血清神经丝轻链蛋白与急性缺血性脑卒中预后相关性研究

杨延雯 胡帅 杨炘谕 孙原 石秋艳

华北理工大学附属医院神经重症科 河北唐山 063000

缺血性脑卒中是脑卒中最常见的类型，约占70%～80%，具有致死率、致残率、复发率高的特点[1]，部分患者由于遗留神经功能缺损导致永久残疾而严重影响生活质量及生存时间[2-3]，给社会及家庭带来了沉重的负担。神经丝轻链蛋白(Neurofilaments light, NfL)作为神经元特异性结构蛋白[4]，是神经元轴突损伤的敏感特异性分子标志物[5-9]，可作为脑组织缺血敏感标志物，且sNfL已被证明与皮质下高信号和小血管疾病[10-12]有关。本研究旨在分析sNfL与急性缺血性脑卒中(Acute Ischemic Stroke, AIS)预后的关系。

1 对象与方法

1.1研究对象 以华北理工大学附属医院 2019年11月～2021年10月神经内科、神经重症科收治的133例AIS患者为研究对象,均经阿替普酶(rt-PA)静脉溶栓治疗，满足纳入及排除标准后收入组。纳入标准：①符合《中国急性缺血性卒中诊治指南2018》[13]中rt-PA静脉溶栓治疗纳入、排除标准，进行rt-PA静脉溶栓规范化治疗的AIS患者；②年龄18～80岁；③入院脑卒中量表评分(National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS)≥4分；④入院前改良Rankin量表评分(modified Rankin Scale，mRS)为0分。排除标准：①合并其他神经系统疾病，如：脑出血、多发性硬化、中枢神经系统感染、痴呆等；②接受颅内血管介入手术的患者；③静脉溶栓后出现脑出血、脑疝者；④存在严重全身合并症者，如：重症肺炎、肝功能不全、肾衰竭、呼吸衰竭、心力衰竭等。

本研究经华北理工大学附属医院医学伦理委员会批准(批准号：202103017)，所有研究对象知情同意。所有患者在rt-PA静脉溶栓治疗后，均接受正规抗血小板聚集、降脂稳斑治疗。

1.2分组标准 根据出院后3个月的mRS评分评估神经功能恢复情况，将患者分为预后良好组95例 (mRS评分0～2)、预后不良组38 例(mRS评分3～5)。

1.3临床资料收集 收集患者年龄、性别、吸烟史、嗜酒史，是否合并高血压病、冠心病、糖尿病、卒中史、高脂血症、脑萎缩。在院期间评估入院NIHSS评分。患者出院后通过门诊复诊及登门随访的方式连续随访3个月，评估第3个月mRS评分。上述量表由两名经过专业培训的神经内科医生进行评定。

1.4sNfL检测 有研究显示sNfL水平在脑梗死第7d达到峰值[14-15]，故本研究在脑梗死7d采集空腹血样5mL于血液促凝管中，不加抗凝剂，充分混匀；于室温(22～25℃)放置 30～45min，待血液标本完全凝集之后，取析出血清，4℃，1000g/r，离心10min；取上清100 μL～1.5mL保存于冻存管，转移至-80℃冰箱。采用微流控ELISA法测定sNfL水平。

1.5脑梗死体积计算 由两名经过专业培训的神经内科医生对入组患者入院时头颅DWI影像结果进行测量，依照Pullicino公式计算脑梗死体积[16]，即单个脑梗死体积(cm3)=长(cm)×宽(cm)×CT扫描阳性层数×层厚(cm)×π/6。总脑梗死体积(cm3)=单个脑梗死体积1+单个脑梗死体积2+…。

2 结果

2.1预后良好组与预后不良组临床资料比较 预后不良组年龄、入院NIHSS评分、卒中史比例、脑梗死体积和sNfL水平均大于预后良好组，差异均有统计学意义(P<0.05)。两组间性别、吸烟史、饮酒史、高脂血症、卒中史、脑萎缩史、糖尿病史和冠心病史比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 预后良好组、预后不良组临床资料比较

2.2sNfL与临床特征相关性分析 Pearson相关性分析显示：sNfL水平与年龄无显著相关关系(r=0.166，P=0.057)；与入院NIHSS 评分呈正向一般强度相关关系(r=0.308，P<0.001)；与脑梗死体积呈正向较强相关关系(r=0.703，P<0.001)，见表2。

表2 sNfL与年龄、NIHSS评分、脑梗死体积的Pearson相关分析

2.3sNfL与AIS预后的二元Logistic回归分析 以AIS患者预后为因变量(0=预后良好，1=预后不良)，以NfL与表1中差异有统计学意义的变量为自变量(即年龄、入院NIHSS评分、脑梗死体积、卒中史)，进行多因素Logistic回归分析，结果示：sNfL是AIS患者预后不良的独立危险因素(OR=5.133，P=0.033)。即在3个月的随访中，AIS患者每增加1个对数单位sNfL水平，预后不良的风险将提高5.133倍。见表3。

表3 sNfL与AIS第3个月预后的二元Logistic回归分析

2.4sNfL预测AIS预后ROC曲线分析 本研究以mRS评分>2分作为AIS患者预后不良的诊断金标准，以sNfL水平值作为检验变量进行ROC曲线分析：AUC为0.764 (P<0.001)，灵敏度为76.3%，特异度为68.4%，表明sNfL对AIS预后不良具有良好的诊断效能。见表4、图1。

