脑微出血、认知功能障碍危险因素及脑微出血与认知功能的关系研究

郑惠文，张作慧，陈雪婷，季郑军，张琪，刘洁，刘永海

认知功能障碍（cognitive impairment，CI）包括记忆力、执行功能、注意力、语言及视空间功能等认知域的障碍。随着人们平均寿命的延长，CI带来的社会负担变得越来越重。尽管阿尔茨海默病是老年CI患者最常见的病因，但研究显示，血管疾病（包括亚临床脑损伤、无症状性脑梗死和临床上明显的脑卒中）也是引起CI的重要原因，其占CI病因的20%，仅次于阿尔茨海默病［1］。近年随着影像学检查技术的提高，脑小血管病的检出率越来越高，其典型的磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）改变包括腔隙性脑梗死、脑白质病变（white matter lesions，WML）、脑微出血（cerebral microbleeds，CMBs）及脑萎缩［2］。其中 CMBs的定义为可见的MRI上小（通常为2～5 mm，最大10 mm）的信号空隙区域，是由血管壁上含铁血黄素沉积物引起的［3］。近年来虽然CMBs的危险因素及其与认知功能的关系获得了广泛的关注和研究，但是目前CMBs的危险因素尚无统一定论，CMBs是否独立导致认知功能下降以及不同CMBs部位和数量与总体认知功能和具体认知域之间的关系尚不明确，CMBs导致CI的机制及其在血管损伤和淀粉样蛋白病理学中的作用仍需进一步探索。本研究旨在分析CMBs、CI的危险因素及CMBs与认知功能的关系，以期对可能存在CMBs的高危人群进行早期影像学筛查，同时早期干预导致CMBs的可调控危险因素，从而提高患者的生活质量，减轻社会负担。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2019-01-01至2020-05-31在徐州医科大学附属医院神经内科住院的脑小血管病患者196例为研究对象。由至少2名专业神经内科住院医师严格按照纳入与排除标准筛选研究对象。本研究经徐州医科大学附属医院伦理委员会审核通过。

1.2 纳入与排除标准 纳入标准：（1）因头晕、头痛、记忆力下降等神经科主观不适就诊；（2）入院后行颅脑MRI检查，且入院后可配合完善蒙特利尔认知评估（Montreal Cognitive Assessment，MoCA）量表评分。（3）对本研究知情同意。排除标准：（1）皮质和/或皮质下的非腔隙性梗死、脑出血；（2）非脑小血管病（多发性硬化、结节病、脑部放疗）引起的WML；（3）脑部病变（如阿尔茨海默病、路易体痴呆、额颞叶痴呆、帕金森病、脑肿瘤、脑积水、脑创伤、神经梅毒、艾滋病所致神经功能障碍、克雅氏病等）；（4）严重精神疾病及癫痫、酒精及药物滥用、中毒和代谢异常等；（5）足以解释记忆障碍或CI的其他影像学改变或疾病。

1.3 研究方法

1.3.1 一般资料收集 收集患者一般资料，包括：性别、年龄、受教育年限、吸烟情况（吸烟量≥20支/d，持续时间超过2年定义为吸烟）、饮酒情况（饮酒量女性≥50 g/d，男性≥60 g/d定义为饮酒）、高血压病史、糖尿病病史、冠心病病史、抗血小板药物使用情况、降脂药物使用情况。

1.3.2 实验室检查指标收集 采集患者空腹静脉血10 ml，置于2支乙二胺四乙酸二钾（EDTA-K2）抗凝管中，4 h内4 000 r/min离心5 min（离心半径15 cm），取上清液待测。采用酶联免疫吸附试验（enzyme linked immunosorbent assay，ELISA）和直接匀相测定法检测总胆固醇（total cholesterol，TC）、三酰甘油（triglyceride，TG）、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）、血尿酸（blood uric acid，BUA）、同型半胱氨酸（homocysteine，Hcy）。

采集患者空腹（12 h）静脉血5 ml，1 h内3 000 r/min离心5 min（离心半径15 cm），取上清液，保存于-20 ℃冰箱中。采用双抗体夹心ELISA检测血清β淀粉样蛋白1-42（β-amyloid peptide1-42，Aβ1-42）、磷酸化Tau-181蛋白，试剂盒由深圳市安群生物工程有限公司提供，严格按照说明书步骤建立标准曲线后根据各孔的吸光度计算血清Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白。

