预测动脉瘤性蛛网膜下腔出血预后的相关生物标志物

余国清，姚声涛，汪 峰，王小强

(1.遵义医科大学附属医院脑血管病科，贵州 遵义 563000； 2.遵义医科大学，贵州 遵义 563000)

动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysm subarachnoid hemorrhage，aSAH)是由颅内动脉瘤破裂引起的出血，约占脑卒中的5%，具有较高的发病率及死亡率[1-3]。其治疗虽有进展，但预后不佳，aSAH患者的长期死亡率仍高达10%～24%[4-5]。研究认为，炎症反应不仅与aSAH后继发性脑损伤有关，还是出血性脑损伤的重要机制[6-7]，且一些与炎症相关的生物标志物对aSAH具有很高的预测价值[8-10]。血清生物标志物是一种有效的无创性评估aSAH早期预后的方法，其中一些生物标志物已被充分证明是诊断、治疗及预测aSAH预后的可靠辅助手段，尤其是炎症标志物。近年来，炎症生物标志物引起了临床医师对aSAH严重程度和预后的关注，且早期识别与aSAH预后相关的生物学标志物对预测其预后具有重要临床意义，为临床治疗提供帮助。因此，寻找新的、准确的aSAH预后预测因子至关重要。目前，常用于预测aSAH预后的血清生物标志物包括炎症标志物及γ-谷氨酰基转移酶、神经球蛋白、血糖/钾比值、微RNAs(microRNAs，miRNAs)、晚期糖基化终末产物受体(receptors of advanced glycosylation end products，RAGE)等。现就预测aSAH预后相关的生物标志物予以综述。

1 半乳糖凝集素-3

半乳糖凝集素-3属于半乳糖凝集素家族，它是一种反映炎症状态的新生物标志物。半乳糖凝集素-3被认为是一种促炎蛋白，激活胶质细胞可以表达半乳糖凝集素-3[11]。近年研究表明，半乳糖凝集素-3可作为神经系统疾病预后的生物标志物，其血浆水平对重型颅脑损伤具有较高的预测预后价值[12]。Liu等[13]发现，试验组的半乳糖凝集素-3水平明显高于对照组，且随着病情加重，血浆半乳糖凝集素-3水平显著升高。在多因素Logistic回归分析中，血浆半乳糖凝集素-3水平与世界神经外科医师联盟(Word Federation of Neurosurgical Societies，WFNS)评分呈显著正相关，与修正Fisher评分呈显著正相关，且血清半乳糖凝集素-3水平还与6个月的临床结果密切相关[13]。此外，半乳糖凝集素-3水平还能独立预测6个月死亡率和不利结果，具有较高的预测价值。因此，半乳糖凝集素-3有助于预测aSAH患者的不良预后。

2 内脂素

内脂素是一种前B细胞集落增强因子，在调节全身炎症方面有一定的作用。研究表明，内脂素是一种以内脏脂肪表达为主的新型脂肪因子[14]，较高的内脂素水平与缺血性脑卒中[15]、自发性脑出血[16]有关。同时，急性自发性基底节区脑出血患者的血浆内脂素水平不仅与血肿生长和早期神经功能恶化密切相关[17]，还是脑损伤的一个有价值的生化指标。Wang等[18]研究发现，血浆内脂素水平与血浆C反应蛋白水平密切相关。因此，内脂素可能参与了aSAH的病理生理过程，并参与急性脑损伤相关的炎症反应。研究显示，在aSAH患者中，内脂素可独立预测住院死亡率、6个月死亡率和6个月的不良结局，其与aSAH的临床严重程度及炎症反应有关，对aSAH患者的近期或远期临床预后有一定的预测价值[18]。

