。引物序列:CXCR4:上游5'-CAGACCGCTAGACCAGAACCTG-3';下游 5'-CAAGCCCCTACCAATGACACGA-3';GAPDH:上游 5'-GGAGATTACTGCCCTGGCTCCTA-3';下游 5'-GACTCATCGTACTCCTGCTTGCTG-3'。

3.觀察指標:GCS評分評估神經功能損傷情況,分析兩組病人的性別、年齡、發病后首次頭顱CT檢查距離發病的間隔時間、血腫部位、血腫形態、血腫密度是否均勻、入院后收縮壓及舒張壓水平、入院GCS評分等,比較上述指標在血腫擴大組與血腫未擴大組之間的差異。

三、統計學方法

結果

1.兩組病人血清SDF-1 與CXCR4比較見表2。結果表明,高血壓腦出血病人血清中SDF-1 與CXCR4表達顯著增加,差異有統計學意義(P<0.05)。血腫擴大組病人血清中SDF-1 與CXCR4的相對表達水平顯著高于血腫未擴大組,差異有統計學意義(P<0.05)。

表2 兩組病人血清SDF-1 與CXCR4比較

2.出血增加的多因素分析:采用Logistic多元逐步回歸分析血腫擴大的危險因素,結果表明,SDF-1 與CXCR4高表達是出血增加的獨立危險因素(P<0.05),見表3。通過多因素分析結果,建立多因素Logistic回歸方程,具體方程為:Logit(Y)=5.637+0.375×SDF-1+0.421×CXCR4,并計算預測值Y對出血增加的預測,公式為:Y=eLogit(Y)/(1+eLogit(Y))。

表3 出血增加的多因素分析

3.SDF-1 與CXCR4對高血壓腦出血血腫擴大的預測價值:根據SDF-1與CXCR4相對表達量繪制ROC曲線,結果表明,SDF-1曲線下面積為0.868(95%CI為0.688～1.000,P<0.05),特異性為0.875,敏感性為0.778。CXCR4曲線下面積為0.758(95%CI為0.557～0.948,P<0.05),特異性為0.750,敏感性為0.733。SDF-1聯合CXCR4的曲線下面積為0.892(95%CI為0.763～0.957,P<0.05),特異性為0.877,敏感性為0.816。見圖1。

討論

高血壓腦出血是高血壓病人最常見的并發癥之一,病人血壓急劇升高,導致腦血管破裂出血,繼而引發腦水腫、腦出血、顱內壓升高及繼發性免疫炎癥反應[9]。盡早解除出血區域血腫壓迫是改善病人預后的關鍵因素[10],然而約30%的高血壓腦出血病人住院期間存在繼續出血和血腫擴大,造成病情惡化。因此,如何通過血清學指標早期預測血腫擴大,對于指導臨床治療具有極高價值[11]。有研究表明,高血壓腦出血后早期血腫擴大受血壓、收縮壓、血腫部位、形態等受多種因素影響[11]。本研究結果證實,高血壓腦出血后血腫擴大與上述因素存在相關性。

圖1 SDF-1與CXCR4以及兩者聯合的相對表達量預測高血壓腦出血血腫擴大的ROC曲線

SDF-1及其CXCR4參與體內多種病理生理過程[12]。研究表明,SDF-1能維持造血干/祖細胞存活并促進其增殖更新。高血壓腦出血后大量細胞因子釋放進入外周血,其中SDF-1與CXCR4亦發生顯著改變[13]。本研究探討SDF-1與CXCR4在血清中表達的改變。研究表明,SDF-1表達的上調可以動員骨髓中內皮祖細胞(endothelial progenitor cells,EPCs)入血,SDF-1可通過 CXCR4激活多種干細胞的趨化特性,SDF-1/CXCR4軸的激活已成為干細胞遷移及歸巢行為的重要環節。腦出血離體實驗表明,SDF-1劑量依賴性地增強急性期高血壓腦出血病人EPCs增殖及遷移,其主要機制是通過CXCR4介導α5β1通路[14]。雖然在該研究中探究了外源性 SDF-1對高血壓腦出血外周血中 EPCs的調控作用,但是并未探討高血壓腦出血病人外周血中 SDF-1的表達改變。另外,考慮到SDF-1/CXCR4在機體應激狀態下的改變以及對于EPCs的調控作用,我們推測SDF-1/CXCR4在HICH 中可能對于HICH的血腫擴大具有一定的調控作用。本研究探討了SDF-1與CXCR4在高血壓腦出血急性期的改變,結果表明,SDF-1與CXCR4在高血壓腦出血病人中顯著提高且能較好的預測血腫擴大,這提示腦出血后腦出血后機體迅速激活EPCs,促進血腦屏障的修復且SDF-1/CXCR4表達越高。同時提示,SDF-1/CXCR4表達越高,可能內皮細胞損傷越重,導致血腫擴大的可能性顯著增加,但是是否存在這樣的機制需進一步深入探究。

高血壓腦出血病人SDF-1與CXCR4的表達顯著升高,SDF-1與CXCR4的表達升高與高血壓腦出血早期血腫擴大有關。SDF-1與CXCR4高表達是高血壓腦出血早期血腫擴大的獨立危險因素。另外,SDF-1與CXCR4預測高血壓腦出血早期血腫擴大的敏感度與特異度均較高。本研究結果提示,SDF-1/CXCR4可作為受損后血管修復的潛在靶點,可能對于修復腦出血后的血腦屏障具有重要價值。關于SDF-1與CXCR4在腦出血中的價值及其增高的具體機制仍需進一步探究。