1.3.3 影像学资料收集 采用GE Signa EXCITE HD 3.0 T超导型全身磁共振扫描仪，8通道头部相控阵线圈，进行MRI检查，获得横断面T1加权成像（T1 weighted image，T1WI）、T2加权成像（T2 weighted image，T2WI）、磁共振成像液体衰减反转恢复序列（fluid attenuated inversion recovery，FLAIR）和矢状面T2WI及磁敏感加权成像（susceptibility weighted imaging，SWI）序列。由2名经验丰富的影像学医师分别进行读片，最后将二者读片结果进行对比，差异较大患者的资料由第3名影像学医师判读。WML判断标准：T2WI和FLAIR表现为高信号。CMBs判断标准：在SWI序列上被界定为2～5 mm圆形及类圆形的低信号，周围无水肿且界限清晰。脑萎缩判断标准：颅脑MRI上表现为脑组织结构体积缩小，脑实质减少，脑回变平，脑沟增宽增深，脑室、脑池和蛛网膜下腔扩大。腔隙性脑梗死判断标准：多为直径＜20 mm的圆形或卵圆形病灶，通常发生在穿支动脉区域，常见于丘脑、脑桥及基底核等部位，T1WI呈低信号，T2WI、FLAIR呈高信号。根据颅脑MRI检查结果将患者分为CMBs组（84例）和非CMBs组（112例）。根据微出血解剖评分量表（Microbleed Anatomical Rating Scale，MARS）［4］将CMBs分为皮质-皮质下CMBs（包括皮质下U纤维）、深部CMBs、幕下CMBs、混合CMBs，见图1。

图1 不同部位CMBsFigure 1 CMBs in different positions

1.3.4 认知功能资料收集 由对影像学检查结果不知情的医师应用MoCA量表［5］对患者认知功能进行检测。MoCA量表包含视空间及执行、命名、注意力、语言能力、抽象能力、延迟记忆和定向力7个认知域，一般在10 min内完成测评，总分为30分，若受教育年限≤12年，则评估结果加1分。得分越高，说明认知功能越好。MoCA量表得分＞26分为认知功能正常，≤26分为存在CI。根据MoCA量表得分将患者分为CI组（90例）和非CI组（106例）。

1.4 统计学方法 采用SPSS 22.0软件进行统计分析。符合正态分布的计量资料以（±s）表示，组间比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，组间比较采用Mann-WhitneyU检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验；CMBs、CI的影响因素分析采用多因素Logistic回归分析；CI组CMBs数目与MoCA量表得分的相关性分析采用Spearman秩相关分析；CI组不同部位CMBs与MoCA量表各认知域得分之间的相关性分析采用线性混合模型分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 CMBs影响因素分析

2.1.1 CMBs组和非CMBs组一般资料、实验室检查指标比较 CMBs组和非CMBs组性别、饮酒率和有糖尿病病史、冠心病病史、使用降脂药物者所占比例及TG、LDL-C、BUA、Hcy比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；CMBs组年龄大于非CMBs组，受教育年限短于非CMBs组，吸烟率和有高血压病史、使用抗血小板药物者所占比例及Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白高于非CMBs组，TC、HDL-C低于非CMBs组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 CMBs组和非CMBs组一般资料、实验室检查指标比较Table 1 Comparison of general data and laboratory examination indexes between CMBs group and non-CMBs group

2.1.2 CMBs影响因素的多因素Logistic回归分析 根据临床经验，以年龄（赋值：实测值）、吸烟情况（赋值：是=1，否=0）、高血压病史（赋值：有=1，无=0）、抗血小板药物使用情况（赋值：使用=1，未使用=0）、TC（赋值：实测值）、HDL-C（赋值：实测值）、Aβ1-42（赋值：实测值）、磷酸化Tau-181蛋白（赋值：实测值）为自变量，患者是否发生CMBs为因变量（赋值：是=1，否=0），进行多因素Logistic回归分析（向前Wald法），结果显示，吸烟、高血压病史、TC、Aβ1-42是CMBs的影响因素（P＜0.05），见表2。

表2 CMBs影响因素的多因素Logistic回归分析Table 2 Multivariate Logistic regression analysis on influencing factors of CMBs

2.2 CI影响因素分析

2.2.1 CI组和非CI组一般资料、实验室检查指标、影像学资料比较 CI组和非CI组性别、吸烟率、饮酒率和有糖尿病病史、冠心病病史、使用抗血小板药物、使用降脂药物者所占比例及TG、HDL-C、LDL-C、BUA、腔隙性脑梗死发生率比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；CI组年龄大于非CI组，受教育年限短于非CI组，有高血压病史者所占比例、Hcy、Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白和WML、CBMs、脑萎缩发生率高于非CI组，TC低于非CI组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表3。

表3 CI组和非CI组一般资料、实验室检查指标、影像学资料比较Table 3 Comparison of general data，laboratory examination indexes，and imaging data between CI group and non-CI group

