急性脑梗死患者脂联素、一氧化氮合酶与颈动脉粥样硬化的关系*
2015-11-02甄晓晗
甄晓晗
(天津市海河医院神经内科,天津 300350)
脑梗死(cerebral infarction,CI)是严重危害人类健康的疾病。近年研究表明,颈动脉粥样硬化(carotid atherosclerosis,CAS)、脂联素 (adiponectin ,ADP)及一氧化氮合酶(nitric oxide synthase,NOS)均与CI的发生发展有关,可能共同参与CI的病理生理过程。但对于三者在CI发病过程中的具体作用以及相互之间的关系仍不明确,且缺乏相关的临床研究报道。本文通过对照观察急性脑梗死(acute cerebral infarction,ACI)患者上述指标的动态变化,探讨其相互关系、临床意义及可能的病理生理机制。
1 材料与方法
1.1 一般资料
CI组:选择我院神经内科住院ACI患者77例,男56例,女21例,年龄29-86岁,平均年龄(61.86±12.51)岁。均为48 h内首次发病,均符合中华神经科学会1996年制定的CI诊断标准,并经头部CT或MRI确诊。排除TOAST分型中的心源性栓塞及其它原因引发的缺血性卒中,排除半年内患有急性心肌梗死、周围血管病、严重创伤及重大手术、感染、肿瘤、结缔组织病、甲状腺功能异常、严重脏器功能障碍、既往神经功能障碍、精神疾病者,以及妊娠、哺乳期妇女。(2)对照(NC)组:为我院同期健康体检者54例,男32例,女22例,年龄37-79岁,平均年龄(58.54±11.27)岁。均符合上述排除标准,所有体检者经头部CT或MRI检查无异常。两组在年龄、性别方面无显著差异(P<0.05)。
1.2 方法
1.2.1 血清 ADP、NOS检测 CI组于发病<48h及第10d、NC组于体检日空腹取静脉血5ml。双抗体夹心ABC-ELISA法测定ADP,试剂盒购于美国Ever Systems Biology Laboratory公司,化学比色法测定结构型 NOS(constitutive NOS,cNOS)及诱生型NOS(inducible NOS,iNOS),试剂盒购于南京建成生物工程研究所。
1.2.2 CAS的检测 两组均行颈动脉超声检查,采用美国飞利浦公司生产的HDI5000彩色多普勒超声仪,探头频率5~12 MHz,并由同一位有经验的专业医师操作。受检者取仰卧位,头后仰并略偏向对侧。依次检查两侧颈总动脉主干、分叉部、颈内动脉颅外段,检查时测量血管内膜中层厚度(IMT),注意观察斑块的有无、大小、数量及回声特征。根据斑块回声强度将斑块分为软斑、硬斑、混合斑。软斑和混合斑为不稳定斑块,硬斑为稳定斑块。CAS判断标准:根据ESH/ESC及我国高血压指南,以颈总动脉IMT>0.9 mm为管壁增厚;斑块:指突向管腔内的局灶性动脉壁增厚,其厚度超过相邻区域的动脉管壁的内膜中层厚度至少50%。管壁增厚或有斑块形成者为CAS。
1.2.3 神经功能缺失程度评价 采用美国国立卫生研究院卒中量表(NIHSS)对CI组发病<48h及第10d的神经功能缺失程度进行评分。
1.3 统计学方法 所有数据采用SPSS11.5统计软件进行处理。发病<48 h记为“1”,发病第10d记为“2”,前者减后者的差记为“差值”。样本间差别分析采用t检验。样本间构成比采用χ2检验。多个变量间的相关分析采用多元线性回归。检验的显著性水准为双侧检验P<0.05。
2 结果
2.1 两组ADP、cNOS及iNOS比较
与NC组比较,CI组血清 ADP1、cNOS1均显著降低(P<0.05,P<0.01),iNOS1活性显著升高(P<0.01)。与发病<48h比较,CI组血清 ADP2、cNOS2均显著升高(均 P<0.05),iNOS2活性显著降低(P<0.01)。见表1。
表1 两组ADP、cNOS及iNOS比较(±s)
表1 两组ADP、cNOS及iNOS比较(±s)
* 与NC组比较P<0.05;** 与NC组比较P<0.01;▲ 与发病<48 h比较P<0.05;▲▲ 与发病<48 h比较P<0.01
CI 组10 d ADP(mg/L) 2.12±0.60 1.69±0.69* 2.09±0.97指标 NC组 发病<48 h 发病第▲cNOS(U/ml) 19.09±11.74 10.87±7.66* * 13.41±8.99**▲ iNOS(U/ml) 12.68±7.21 17.99±5.98** 13.95±7.19▲▲
2.2 两组CAS情况比较
与NC组比较,CI组双侧颈总及颈内动脉IMT、CAS发生率、斑块检出率显著升高(均P<0.01);不稳定斑块构成比显著升高(P<0.05)。见表2。
表2 两组CAS情况比较
2.3 CI组 ADP、cNOS及 iNOS与 NIHSS评分及颈动脉IMT的多元逐步回归分析