表4 sNfL预测AIS预后ROC曲线分析

图1 sNfL对AIS预后不良预测ROC曲线

3 讨论

sNfL与其他的神经丝蛋白亚型相比，具有质量最轻、含量最多、可溶性最强的特点[9]；且NfL作为神经元特有的骨架蛋白核心成分[8]，广泛存在于成熟神经元胞体、树突和轴突中，在大口径有髓轴突中高度表达，是轴突损伤的敏感但非特异的生物标志物[5-9]。当神经元轴突损伤时脑脊液和血液中的NfL水平发生显著改变，并且与疾病特点有关[9]，对中枢神经系统疾病的预后判断有重要指导意义。

有研究认为NfL在细胞骨架退化和缺血演变导致的轴突损伤中起关键作用[17]。Uphaus等[18]研究认为AIS患者急性期sNfL水平与入院NIHSS评分呈显著正相关，与本研究结果一致，故认为sNfL水平可以反映AIS患者的神经功能损伤程度。

有研究指出sNfL水平可以反映脑组织缺血受损范围：Tiedt等[15]研究发现急性期脑梗死体积与第3、7d的sNfL水平呈显著正相关；Onatsu等[19]研究纳入101例AIS患者，采用CT测量入院2d后脑梗死体积，发现急性期sNfL水平与脑梗死体积显著正相关。本研究中sNfL水平与脑梗死体积呈正相关，且相关性较强，与上述研究结果相同，故认为sNfL水平可以反应脑梗死范围的大小。

有研究指出sNfL水平与AIS预后不良相关：Pedersen等[20]的研究前瞻性地纳入了595例AIS病例，研究卒中后不同时间点sNfL水平与临床预后的关系，发现第3个月sNfL水平与3个月时不良功能结局(即mRS>2)密切相关；Tiedt等[15]探讨sNfL对脑梗死后临床预后的预测价值的研究中，通过随机森林回归计算了各条件变量的重要性，发现第7d的sNfL水平与卒中后第个3月mRS评分的相关性仅次于第7d mRS评分、NIHSS评分与其相关性，是重要的卒中预后预测指标；Uphaus等[18]对211例AIS患者进行长期随访，发现入院后24h内测定的sNfL水平对于脑梗死后90d不良预后的预测具有重要意义。在本研究中，在校正年龄、NIHSS评分、脑梗死体积、卒中史等混杂因素后，sNfL水平仍与预后不良显著相关，并且是AIS患者3个月后预后不良的独立危险因素，与上述研究结果相同，故认为sNfL水平越高，预后不良风险越高。但Onatsu等[19]的研究中，sNfL水平与卒中后第个3月预后不良无显著相关，考虑是由于该研究主要纳入疑似心脏栓塞型AIS/TIA患者，同时排除大量非心源性栓塞型AIS患者，导致了与上述研究结果的不同。

ROC曲线是目前医学研究中最常用的诊断试验的评价工具，AUC反映诊断试验的准确度，AUC越大说明诊断效能越高。本研究中，评价sNfL水平对AIS患者第3个 月预后不良诊断效能的AUC值为0.764，灵敏度为76.3%，特异度为 68.4%，提示sNfL水平对AIS患者预后不良具有良好的诊断效能，但漏诊率、误诊率相对较高。但在Uphaus等[18]的研究中发病24h内的sNfL水平与脑梗死后90d预后不良的AUC为0.681; Pedersen等[20]的研究中发现急性期内sNfL水平与脑梗死后90d预后不良的的AUC为0.68，两项研究结果均提示sNfL水平对AIS预后不良的诊断效能一般，这与本研究的结论并不相近，考虑与Uphaus、Pedersen等的研究中采集血标本过早未有效获取sNfL水平峰值相关。

sNfL与AIS患者神经功能损伤程度及预后相关的机制可能如下：①当局部脑血管闭塞时，局部脑组织缺血缺氧，使相应部位神经元能量代谢减低，大量钙离子细胞内流并蓄积，导致大量蛋白水解酶水解，最终引起NfL蛋白等神经元结构蛋白水解，不断地从神经细胞中释放，由细胞间质液扩散到脑脊液和血液中。②局部脑组织能量代谢减低导致神经丝蛋白合成能力下降。由于NfL参与神经细胞的生长、稳定和极化，负责轴浆运输，维持神经元正常形态[7-8]，故NfL蛋白表达减少可导致上述功能丧失, 使相应的神经功能缺损。③脑缺血缺氧后血脑屏障不仅出现结构的损伤和改变，而且随着脑梗死缺血再灌注过程出现通透性改变[21]，屏障作用受到破坏，使NfL蛋白透过血脑屏障大量向血液中释放。因此，在AIS患者中监测sNfL水平可用于评估预后。

sNfL预测AIS患者预后的优点：①sNfL是神经系统特异性表达的血清生物标志物，为神经元特有的结构蛋白，较其他血清生物标志物而言具有不受神经系统外疾病干扰的优点，具有预测敏感性；②血液样本相较更容易获得，损伤小，患者配合度高，适合重复采样或长期随访；③相较于目前广泛应用的神经评估量表，sNfL测定不受临床医师主观影响，具有客观性。缺点：NfL蛋白是神经元轴突损伤的敏感分子标志物，但易受其他神经系统疾病干扰，缺乏特异性。

综上所述，sNfL与神经功能损伤程度、脑梗死体积相关，是AIS预后不良的独立危险因素，对预后不良具有良好的诊断效能，但漏诊率、误诊率相对较高。NfL作为神经细胞骨架成分有望成为治疗脑梗死的靶点，未来可开展特定的治疗干预措施保护脑梗死后神经元存活，以期改善预后。本研究也存在一些不足之处，如：本研究样本量较小，需要进一步大样本多中心的临床随机对照研究来重复验证上述结果。