2.2.2 CI影响因素的多因素Logistic回归分析 以年龄（赋值：实测值）、受教育年限（赋值：实测值）、高血压病史（赋值：有=1，无=0）、TC（赋值：实测值）、Hcy（赋值：实测值）、Aβ1-42（赋值：实测值）、磷酸化Tau-181蛋白（赋值：实测值）、WML发生情况（赋值：发生=1，未发生=0）、CMBs发生情况（赋值：发生=1，未发生=0）、脑萎缩发生情况（赋值：发生=1，未发生=0）为自变量，患者是否发生CI为因变量（赋值：是=1，否=0），进行多因素Logistic回归分析（向前Wald法），结果显示，年龄、受教育年限、WML和CMBs是CI的影响因素（P＜0.05），见表4。

表4 CI影响因素的多因素Logistic回归分析Table 4 Multivariate Logistic regression analysis on influencing factors of CI

2.3 CI组CMBs与认知功能的相关性

2.3.1 CI组CMBs数目与MoCA量表得分的相关性 CI组CMBs数目为（2.80±1.38）个，MoCA量表得分为20（18，23）分。CI组CMBs数目与MoCA量表得分无直线相关关系（rs=-0.147，P=0.166），见图2。

图2 CI组CMBs数目与MoCA得分相关性的散点图Figure 2 Scatter plot of the correlation between the number of CMBs and the MoCA scale score in the CI group

2.3.2 CI组不同部位CMBs与MoCA量表各认知域得分的相关性 以CI组MoCA量表各认知域得分为因变量，不同部位CMBs为自变量，以WML、脑萎缩和腔隙性脑梗死为协变量，采用固定效应方法建立线性混合模型，结果显示，CI组皮质-皮质下CMBs与MoCA量表延迟记忆、语言能力得分呈负相关（P＜0.05）；深部CMBs与MoCA量表视空间及执行、定向力得分呈负相关（P＜0.05）；混合CMBs与MoCA量表注意力得分呈负相关（P＜0.05），见图3～6。

图3 CI组皮质-皮质下CMBs与MoCA量表各认知域得分的关系Figure 3 Relationship between cortical and subcortical CMBs and the scores of each cognitive domain of MoCA scale in the CI group

图4 CI组深部CMBs与MoCA量表各认知域得分的关系Figure 4 Relationship between deep CMBs and the scores of each cognitive domain of MoCA scale in the CI group

图5 CI组幕下CMBs与MoCA量表各认知域得分的关系Figure 5 Relationship between subtentorial CMBs and the scores of each cognitive domain of MoCA scale in the CI group

图6 CI组混合CMBs与MoCA量表各认知域得分的关系Figure 6 Relationship between mixed CMBs and the scores of each cognitive domain of MoCA scale in the CI group

3 讨论

研究显示，CMBs的危险因素包括年龄、性别、高血压、脑淀粉样血管病（cerebral amyloid angiopathy，CAA）、血脂、他汀类药物的使用、高尿酸、载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）基因及其他罕见危险因素等［6］。一项针对弗雷明汉老年人的横断面研究发现，CMBs患病率随年龄增长而增加，男性患病率较高，高血压可增加深部CMBs和混合CMBs的发生风险［7］。被认为是出血性血管病的CAA主要影响皮质和软脑膜中的小动脉和微动脉，这些血管的血管壁中存在β淀粉样蛋白1-40（β-amyloid peptide1-40，Aβ1-40）、Aβ1-42的沉积，而Aβ1-40、Aβ1-42的沉积可导致血管顺应性丧失和脑血管阻力降低，导致其对CMBs的敏感性增加［8］。本研究结果显示，CMBs组年龄大于非CMBs组，受教育年限短于非CMBs组，吸烟率和有高血压病史、使用抗血小板药物者所占比例及Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白高于非CMBs组，TC、HDL-C低于非CMBs组，与既往研究结果［7，9-10］一致。本研究多因素Logistic回归分析结果显示，吸烟、高血压病史、TC、Aβ1-42是CMBs的影响因素，提示临床工作中对于有高血压病史、吸烟、TC降低和Aβ1-42升高的脑小血管病患者，应警惕其发生CMBs，并早期针对上述因素进行干预以预防CMBs的发生发展。