CI组cNOS1(X)与NIHSS1(Y)呈独立负相关。回归方程 Y=9.199-0.218X(F=9.219,P=0.005)。CI组 cNOS1(X1)、iNOS1(X2)、ADP 差值(X3)均与左颈总动脉IMT(Y)独立相关。回归方程Y=2.209-0.032X1-0.04X2+0.129X3(F=5.792,P=0.005)。
3 讨论
动脉粥样硬化(atherosclerosis,AS)是CI重要的病因和病理基础。CAS可以在一定程度上反映全身AS情况,与CI发生密切相关。在AS发生过程中,病变主要累及动脉内膜,首先是颈动脉IMT的增厚,随着病变发展,内膜变粗糙,逐渐形成斑块。粥样斑块可通过下列机制引发ACI[1]:(1)斑块不断增大,直接堵塞血管;(2)斑块不稳定、易破裂,破裂的斑块栓塞远端的血管;(3)破裂或未破裂的斑块表面粗糙,激活血小板和凝血因子形成血栓;(4)狭窄的颈动脉使远端灌注压降低,形成边缘带梗死或低灌注性梗死。因此,CAS是CI的独立危险因素,是CI危险性预测的重要指标[2]。本研究发现,CI组双侧颈总、颈内动脉IMT较NC组显著升高,CI组CAS发生率、斑块检出率较NC组显著升高,且斑块以软斑和混合斑为主。证实了CAS与CI的发生密切相关,且不稳定斑块与CI的关系较稳定斑块更为密切,为CI的重要危险因素。
ADP是由脂肪细胞特异性分泌的细胞因子,具有重要的调节糖脂代谢、抗炎[3]、改善胰岛素抵抗、抗 AS[4]等功能。Okamoto 等[5]研究发现用人 ADP基因重组腺病毒感染ApoE缺乏的小鼠,14日后动脉窦处的粥样斑块形成被抑制了30%,免疫组化分析显示腺病毒携带的ADP转移入粥样硬化动脉处脂纹的泡沫细胞内。研究发现ADP通过影响细胞内环磷酸腺苷(cAMP)-蛋白激酶A(PKA)信号通路,抑制核转录因子NF-kB的活性,调节内皮细胞炎症反应。并通过诱导eNOS的表达,保护血管内皮功能。此外,ADP可以抑制巨噬细胞前体细胞的生长及血管平滑肌细胞的迁移与增殖[6]。有研究表明,ADP在CI发病过程中具有神经和血管保护双重作用[7]。Efstathiou 等[8]研究发现,首次缺血性卒中患者发病24 h内的血清ADP水平与5年病死率存在显著的负相关性,并且是卒中死亡的独立危险因素。本研究显示,CI组患者发病<48h血清ADP水平显著降低,发病10d血清ADP水平较发病<48h显著升高,提示CI患者存在低ADP血症,且ADP水平存在明显的动态变化。CI组血清ADP差值与颈总动脉IMT呈独立正相关。提示ADP可能参与了CAS的病理生理过程。CI组ADP水平与患者NIHSS评分无显著相关,与史光东等[9]报道不相同。考虑可能与样本量大小,病例构成及采血时间点等因素不同有关。ADP是否可作为临床预测和诊断CI的生物学标记物还有待进一步深入研究。
NO在脑缺血中具有神经保护和神经毒性的双重作用,其生物学活性取决于NOS的活性。NOS可分为 cNOS和 iNOS,cNOS又可分为神经元型(nNOS)和内皮型(eNOS)。eNOS产生的NO的减少被认为是AS形成的始动因素。张家涌等[10]发现在AS的动脉内膜,eNOS的表达较正常动脉内膜明显减少。但eNOS也可能通过活性氧类的产生或eNOS的解偶联而导致AS。关于eNOS在AS的活性调节机制还有待继续探索。AS血管中iNOS主要在AS的晚期发挥重要作用。Miyoshi等[11]通过比较iNOS基因及apoE基因同时敲除的小鼠与仅apoE基因敲除的小鼠,发现早期两者AS面积无明显差异;晚期前者AS面积较后者明显减少。免疫组化研究发现进展性AS斑块中大量巨噬细胞浸润,胞浆中较多iNOS表达。因此认为iNOS和氧化损伤在AS进程中发挥重要作用。本研究发现,排除其他干扰因素影响后,CI组发病<48h血清cNOS与颈总动脉IMT呈独立负相关。分析原因可能与cNOS中eNOS表达降低,从而削弱其抗AS作用有关,也可能由于AS导致的内皮功能障碍所致。发病<48h血清iNOS也与颈总动脉IMT呈显著负相关,相关机制有待进一步研究。
Chen等[12]应用NOS基因敲除小鼠,发现nNOS及iNOS基因敲除小鼠在脑缺血再灌注损伤后梗死灶减小,说明nNOS及iNOS所合成的NO在脑梗死中具有神经毒性作用;而eNOS基因敲除小鼠在脑缺血再灌注损伤后,梗死灶明显增大,提示eNOS所合成的NO在脑梗死中具有神经保护作用。有关CI中NOS分型的研究多局限于动物实验。本研究发现CI组发病<48h血清cNOS活性显著降低,iNOS活性显著升高。CI组发病<48h血清cNOS活性与患者神经功能缺失程度呈独立负相关。说明cNOS参与了CI的病理生理过程,其在CI中的作用可能与cNOS中eNOS的神经保护作用及其抗AS作用双重机制有关。增加其活性可能减轻缺血性脑损伤的程度,有助于改善CI的预后。
