血清和肽素、MMP-9水平对动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者手术治疗预后的预测价值

彭浩，陈健龙，刘朝晖，蔡仁端，王义彪

动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage，aSAH)是危及生命的脑血管疾病，具有极高致死率，10%～25%患者死于住院前，仅30%可恢复生活自理[1]。血管介入和动脉瘤夹闭术是治疗aSAH的重要手段，虽然手术治疗水平不断提高，但是患者术后转归仍不容乐观。术后脑出血、脑血管疾病、迟发性脑缺血、脑积水等均可影响手术治疗转归，增加病死率[2]。目前缺少aSAH预后有效预测指标，WFNS分级、Hunt-Hess分级、改良Fisher分级评估存在主观性强的弊端，寻找与aSAH预后相关的敏感生物学指标成为临床研究的热点。脑血管病变应激反应可引起抗利尿激素增高，和肽素(copeptin)作为一种新的内源性应激标志物，位于抗利尿激素原C末端，在体内分布稳定，对脑血管疾病预后具有一定预测价值[3]。基质金属蛋白酶-9 (MMP-9)又称胶原酶B，是MMPs家族中最重要的成员之一，与动脉瘤形成、破裂密切相关，并参与脑血管痉挛发生过程[4]。本研究通过分析血清和肽素、MMP-9与aSAH术后转归的关系，以期为aSAH患者术后转归不良的预测提供参考，报道如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 选择2017年2月—2019年2月海南省人民医院神经外科收治aSAH患者107例，根据术后转归情况以改良Rankin量表(mRS)评分[5]≤2分为转归良好组74例，mRS评分>2分为转归不良组33例。本研究获得医院伦理委员会批准，患者或其家属均知情同意签署同意书，诊疗过程严格遵循伦理学原则，保障患者隐私和安全。

1.2 病例选择标准 (1)纳入标准：①颅脑CT和MR提示出血灶，符合2015版“中国蛛网膜下腔出血诊治指南”中诊断标准[6]；②发病至入院时间小于48 h；③接受血管介入或开颅动脉瘤夹闭术治疗，手术顺利，未出现术中死亡。(2)排除标准：①颅脑外伤、高血压导致的脑出血；②烟雾病、动静脉畸形、假性动脉瘤；③合并颅内感染、全身感染、心血管疾病、肝肾功能障碍者；④入院48 h内死亡或发生脑疝患者。

1.3 观测指标与方法

1.3.1 临床资料收集：收集患者性别、年龄、体质量指数(BMI)、吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病、高脂血症、冠心病、发病至入院时间、入院收缩压和舒张压、动脉瘤位置、动脉瘤直径、入院Hunt-Hess分级、改良Fisher分级、世界神经外科医师联盟委员会的蛛网膜下腔出血(WFNS)分级、手术方式、入院至手术时间、术后并发症(迟发性脑缺血、脑出血、脑血管痉挛、脑积水、肺部感染)。吸烟史定义为每日吸烟≥3支，连续超过1年；饮酒史定义为每日饮酒>100 g，超过1年。Hunt-Hess分级[7]:Ⅰ级，无或轻度症状；Ⅱ级，头痛，颈强直，动眼神经等脑神经麻痹；Ⅲ级，意识障碍、嗜睡或躁动不安，伴轻度脑症状；Ⅳ级，浅昏迷、偏瘫，早期去脑强直，植物神经紊乱；Ⅴ级，深昏迷、去脑强直，濒危状态。改良Fisher分级[8]：Ⅰ级，基底池出血；Ⅱ级，周边脑池或侧裂池出血；Ⅲ级，广泛蛛网膜下腔出血伴脑实质内血肿；Ⅳ级，基底池、周边脑池、侧裂池大量积血。WFNS分级[9]：Ⅰ级，格拉斯哥昏迷评分(glasgow coma score,GCS)15分，无神经功能障碍；Ⅱ级，GCS评分13～14分，无神经功能障碍；Ⅲ级，GCS评分13～14分，有神经功能障碍；Ⅳ级，GCS评分8～12分，有或无神经功能障碍；Ⅴ级，GCS评分3～7分，有或无神经功能障碍。迟发性脑缺血诊断标准[10]：①aSAH发病4 d后出现意识下降、失语、偏盲、偏瘫加重等神经功能缺损症状，持续时间>1 h；②复查颅内CT或MR发现新梗死灶，并排除再出血灶、脑积水和脑水肿等。

1.3.2 血清和肽素、MMP-9检测： 患者入院24 h内采集空腹肘静脉血3～5 ml，待血液凝固后取上层液于EP管，置于TDZ4-WS低速自动平衡离心机(长沙湘智离心机仪器有限公司)4℃条件下离心取上清液，保存于-80℃超低温冰箱(Thermo Fisher公司)。采用意大利BIOBASE2000型全自动酶免分析仪，以酶联免疫吸附试验检测血清MMP-9、和肽素水平，试剂盒购自美国Epitope Diagnostics公司。