虽然目前广泛认为CMBs会导致认知功能下降［1，11-12］，但CMBs数目、部位对不同认知域的影响仍不明确。目前有研究表明，脑叶CMBs与CI存在相关性，但其与不同认知域障碍的相关性尚不确切［13］。DING等［11］研究发现，具有≥3个严格大叶CMBs患者的执行功能下降最明显。前瞻性鹿特丹研究表明，大叶（有或无小脑）微出血与执行功能下降、信息处理速度变慢、记忆功能下降有关［14］。深部CMBs与认知功能下降存在一定的相关性［11］，但目前深部CMBs与具体认知域的关系尚无定论，这可能与深部CMBs的部位及纤维联系不同有关。WANG等［15］针对脑梗死/短暂性脑缺血发作患者的研究显示，伴有深部CMBs的患者注意力障碍尤为突出。混合CMBs是指同时合并脑叶CMBs和深部CMBs或幕下CMBs。目前普遍认为，混合CMBs患者的CI更严重，受影响的认知域更多，这可能与混合CMBs分布广、破坏的大脑联系纤维更多有关［11］。2014年日本的一项研究显示，混合CMBs可增加患者全因痴呆发生风险［16］。本研究结果显示，CI组年龄大于非CI组，受教育年限短于非CI组，有高血压病史者所占比例、Hcy、Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白和WML、CBMs、脑萎缩发生率高于非CI组，TC低于非CI组，推测脑小血管病与退行性疾病标志物（Aβ1-42、磷酸化Tau-181蛋白）可能共同作用于大脑，从而导致认知功能损伤。本研究多因素Logistic回归分析结果显示，年龄、受教育年限、WML、CMBs是CI的影响因素，说明CMBs能够独立导致认知功能下降，对CMBs进行早期影像学筛查并预防其危险因素，可能改善CMBs所致相关认知功能下降，从而延缓痴呆的进展。Spearman秩相关分析结果显示，CI组CMBs数目与MoCA量表得分无直线相关关系；线性混合模型分析结果显示，皮质-皮质下CMBs与MoCA量表延迟记忆、语言能力得分呈负相关，深部CMBs与MoCA量表视空间及执行、定向力得分呈负相关，混合CMBs与MoCA量表注意力得分呈负相关；说明是CMBs部位而非CMBs数目导致的认知功能下降，与前瞻性鹿特丹研究结果［14］一致。

CMBs影响认知功能的机制目前尚不清楚，可能是直接因果关系也可能是非直接因果关系［17］。一方面，CMBs可能对神经系统造成局灶性损伤，从而导致特定认知域的损伤［18］。另一方面，CMBs可能只是脑血管损伤的一个典型表现，其可能间接影响认知功能。有研究表明，血管病理学在认知功能下降中起核心作用［1］。脑小血管病病理改变的相关研究强调了脑小血管病在CI和痴呆发生中的潜在作用［19-20］。动脉硬化和CAA是脑小血管病的主要原因。通过神经影像学可以发现脑小血管病对脑实质的影响，这些病变可能是局部缺血（腔隙性脑梗死、WML）或出血（CMBs）。尽管腔隙性脑梗死和WML的发病机制主要围绕血管疾病危险因素（如高血压、吸烟、糖尿病）［21］，但CMBs的发病机制却是由血管疾病危险因素和β淀粉样蛋白的沉积共同导致的［22］。因此，CMBs可以帮助解释CI和痴呆中脑血管病和神经退行性病变机制之间的重叠。但是血管病理学如何与淀粉样蛋白病理学相互作用，从而引起临床认知能力下降和痴呆，目前尚未研究透彻。原则上，上述关系可以分为两个方面：血管淀粉样蛋白沉积会对脑微血管的反应性产生不利影响，从而导致血管正常功能丧失，并伴有缺血性改变和出血性改变；或者高血压对小血管造成的损伤会导致淀粉样蛋白清除障碍，从而增加血管中淀粉样蛋白的含量［12］。另有研究表明，在神经退行性疾病的发生过程中，血管损伤可能特别重要，而在临床疾病阶段，β淀粉样蛋白的影响更为突出［23］。

综上所述，CMBs的危险因素包括吸烟、有高血压病史、TC降低、Aβ1-42升高，CI的危险因素包括高龄、受教育年限短、发生CMBs与WML；CMBs与CI患者认知功能存在一定相关性，具体为皮质-皮质下CMBs与延迟记忆、语言能力呈负相关，深部CMBs与视空间及执行、定向力呈负相关，混合CMBs与注意力呈负相关。但由于研究条件和时间的限制，本研究尚存在以下不足：首先，本研究是针对存在神经系统症状的就诊患者的横断面研究，不能反映普通人群的CMBs和CI的发生情况；其次，本研究样本量较小，且没有足够的时间进行回访，没有纵向研究CMBs患者认知功能的变化情况。今后可基于大范围社区普通人群进行长期纵向研究，定期随访并进行认知功能评估和影像学检查，从而进一步验证本研究结论。

作者贡献：郑惠文进行文章的构思与设计，文章的可行性分析，撰写论文；陈雪婷、季郑军、张琪、刘洁进行数据收集、整理、分析；张作慧进行论文、英文的修订；刘永海负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。