缺血性脑卒中生物标志物的研究进展

缺血性脑卒中生物标志物的最新研究进展

Summary：缺血性脑卒中（ischemicstroke，IS）作为最常见的脑卒中类型，会导致局部脑组织功能和代谢失调，甚至死亡，具有较高的致残率和致死率，而且越来越年轻化，给社会、家庭带来沉重的经济负担。因此，准确及时的诊断IS至关重要，近年来多项研究表明，血液生物标志物的检测可以为脑卒中的诊断提供重要的辅助诊断信息，用单一或多种血液生物标志物可以早期预测缺血性脑卒中的风险。临床上也利用一些检验指标提高脑卒中的治疗效率，血液生物标志物是IS值得研究和临床实践重要科学问题。血液生物标志物的研究将为IS的预测和诊断提供新视角和新依据，并可能提高IS的诊断效率。Keys：缺血性脑卒中；血液生物标志物；诊断脑卒中又称为中风，是一种由于脑血管突然破裂或阻塞导致大脑缺血而引起脑组织损伤的急性疾病，包括缺血性脑卒中和出血性脑卒中两种，缺血性脑卒中的发病率约占脑卒中总数的80%[1]。缺血性脑卒中是导致永久性残疾的主要原因，并且是全球主要的死亡原因之一[2]。广泛的生物标志物正在被研究以促进缺血性脑卒中的早期诊断及改善预后。因此，探索归纳一种能够识别敏感、特异和新颖的生物标志物对于早期预测缺血性脑卒中至关重要。本文主要针对可能有助于早期诊断和预测缺血性脑卒中发作的生物标志物进行综述。1.缺血性脑卒中在所有人体器官中，大脑对缺氧的耐受性最低。脑血液循环的突然中断导致脑组织缺氧、葡萄糖和其他营养物质缺乏，导致大脑功能障碍以及其他受脑缺血区域调节的身体功能失调，称为缺血性脑卒中或脑缺血[3]。缺血性脑卒中包括急性脑梗死(aCI)、TIA、和慢性脑梗塞。缺血性脑卒中是全球脑血管疾病发病率和死亡率最高的疾病之一。中风涉及的主要病理过程之一是动脉粥样硬化。缺血性脑卒中的诊断依靠询问病史、体格检查和影像学结果(CT)[4]。在治疗方面，唯一获批的急性缺血性卒中静脉溶栓药物是重组组织纤溶酶原激活（rtPA）。在症状出现后3至4.5小时内给药时，对急性缺血性脑卒中具有显著的效果[5]。然而，rtPA启动静脉溶栓治疗窗口狭窄（通常在卒中发作后3至4.5小时）[6]。通常超过静脉溶栓治疗窗，主要的治疗方法是介入机械取栓。通过使用微导管进行，该微导管从股动脉/桡动脉进入颅循坏中的阻塞血管并去除血栓以恢复血流[7]。然而，大多数患者确诊脑卒中时，已经超过溶栓治疗时间窗，对临床医生来说早期和快速诊断脑卒中，能够在有效的时间窗内使用再灌注治疗仍然具有挑战性。所以研究早期预测及诊断缺血性脑卒中的血液生物标志物至关重要。2.缺血性脑卒中诊断生物标志物2.1同型半胱氨酸血清同型半胱氨酸作为一种含硫氨基酸，由于对血管内皮细胞的强氧化作用和随后的血管损伤，被鉴定为反应性血管氨基酸[8]。BehrouzShademan等人，在一项回顾性病例对照研究中，测量了载脂蛋白B48、白细胞介素-1β和同型半胱氨酸的血清水平，进行了受试者工作特征分析（ROC）以评估这些指标在缺血性脑卒中诊断领域的价值。在本实验中，与对照组相比，实验组的载脂蛋白B48、白细胞介素-1β和同型半胱氨酸的平均血清水平显着升高，p值为0.001，ROC曲线分析显示，apoB48、IL-1β和同型半胱氨酸血清水平的曲线下面积分别为0.94、0.98和1。IS患者的血清apoB48、IL-1β和同型半胱氨酸水平显着高于对照组，最终，ROC曲线结果表明，IS患者的血清apoB48、IL-1β和同型半胱氨酸水平可作为新的生物标志物与其他生物标志物一起预测或治疗指导IS患者[9]。综上，检测血清同型半胱氨酸可以作为诊断缺血性中风病例的生物标志物。2.2磷脂酶A2(Lp-PLA2)人血浆脂蛋白相关磷脂酶A2(Lp-PLA2)是一种新的动脉粥样硬化炎性反应标志物，其应用于脑血管疾病的检测具有一定的临床价值[10]。陈正林等人选取了缺血性脑卒中患者（90例）和同期健康体检对象共（45例）为正常对照组进行了一项病例对照研究，采用免疫比浊法检测Lp-PLA2水平，结果显示缺血性脑卒中组90例病人中79例Lp-PLA2阳性(Lp-PLA2>175μg/L),阳性率为87.8%(79/90),显著高于对照组的8.9%(4/45),差异有统计学意义(P<0.01)[11]。因此，Lp-PLA2可作为缺血性脑卒中发病风险的预测因子，对脑卒中的预估诊断和临床疗效监测具有重要意义。2.3血清AP3D1抗体血清AP3D1抗体水平与血管内膜中层厚度相关，Shu-YangLi等人进行了一项前瞻性研究，采用SEREX方法在动脉粥样硬化患者血清中筛选出适配器相关蛋白复合物3亚基delta1（AP3D1）为血清IgG抗体识别的靶抗原。使用AlphaLISA检查AIS和TIA患者的血清抗AP3D1抗体(s-AP3D1-Ab)水平。使用单变量逻辑回归分析表明，s-AP3D1-Ab水平升高与AIS风险增加相关（P<0.0001）。为了确定是否可以应用s-AP3D1-Ab标记来预测AIS的发作，检查JPHC队列样本。