综上所述,ACI患者血清ADP、NOS均发生了显著的动态变化。ACI与CAS关系密切。cNOS活性与CI神经功能缺失程度及CAS均呈独立负相关,可在一定程度上反应CI及CAS的严重程度。干预CI患者血清cNOS活性可能为CI治疗提供新的途径。对ADP、NOS及CAS的关系仍需进一步深入研究,对此充分认识可以为CI的临床诊治及预后判断提供新的思路,因此具有重要的理论和现实意义。
[1] Nishimura M,Izumiya Y.Adiponectin prevents cerebral ischemic injury through endothelial nitric oxide synthase dependent mechanisms[J].Circulation,2008,117(2):216 -223.
[2] 钟维章,王小燕,李吕力,等.颈动脉斑块和狭窄与脑梗死的关系探讨[J].中国临床新医学,2010,03(11):1052-1054.
[3] Amira OC,Naicker S,Manga P,et al.adiponectin and atherosclerosis risk factors in African hemodialysis patients:a population at low risk for atherosclerotic cardiovascular disease[J].Hemodial Int,2012,16(1):59-68.
[4] 张艳,卢红,张萍,等.急性脑梗死患者颈动脉粥样硬化斑块稳定性与血清脂联素、白介素-8水平的相关性[J].临床神经病学杂志,2012,25(3):174-176.
[5] Okamoto Y,Kihara S,Ouchi N,et a1.Adiponectin reduces atherosclerosis in apolipoprotein E -deficient mice.Circulation,2002,106(22):2767-2770.
[6] Li QX,Ao X,Wen L,et a1.Effect of increased levels of adiponectin by administration of the adeno vector rAAV2/1-Acrp30 on glucose,lipid metabolism and ultrastructure of the aorta in Goto-Kakizaki rats with arteriosclerosis[J].Natl Med J India,2012,25(1):5-9.
[7] Zhang P,Wang Y,Fan Y,et al.Overexpression of adiponectin receptors potentiates the anti-inflammatory action of subeffective dose of globular adiponectin in vascular ebdothelial eclls[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2009,29(9):67.
[8] Efstathiou S P,Tsioulos D I,Tsiakou A G,et al.Plasma adiponectin levels and five-year survival after first-ever ischemic stroke[J].Stroke,2005,36(9):1915 -1919.
[9] 史光东,罗继琼,冉瑞明,等.脂联素、IL-6与老年脑梗死患者颈动脉中膜厚度的相关性[J].贵阳医学院学报,2014,39(1):74-76.
[10] 张家涌,段鸿洲,鲍圣德,等.NOS与血红素氧化酶在颈AS斑块中的表达[J].中华神经外科杂志,2008,24(11):868-871.
[11] Miyoshi T,Li Y.Shih DM,et al.Deficiency of inducible NO synthase reduces advanced but not early atherosclerosis in apolipoprotein E-deficient mice[J].Life Sci,2006,79(6):525-531.
[12] Chen J,Zacharek A,Zhang C,et al.Endothelial nitric oxide synthase regulates brain-derived neurotrophic factor expression and neurogenesis after stroke in mice[J].Neurosci,2005,25(9):2366-2375.