NLRP3 炎症小体与脑梗死后患者神经功能恢复的相关性分析

王 玲 孙玉华 浮荣莉 黄晓哲 王斌杰 王长福

河南大学淮河医院，河南 开封475000

脑梗死是因局部血供障碍导致脑组织缺血坏死而起，患者的典型表现为神经功能缺损，而早期改善患者神经功能对降低残障率意义重大。相关研究表明，脑梗死患者神经功能恢复状况仍有待改善，而导致脑梗死患者神经功能恢复不佳的因素较多，包括高龄、糖尿病与血清C 反应蛋白（C-reactive protein，CRP）异常表达等［1-2］。糖尿病可导致脑血管发生弥散性改变与血管壁损伤，进而损害大脑中动脉及周边组织，造成相应的功能障碍［3］，且长期血糖高负荷还会损伤微血管，引发腔隙性梗死，进而加重脑梗死患者的局部血供障碍，导致血脑屏障被破坏，最终造成不可逆的神经损伤［4-5］。CRP 是常见炎症因子，能直接损伤神经元，破坏额叶皮质下的神经环路，进而损害神经功能，且脑梗死患者发生神经功能缺损的主要原因是局部脑组织炎性损伤，故CRP 水平能反映神经功能缺损程度［6］。目前，随着临床对上述危险因素的认识加深，相关的干预手段也得到广泛应用，而为了进一步改善脑梗死患者的预后状况，对神经功能恢复影响因素的深入探索显得愈发重要。

近年来研究发现，人体的核苷酸结合寡聚化结构域样受体蛋白3（nucleotide-binding oligomerization domain-like receptor family pyrin domain，NLRP3）炎症小体能通过模式识别受体识别内源性危险信号，NLRP3 炎症小体被激活后可促进多种炎症因子的释放，介导脑组织的炎性损伤，在神经血管疾病的发病中起重要作用［7］。NLRP3炎症小体主要由NLRP3、凋亡相关斑点样蛋白（apoptosis associated speckle-like protein containing CARD，ASC）与半胱天冬酶-1 前体组成，在人体内皮细胞、胶质细胞与神经元中呈多样性表达，而NLRP3 炎症小体的表达情况可能对脑梗死患者的神经功能恢复有重要影响，但目前能证实这一推测的报告较少［8］。

本研究着重分析脑梗死患者NLRP3炎症小体表达与神经功能恢复的关系，旨在为未来脑梗死的治疗提供新方向，以改善患者的神经功能恢复现状。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾分析2018-01—2019-12 河南大学淮河医院收治的102 例脑梗死患者的临床资料。（1）纳入条件：①符合脑梗死诊断标准；②初次发病；③发病至入院时间≤24 h；④中重度神经功能缺损［美国国立卫生院卒中量表（National Institutes of Health stroke scale，NIHSS）［9］评分≥4分］。（2）排除条件：①合并心血管疾病者；②合并炎症性疾病或感染性疾病者；③合并恶性肿瘤者；④合并颅脑创伤、脑出血、癫痫、脑代谢性疾病者；⑤临床资料、实验室资料或随访资料缺失者。根据神经功能恢复情况将102 例患者分为恢复组（n=70 例）与未恢复组（n=32例），恢复组男44 例，女26 例；年龄40 ～74（57.11±8.65）岁；发病至入院时间0.5 ～24（11.98±6.37）h。未恢复组男22 例，女10 例；年龄40 ～74（57.64±8.73）岁；发病至入院时间1～24（12.66±6.43）h。2组一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 神经功能恢复情况：应用NIHSS量表评估患者入院时、入院后第1个月神经功能缺损程度。NIHSS量表包含意识和定向、视野、上肢运动、下肢运动、语言、忽视等11 个项目，分值范围0 ～42 分，评分愈高表示患者神经功能缺损愈严重。神经功能缺损分度：NIHSS 评分＜4 分为轻度，4 ～15 分为中度，＞15分为重度。患者入院后第1 个月的NIHSS 评分较入院时降低≥2分表示神经功能恢复，神经功能恢复率=神经功能恢复例数/总例数×100%。