AP3D1蛋白的抗体水平与AIS的风险呈正相关且强烈相关：ORs(95%CI)分别为1.40(0.75–2.63)、1.97(1.07–3.65)和2.28(1.26–4.13)抗体水平的第二、第三和最高四分位数分别与最低四分位数相比。这些结果表明，血清AP3D1抗体生物标志物可用于预测AIS的发作[12]。2.4血清microRNA-210(miR-210)和缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)MinaRahmati等人对52名IS患者及其健康同行的血清样本使用实时RT-PCR和ELISA分别分析miR-210和HIF-1α的血清水平。进行ROC曲线分析评估两种血清生物标志物对缺血性脑卒中（IS）诊断和预后。IS患者表现出更高水平的血清HIF-1α和更低的miR-210。MiR-210被认为是入院时的弱诊断生物标志物（AUC=0.61；p=0.05），HIF-1α是可接受的IS诊断标志物（AUC=0.73；p<0.0001）[13]。因此，血清miR-210是IS的弱诊断标志物,血清HIF-1是诊断IS患者的生物标志物。2.5血清SERPINE1抗体KubotaM等人使用SEREX来鉴定缺血性卒中患者血清中的抗原SERPINE1，并使用蛋白质印迹证实存在针对SERPINE1和IgG抗体的自身抗体。使用AlphaLISA测定了aCI、cCI和TIA组和HD患者的血清SERPINE1抗体水平TIA(p=0.0008)、aCI(p<0.0001)和cCI组(p<0.0001)的血清抗体水平显着高于HD组。进行了ROC分析以确定SERPINE1抗体水平是否可用于检测TIA和aCI；TIA和aCI的曲线下面积(AUC)分别为0.628和0.644，截断SERPINE1抗体水平分别为1649计数和1857计数。抗体水平对TIA和aCI的阳性预测值分别为32.4%和74.5%。在多变量分析中，SERPINE1抗体水平是aCI的独立预测因子[24]。因此，抗SERPINE1抗体可能作为动脉粥样硬化性梗塞所致的缺血性脑卒中的生物标志物。2.6血浆Sirtuins-1ImamMEsmayal等人对108名受试者进行一项病例对照研究方法。采用双抗体夹心酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血浆SIRT1水平。受试者工作曲线(ROC曲线)分析：发现SIRT1与急性卒中有显著的相关性和一致性。预测急性卒中的临界值<0.99，敏感性为70.4%，特异性为59.3%。阳性预测值(PPV)为63.3%，阴性预测值(NPV)为66.7%[15]。因此，SIRT1可能是预测急性脑血管病风险的生物标志物。2.7血清Sestrin2和胱抑素C陈跃等人经头颅CT或MRI证实的119名受试者进行一项病例对照研究方法。采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清Sestrin2含量，血清胱抑素C含量采用罗氏Rochecobasc701全自动生化分析仪根据免疫比浊法测定，Sestrin2和胱抑素C的ROC曲线下面积(AUC)分别为0.754、0.684，临界值分别为13.74ng/mL、0.86mg/L，经多因素回归分析建立Sestrin2和胱抑素C组合的Logistic回归模型，AUC为0.763，临界值分别为13.56ng/mL、0.89mg/L，灵敏度为71.9%，特异度为71.2%[16]。因此，血清Sestrin2和胱抑素C可作为缺血性脑卒中的潜在生物标志物，醛缩酶A（ALDOA）和富马酸水合酶（FH）王昊等人使用AlphaLISA检测到的抗体水平进行了嵌套病例对照研究。在AlphaLISA中，TIA或aCI患者的抗ALDOA抗体（ALDOA-Ab）和抗FH抗体（FH-Ab）水平高于HD（P<0.05）。在多变量逻辑回归分析中，ALDOA-Ab（优势比[OR]：2.46，P=0.0050）和FH-Ab（OR：2.49，P=0.0037）水平是TIA的独立预测因子。根据病例对照研究，ALDOA-Ab(OR:2.50,P<0.01)和FH-Ab(OR:2.60,P <0.01)水平与aCI风险相关。ALDOA-Abs和FH-Abs可能是预测动脉粥样硬化性TIA和aCI的新型潜在生物标志物[17]。3总结与展望