1.3.3 术后转归及判断：所有患者术后均随访6个月，采用mRS评估患者临床转归，0分无功能受限和遗留症状，1分有症状、无明显功能障碍，2分轻度残疾、但生活能自理，3分中度残疾，4分中重度残疾，5分重度残疾。

1.4 统计学方法 采用SPSS 25.0软件进行数据分析。计量资料呈正态分布并具方差齐性，以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；计数资料以频数或率(%)表示，比较采用χ2检验；Logistic多元逐步回归分析影响aSAH手术治疗转归的危险因素；受试者工作特征曲线(ROC)分析血清和肽素、MMP-9水平对aSAH手术治疗转归的预测价值。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 2组临床资料比较 2组性别、年龄、BMI、发病至入院时间、吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病、高脂血症、冠心病、动脉瘤位置、动脉瘤直径、术后并发肺部感染、并发脑血管痉挛、并发脑积水、手术方式、入院舒张压比较差异均无统计学意义(P>0.05)。转归不良组WFNS分级Ⅲ～Ⅴ级、Hunt-Hess分级Ⅲ～Ⅴ级、改良Fisher分级Ⅲ～Ⅴ级、并发迟发性脑缺血、并发脑出血、入院至手术时间≥72 h占比、入院收缩压水平高于转归良好组(P<0.05)，见表1。

2.2 2组血清和肽素、MMP-9水平比较 转归不良组血清和肽素、MMP-9水平高于转归良好组(P<0.01)，见表2。

表1 2组患者临床资料比较

表2 2组患者血清和肽素、MMP-9水平比较

2.3 Logistic回归分析影响aSAH手术治疗转归不良的危险因素 以aSAH术后转归不良为因变量，WFNS分级、Hunt-Hess分级、改良Fisher分级、并发迟发性脑缺血、并发脑出血、 入院至手术时间、入院收缩压、血清和肽素、MMP-9水平为自变量，建立Logistic回归模型，最终结果：入院至手术时间≥72 h、Hunt-Hess分级Ⅲ～Ⅴ级、并发迟发性脑缺血、血清和肽素、MMP-9水平升高是aSAH术后转归不良的独立危险因素(P<0.05)，见表3。

表3 影响aSAH手术治疗转归不良的危险因素Logistic回归分析

2.4 血清和肽素、MMP-9 对aSAH手术治疗转归不良的预测价值 ROC分析血清和肽素、MMP-9、和肽素+MMP-9联合预测aSAH手术治疗转归不良的曲线下面积(AUC)分别为0.734、0.703、0.954，见图1。血清和肽素、MMP-9最佳截断值(cut-off)分别为1.35 ng/ml、16.11 μg/L，血清和肽素+MMP-9预测aSAH手术治疗转归不良的敏感度、特异度、约登指数均优于血清和肽素、MMP-9 单项检测，和肽素+MMP-9预测aSAH手术治疗转归不良的价值最大，见表4。

表4 血清和肽素、MMP-9预测aSAH手术治疗转归的效能分析

3 讨 论

aSAH是常见的致死、致残类脑血管疾病，aSAH仅占全部脑卒中类型的一小部分，但死亡人数占全世界脑卒中死亡人数的50%左右[11]，尽管多数患者在aSAH后可恢复到良好的功能状态，但残余症状仍然多见，严重影响患者日常生活，可见探寻一种与aSAH术后转归密切相关的内源性标志物，对预测患者预后、疾病严重程度评估、指导临床治疗均具有重要的意义。

和肽素是精氨酸加压素前体C-末端的糖基化多肽，由神经垂体分泌，参与精氨酸加压素的形成和成熟。精氨酸加压素具有升高血压、收缩血管、抗利尿循环等作用，在脑血管系统稳态维持和发病机制中扮演重要角色。和肽素与精氨酸加压素为加压素原分解产物，两者具有相同病理生理作用，和肽素与精氨酸加压素水平明显相关，且比精氨酸加压素更稳定，被证实与急性抬高型心肌梗死、冠心病冠状动脉病变严重程度、感染性疾病等均有密切关系[12-14]。近年来有研究显示，血清和肽素水平在脑梗死、颅内出血和蛛网膜下腔出血患者中明显升高，血清和肽素水平与美国国立卫生研究院卒中量表(national institutes of health stroke scale，NIHSS)评分、Hunt-Hess分级呈正相关[15]。本研究发现，aSAH术后转归不良组血清和肽素水平高于转归良好组，血清和肽素水平升高是aSAH术后转归不良的危险因素，这与国外一项荟萃分析显示外周血高和肽素水平与脑出血患者高病死率独立相关的结论相符[16]，说明和肽素参与aSAH术后病情的进展，可能的机制为aSAH术后再出血、迟发性缺血等严重并发症导致机体应激反应加剧，刺激精氨酸加压素、和肽素分泌增加，精氨酸加压素发挥收缩脑血管作用引起血管痉挛，发生急性脑缺血和出血事件。