3 8-异前列腺素F2α

8-异前列腺素F2α是花生四烯酸非环氧化酶过氧化反应的稳定产物之一，是反映氧化应激程度的生物标志物[19-22]。研究证实，在脑出血或创伤性脑损伤中，循环8-异前列腺素F2α水平随临床严重程度的增加而升高[23-24]。有报道，脑脊液中的8-异前列腺素F2α与迟发性脑血管痉挛有关，提示8-异前列腺素F2α可能与aSAH预后不良有关[25]。Pan等[26]研究发现，aSAH患者的血浆8-异前列腺素F2α水平显著高于健康对照者，且血浆8-异前列腺素F2α水平与入院WFNS评分和改良Fisher评分呈正相关。因此，血浆8-异前列腺素F2α可作为aSAH术后6个月死亡率和不良预后的独立预测指标，是aSAH潜在的预后生物标志物。

4 血清膜蛋白

以往研究认为，血清膜蛋白是炎症[27-28]和氧化应激的生物标志物[29]。其在脑卒中后的病理过程中起重要作用。研究表明，创伤性脑损伤患者的血清膜蛋白水平明显高于正常人，且与临床严重程度显著相关[30]。Liu等[31]在SAH小鼠模型中发现，血清膜蛋白水平可减轻早期脑损伤；同时他们还发现，1 μg γ-膜蛋白可明显加重SAH后的脑水肿，提示膜蛋白可能在SAH后的病理过程中起重要作用。Luo等[32]的多因素Logistic回归分析显示，高水平的血清膜蛋白水平与不良预后显著相关，其对aSAH患者的不良预后具有预测作用，故他们认为血清膜蛋白可作为aSAH患者预后的生物学指标。

5 硫氧还蛋白

硫氧还蛋白是一种有效的抗氧化剂，可调节炎症、细胞生长和凋亡[33-34]。有文献报道，血清硫氧还蛋白水平升高与脑出血、脑外伤和缺血性脑卒中后的严重程度和不良结果密切相关[35-38]，并认为硫氧还蛋白是一种潜在的神经疾病预后预测生物标志物。Wu等[35]发现，硫氧还蛋白的血清水平升高与缺血性脑卒中风险、严重程度和病变体积相关。Dai等[39]通过Logistic回归分析发现，血清硫氧还蛋白预测6个月死亡率的灵敏度为97.7%，特异度为51.1%。因此，血清硫氧还蛋白可作为6个月死亡率和6个月不良结局的独立预后生物标志物。

6 可溶性CD40配体

CD40配体在单核细胞、巨噬细胞、T细胞、B细胞、血小板和内皮细胞表面表达[40-42]。通过CD40刺激这些细胞可诱导炎症反应，包括黏附分子的表达及促炎症细胞因子的释放。CD40配体可从细胞表面被切割，释放出具有生物学活性的可溶性CD40配体[43]，可溶性CD40配体通过其受体CD40与循环单核细胞结合，发挥促炎作用[44]。研究认为，缺血性脑卒中患者血浆可溶性CD40配体水平明显升高[45-46]，且与颅脑损伤的严重程度和死亡率密切相关[47]。Chen等[48]发现，aSAH患者血浆可溶性CD40配体水平明显高于健康对照者；且通过Logistic回归分析发现，血浆可溶性CD40配体>3.4 ng/mL预测患者6个月不良结局的灵敏度为77.1%，特异度为74.1%，其预测值与WFNS评分和Fisher评分相近。同时他们还认为，血浆可溶性 CD40配体水平与aSAH严重程度及远期预后有关。

7 肾上腺髓质素

肾上腺髓质素属于降钙素基因相关肽家族，是一种含52个氨基酸的多肽，其通过自分泌/旁分泌作用方式发挥多种生物学效应，包括调节血压、细胞生长和分化、激素分泌，以及增强宿主中枢神经系统对微生物的防御能力等[49-50]。肾上腺髓质素的基因表达受多种刺激的影响，包括炎症、缺氧、氧化应激、机械应激及肾素-血管紧张素和交感神经系统的激活[51]。aSAH后，脑脊液中的肾上腺髓质素水平升高可能在症状性血管痉挛和脑缺血的发展中起调节作用[52]，且与迟发性神经功能损伤呈正相关[53-54]。Wang等[55]报道，血浆肾上腺髓质素水平与急性脑出血的严重程度和3个月的临床结果有关。Cai等[56]研究表明，血浆肾上腺髓质素水平与疾病严重程度呈正相关，血浆肾上腺髓质素>116.8 pg/mL可预测患者6个月的预后不良，其灵敏度为77.1%，特异度为78.8%，且其预测作用与WFNS评分及Fisher评分相似。因此，肾上腺髓质素可作为预测aSAH预后的生物标志物。