综上，缺血性脑卒中的发病率和死亡率很高，且是致残的主要原因之一。及时预测、及早诊断缺血性脑卒可以改善治疗效果，减少致残率和致死率。本文所述的生物标志物有利于缺血性脑卒中的早期诊断，故有较大研究意义。现阶段，大量研究旨在筛选能够早期诊断缺血性脑卒中的生物标志物。然而，因这些生物标志物缺乏统一的判断标准且尚未应用于临床，故需要更大规模且标准规范的临床试验，才能得到更可信、更有临床指导意义的数据。相信通过进一步的研究，这些生物标志物会在将来应用于早期诊断并改善缺血性脑卒中患者的预后。4Reference[1]KohSH,ParkHH.NeurogenesisinStrokeRecovery.TranslStrokeRes.2017;8(1):3-13.doi:10.1007/s12975-016-0460-z[2]FarinaM,VieiraLE,ButtariB,ProfumoE,SasoL.TheNrf2PathwayinIschemicStroke:AReview.Molecules.2021;26(16):5001.Published2021Aug18.doi:10.3390/molecules26165001[3]TurleyKR,Toledo-PereyraLH,KothariRU.Molecularmechanismsinthepathogenesisandtreatmentofacuteischemicstroke.JInvestSurg.2005;18(4):207-218.doi:10.1080/08941930591004449[4]MusukaTD,WiltonSB,TraboulsiMHillMD.Diagnosisandmanagementofacuteischemicstroke:speediscritical.CMAJ.2015;187(12):887-893.doi:10.1503/cmaj.140355[5]HackeW,KasteM,BluhmkiE,etal.Thrombolysiswithalteplase3to4.5hoursafteracuteischemicstroke.NEnglJMed.2008;359(13):1317-1329.doi:10.1056/NEJMoa0804656[9]MoussaddyA,DemchukAM,HillMD.Thrombolytictherapiesforischemicstroke:Triumphsandfuturechallenges.Neuropharmacology.2018;134(PtB):272-279.doi:10.1016/j.neuropharm.2017.11.010[6]JovinTG,ChamorroA,CoboE,etal.Thrombectomywithin8hoursaftersymptomonsetinischemicstroke.NEnglJMed.2015;372(24):2296-2306.doi:10.1056/NEJMoa1503780[7]WelchGN,LoscalzoJ.Homocysteineandatherothrombosis.NEnglJMed.1998;338(15):1042-1050.doi:10.1056/NEJM199804093381507[8]ShademanB,NourazarianA,LaghousiD,KaramadV,NikanfarM.ExploringpotentialserumlevelsofHomocysteine,interleukin-1beta,andapolipoproteinB48asnewbiomarkersforpatientswithischemicstroke[publishedonlineaheadofprint,2021Sep7].JClinLabAnal.2021;35(10):e23996.doi:10.1002/jcla.23996[9]HolmenM,HvasAM,ArendtJFH.HyperhomocysteinemiaandIschemicStroke:APotentialDose-ResponseAssociation-ASystematicReviewandMeta-analysis.THOpen.2021;5(3):e420-e437.Published2021Sep24.doi:10.1055/s10]陶萍,钮伟国,陆峰泉.联合检测血浆脂蛋白相关磷脂酶A2、降钙素原和C反应蛋白在急性脑梗死的临床诊断价值[J].标记免疫分析与临床,2015,22(10):1025-1028.[11]陈正林.脂蛋白相关磷脂酶A2对缺血性脑卒中的预估诊断和疗效监测价值探讨[J].实用老年医学,2022,36(02):196-197[12]LiSY,YoshidaY,KobayashiE,etal.Serumanti-AP3D1antibodiesareriskfactorsforacuteischemicstrokerelatedwithatherosclerosis.SciRep.2021;11(1):13450.Published2021Jun29.doi:10.1038/s41598-021-92786-9[13]RahmatiM,FernsGA,MobarraN.ThelowerexpressionofcirculatingmiR-210andelevatedserumlevelsofHIF-1αinischemicstroke;Possiblemarkersfordiagnosisanddiseaseprediction.JClinLabAnal.2021;35(12):e24073.doi:10.1002/jcla.24073