1.2.2 临床资料：统计患者一般资料，包括性别（男、女）、年龄、发病至入院时间、高血压（有、无）、糖尿病（有、无）、神经功能缺损分度（中度、重度，入院时采用NIHSS 评估）、NLRP3 炎症小体表达。高血压：舒张压＞90 mmHg 和（或）收缩压＞140 mmHg。糖尿病：空腹血糖水平＞7.0 mmol/L 或餐后2 h 血糖水平＞11.1 mmol/L。入院时采患者肘静脉血3 mL，以3 000 r/min 的速率离心20 min，留取下层沉淀细胞，以2 000 r/min 的速率离心30 min，可见液体分3 层，上、中层交界的白色狭窄带即为单核细胞层。留取单个核细胞层以1 500 r/min的速率离心10 min，收集细胞沉淀，再次离心得到单核细胞。采用逆转录聚合酶链反应检测外周血单核细胞（peripheral blood mononuclear cell，PBMC）的NLRP3-mRNA 水平，以2-ΔΔCT值表示进行数据分析，试剂盒由北京盛科博源生物科技有限公司提供。

1.3 统计学方法采用SPSS 24.0 统计学软件处理数据，所有计量资料做Shapiro-Wilk 正态性检验，符合正态分布的以均数±标准差（x±s）表示，组间比较用独立样本t检验；计数资料用%表示，采用χ2检验；脑梗死患者PBMC中的NLRP3-mRNA表达对早期神经功能恢复的影响，采用Logistic回归分析；PBMC中NLRP3-mRNA 水平与NIHSS 评分减分情况（入院时NIHSS 评分 入院后第1 个月NIHSS 评分）的关系，采用双变量Pearson 直线相关性检验，以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 神经功能恢复情况入院后第1个月70例脑梗死患者梗死后NIHSS 评分较入院时降低≥2 分，神经功能恢复率为68.63%（70/102）。

2.2 不同神经功能恢复情况比较2 组患者的性别、年龄、发病至入院时间、合并高血压情况、合并糖尿病情况、神经功能缺损分度比较差异无统计学意义（P＞0.05）；神经功能恢复患者PBMC 中NLRP3-mRNA 表达低于未恢复患者，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 2组一般资料比较 ［n（%）］Table 1 Comparison of general information of two groups［n（%）］

2.3 Logistic 回归分析以脑梗死患者神经功能恢复情况为因变量，未恢复赋值为“1”，恢复赋值为“0”，以患者PBMC 中NLRP3-mRNA 表达为自变量，Logistic回归分析显示，NLRP3-mRNA过表达是脑梗死患者早期神经功能恢复不佳的危险因素（OR＞1，P＜0.05）。相关参数见表2。

2.4 双变量Pearson直线相关性分析70例脑梗死神经功能恢复患者治疗前后NIHSS 评分差值（5.06±1.43）分，经双变量Pearson 相关性分析显示，脑梗死患者PBMC中的NLRP3-mRNA表达与NIHSS评分减分情况呈负相关（r= 0.703，P＜0.001）。相关散点图见图1。

3 讨论

神经功能缺损是脑梗死患者的典型表现，若不能及时改善，则会导致患者出现偏瘫、失语、肢体麻木等后遗症，严重影响其生活自理能力。因此，促进脑梗死患者神经功能恢复对改善预后具有重要作用。