8 神经球蛋白

神经球蛋白是一种新发现的组织球蛋白，其具有较高的氧亲和力，是aSAH潜在的生物标志物之一。神经球蛋白作为组织球蛋白家族的新成员，在神经系统的神经元和内分泌组织中均高表达，并表现出内源性神经保护作用。Shang等[57]发现，脑缺血缺氧时血清神经球蛋白表达水平显著升高，且与神经损伤程度呈正相关，提示神经球蛋白的分布及血清神经球蛋白水平的动态变化可能与脑缺血和缺氧有关。Cai等[58]研究发现，神经球蛋白可作为aSAH术后6个月死亡率和6个月不良结局的独立预测指标，尤其是aSAH发病后第2天血清神经球蛋白水平高于9.03 ng/mL，提示临床预后不良。因此，神经球蛋白是预测aSAH不良结局的一种新生物标志物。

9 γ-谷氨酰基转移酶

一项对14 874例芬兰男性和女性缺血性脑卒中患者的前瞻性队列研究表明，当γ-谷氨酰基转移酶为高水平时，男性脑出血的风险增加1.91倍，女性蛛网膜下腔出血风险增加2.08倍[59]。其机制可能为γ-谷氨酰基转移酶的促氧化和促炎作用促进了动脉粥样硬化过程[60]。研究发现，血清γ-谷氨酰基转移酶水平升高与饮酒有关[61-62]。而Jousilahti等[59]在一般人群中没有观察到饮酒与脑卒中风险有直接关系。Emdin等[63]研究进一步证实了这一结果，并认为γ-谷氨酰基转移酶在动脉粥样硬化过程中起重要作用。此外，Fraser等[64]在不饮酒人群中也观察到，γ-谷氨酰基转移酶水平的升高对脑卒中有类似影响。XU等[65]通过多变量Logistic分析认为，γ-谷氨酰基转移酶水平与aSAH预后呈线性关系。可见，血清γ-谷氨酰基转移酶可作为aSAH后功能恢复的独立预测指标。

10 血糖/钾比值

据报道，血糖水平是aSAH后预后不良的预测指标[66]。Juvela等[67]研究发现，入院时的初始血糖水平与aSAH的严重程度独立相关，血糖升高的机制可能为机体在损伤和应激后产生了大量的儿茶酚胺，它们通过增加胰高血糖素的分泌和抑制胰岛素的分泌直接和间接地升高了葡萄糖水平。人体中的钾主要储存在细胞内，其转运受细胞膜和钠/钾泵(Na/K-ATP酶)主动摄取钾的控制，而儿茶酚胺、肾上腺素能激素和胰岛素能调节Na/K-ATP酶，导致血清钾水平降低。此外，aSAH患者由于儿茶酚胺分泌过多而具有较高的血糖值，所以促进了胰岛素的分泌和血清钾进入细胞。Fujiki等[68]研究认为，aSAH患者的不良预后与血糖/钾比值呈显著正相关。因此，血糖/钾比值反映了aSAH引起的儿茶酚胺分泌增加，故其可作为预测术前严重程度和术后预后的指标。

11 miRNAs

miRNAs是一类高度保守的非编码RNA分子。研究表明，在缺血性脑卒中患者中，血液中miRNAs的水平与临床预后有关[69-70]，提示循环血清miRNAs可能作为组织损伤的生物标志物。Sheng等[71]研究发现，与健康对照组相比，aSAH组患者的血清miR-1297水平显著升高；多因素Logistic回归分析显示，aSAH后第1天和第3天的miR-1297水平与aSAH术后不良结局及严重程度显著相关，尤其是在24 h(超早期)和72 h(早期)时，较高水平的miR-1297可作为aSAH术后1年预后不良的独立预测因素。