MMP-9是参与细胞外基质降解的重要酶之一，参与胚胎发育、血管生成、骨骼发育、伤口愈合、细胞迁移等多种生理过程，在卒中、脑缺血再灌注损伤机制中发挥重要作用[17]。近年来研究发现，MMP-9参与动脉瘤形成、进展和破裂过程，平滑肌细胞丢失和细胞外基质(extracellular matrix，ECM)破坏是动脉瘤组织学特征之一，血管中MMPs(MMP-3、MMP-9、MMP-14)及其底物在维持动脉形态和功能方面发挥着重要作用，MMPs表达异常可导致动脉结构改变，发生动脉扩张和动脉瘤[18-20]。本研究发现，aSAH术后转归不良组血清MMP-9水平高于转归良好组，多元Logistic回归分析证实，MMP-9升高是aSAH手术治疗转归不良的独立危险因素，MMP-9水平每升高1 μg/L，转归不良风险将增加3.102倍。涂汉明[21]发现蛛网膜下腔出血后48 h内血浆和脑脊液中MMP-9水平与迟发性脑缺血的发生独立相关。也有研究指出MMP-9过度表达与神经兴奋性毒性、神经元损伤凋亡、血脑屏障损伤相关脑积水及脑出血有关[22]，李安定等[23]发现脑血管痉挛与不良预后有关，而本研究尚未发现不同转归患者并发脑血管痉挛的差异，这可能是研究中对不良预后的判定依据不同，且本研究并未对合并脑血管痉挛进行分级所致。MMP-9参与aSAH术后转归不良的机制为：金属蛋白酶抑制剂与MMPs平衡在ECM重构中起着重要作用，ECM代谢异常引起的血管重构导致蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛。研究表明，大鼠蛛网膜下腔出血模型中MMP-9表达明显升高，MMP-9可能通过促进血管平滑肌收缩参与脑血管痉挛发病过程[24]。脑缺血缺氧产生大量氧自由基和活性氧物质，导致ECM蛋白损伤，MMP-9表达升高，增加细胞外基质降解，MMP-9活性增加有助于血脑屏障分解和开放，导致脑积水和出血，加重aSAH术后病情恶化。

本研究ROC分析结果显示，血清和肽素、MMP-9预测aSAH术后转归不良均具有一定价值，说明监测血清和肽素、MMP-9水平有助于早期预测aSAH术后转归不良风险，为临床早期预防提供指导。黄锐等[25]报道，和肽素是预测aSAH后脑血管痉挛和迟发性缺血性神经功能缺损的精氨酸加压素替代性标志物。然而和肽素、MMP-9均存在敏感度或特异度偏低的弊端，MMP-9联合和肽素明显提高预测aSAH术后转归的效能，提示同时存在和肽素、MMP-9升高的aSAH患者术后不良转归风险较单独和肽素、MMP-9升高患者更大，临床对于此类患者应谨慎选择手术方案，避免应用增加脑血管痉挛、脑出血或脑缺血风险的干预措施。

本研究多元Logistic回归分析结果显示，并发迟发性脑缺血、入院至手术时间≥72 h、Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ级是aSAH术后转归不良的独立危险因素。相关报道同样指出迟发性脑缺血是aSAH的严重并发症，主要由脑血管痉挛引起，是aSAH患者死亡和不良预后的最主要原因[26]。早期手术可避免术前再出血，改善aSAH患者预后，Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ级患者即便经过术前严格手术评估，术后仍然有较高的再出血和脑血管痉挛风险，病死率高，因此对于高水平和肽素、MMP-9、并发迟发性脑缺血、入院至手术时间≥72 h、Hunt-Hess Ⅲ～Ⅴ级患者临床应建立高危预警机制，加强病情监测和临床干预以降低不良转归风险。

综上，血清和肽素、MMP-9水平升高与aSAH患者术后转归不良密切相关，可作为aSAH患者术后转归预测的辅助生物学指标。通过抑制和肽素、MMP-9水平可能使患者获得良好转归，为aSAH治疗提供新的方向。

利益冲突：所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明

彭浩：研究构思，选择课题，实施研究过程，论文撰写；陈健龙、刘朝晖：实施研究过程，资料搜集整理，参与撰写；蔡仁端：数据获取，统计学分析；王义彪：提出研究思路，课题设计，分析试验数据，论文审核，论文修改