本研究102 例脑梗死患者入院后1 个月的神经功能恢复率为68.63%，可见脑梗死患者住院期间神经功能恢复状况仍有待改善。局部炎症反应会影响脑梗死患者神经功能缺损的发生发展，而相关报告指出白介素1β（interleukin 1β，IL-1β）、IL-18等炎症因子水平与脑梗死患者的神经功能缺损程度呈正相关［9-10］。NLRP3 炎症小体能促进IL-1β、IL-18 的释放［11-12］。由此推测NLRP3炎症小体可经促进炎症因子的分泌影响脑梗死患者神经功能的恢复。本研究显示，脑梗死后神经功能恢复患者PBMC 中的NLRP3-mRNA 水平低于未恢复患者，提示脑梗死患者的NLRP3 炎症小体表达可能会影响神经功能恢复。据此进一步做Logistic 回归分析发现，NLRP3炎症小体的过表达是脑梗死患者早期神经功能恢复不佳的危险因素。NLRP3炎症小体能识别人体内源性危险信号，参与信号传导，是人体固有免疫的重要组分，而免疫系统介导的炎症反应会促进脑缺血时胶质细胞与神经元凋亡［13-14］。因此，NLRP3 炎症小体呈高表达的脑梗死患者，其胶质细胞与神经元大量损伤、凋亡，神经功能缺损也较为严重，致其神经功能早期难以有效改善。经双变量Pearson 直线相关性分析发现，脑梗死患者PBMC 中NLRP3-mRNA 水平与NIHSS 评分减分情况呈负相关。因此，抑制脑梗死患者的NLRP3炎症小体表达可能有助于促进患者神经功能的早期恢复。

表2 脑梗死患者PBMC中NLRP3-mRNA表达对早期神经功能恢复影响的Logistic回归分析Table 2 Logistic regression analysis of the effect of NLRP3-mRNA expression in PBMC of patients with cerebral infarction on the recovery of early neurological function

图1 脑梗死PBMC 中NLRP3-mRNA 表达与NIHSS 评分减分情况相关性的散点图Figure 1 Scatter diagram of the correlation between the expression of NLRP3- mRNA in PBMC of cerebral infarction and the reduction of NIHSS score

相关动物实验表明，脑缺血大鼠发生脑损伤期间，NLRP3炎症小体先在小胶质细胞内激活，而后多数表达于神经元内，也有一部分表达于微血管内皮细胞中，而通过静注免疫球蛋白抑制IL-1β、IL-18的表达能保护大鼠的神经元，改善脑损伤［15-16］。未来通过阻断NLRP3炎症小体的激活途径抑制其表达可能会成为治疗脑梗死患者并改善其神经功能缺损的重要靶点。动物体内NLRP3炎症小体的组装与活化需要核因子κB（nuclear factor kappa-B，NF-κB）转录出NLRP3-mRNA，故调控NF-κB 活性可间接影响NLRP3炎症小体的表达［17-18］。动物体内NLRP3炎症小体的激活途径还与其他多种因素有关，如内质网应激能诱导NLRP3 炎症小体激活，这一过程的关键介质为硫氧还蛋白互作蛋白（thioredoxin-interacting protein，TXNIP）［19-20］；氧化应激反应会导致TXNIP 从硫氧还蛋白中解离并与NLRP3 相互作用，进而激活NLRP3 炎症小体［21-22］；溶酶体破裂及自噬也可激活NLRP3 炎症小体，但这一过程的信号通路尚不明确［23］。动物实验表明，姜黄素可通过抑制内质网应激阻碍NLRP3 炎症小体激活，进而抑制炎症反应，并保护神经细胞不受谷氨酸神经毒性的损害［24-25］。针对脑梗死患者的氧化应激反应，临床可加用普罗布考、丁苯酞加以抑制［26-27］。此外，NLRP3炎症小体由NLRP3、ASC和半胱天冬酶-1前体组成，动物实验表明伞形酮能抑制NLRP3炎症小体组分的表达［28-29］。上述机制可为抑制人体NLRP3炎症小体表达提供思路，进而指导未来药物的选择或开发，以达到早期改善脑梗死患者神经功能的目的。

NLRP3 炎症小体的高表达不利于脑梗死患者的早期神经功能恢复，而NLRP3 炎症小体水平愈低，则患者早期神经功能恢复愈明显，临床可通过阻断激活途径与抑制组分表达的方式抑制NLRP3炎症小体表达，进而提高脑梗死患者神经功能恢复。