12 巨噬细胞移动抑制因子

巨噬细胞移动抑制因子(macrophage migration inhibition factor，MIF)是一种促炎细胞因子，其在炎症相关疾病的病理生理机制中发挥重要作用。MIF来源于神经胶质细胞，它能激活中枢神经系统的炎症反应[72]。一项研究发现，低氧可诱导缺血性脑卒中的缺血脑组织释放MIF[73]，且MIF还能促进脑卒中后细胞死亡，加重神经功能损伤[74]。在自发性脑出血患者中，血清MIF水平与病情严重程度及远期预后密切相关[75]。Chen等[76]研究发现，在aSAH后血清MIF水平显著升高；单因素分析表明，血清MIF水平与6个月不良结局密切相关，当血清MIF水平为33.4 ng/mL时，其灵敏度为74.2%，特异度为76.1%。虽然血清MIF是aSAH 6个月后预测不良结局的生物标志物，但关于aSAH患者血清MIF水平与远期预后关系的研究较少，需进一步验证。

13 白细胞介素-33

白细胞介素(interleukin，IL)-33是IL家族中新发现的成员之一，其在中枢神经系统疾病炎症中的作用已被发现。多项研究发现，IL-33可能通过其抗炎作用发挥神经保护作用[77-81]。在急性脑梗死患者中，血清IL-33水平明显升高，且与脑梗死体积呈正相关[82]，故认为IL-33是判断急性脑损伤预后的一个生物标志物。Gong等[83]通过对175例aSAH患者进行研究发现，当血清IL-33>741.3 ng/mL时，其预测患者 6个月不良结局的灵敏度为75.8%，特异度为 79.6%；当血清IL-33>743.8 ng/mL时，其预测患者6个月死亡率的灵敏度为82.1%，特异度为68.7%。因此，血清IL-33水平与aSAH后6个月死亡率及不良结局密切相关，其可作为评估aSAH严重程度和反映预后的炎症生物标志物。

14 RAGE

RAGE是免疫球蛋白家族中的一种细胞表面受体，其存在于人类海马区、皮质神经元、神经胶质细胞和小胶质细胞中[84]。RAGE与其配体的结合致使多个细胞内的信号分子聚集，最终引起aSAH炎症通路的激活[85]。可溶性RAGE多存在于含RAGE的细胞外域，胞质结构域和跨膜结构域中少见。可溶性RAGE有两种亚型：内源性分泌型RAGE和裂解型RAGE[86-87]。研究表明，裂解型RAGE能独立预测缺血性脑卒中的不良预后[88]。Yang等[89]研究发现，aSAH后6个月预后不良的aSAH患者血浆裂解型RAGE水平明显高于预后良好的患者。当血浆裂解型RAGE水平为1.7 mg/dL时，其预测aSAH后6个月不良预后的灵敏度为82.5%，特异度为75.0%。Logistic回归模型分析显示，血浆裂解型RAGE水平能显著提高WFNS评分、改良Fisher评分和增加Hunt-Hess评分的曲线下面积，差异有统计学意义；且该研究认为，血浆裂解型RAGE水平与aSAH的严重程度和不良预后密切相关。

15 小 结

利用血清生物标志物可以对aSAH患者进行动态监测，早期发现预后不良的高危人群，并进行早期干预，同时也有助于临床医师的精准治疗，以尽可能降低致残率，改善生活质量。但单用一种生物标志物预测aSAH患者的预后可能不准确，需充分联合多种生物标志物，结合患者情况，通过各种量表、物理检查和影像学资料等手段提高预测的准确性。未来，需深入探讨生物标志物与aSAH之间的病理生理学机制，了解其在疾病进展过程中的作用，从而指导临床医师对疾病的治疗和判断。