卵圆孔未闭相关卒中的诊断性生物标志物的临床价值

周 丹, 李秀丽, 胡 浩, 翟少朋, 王满侠

(兰州大学第二医院, 1. 神经内科, 2. 心内科, 甘肃 兰州, 730030)

卵圆孔未闭(PFO)是卵圆孔的原发隔及继发隔未融合遗留下的裂隙样通道。以往人们并未认识到PFO会造成严重的临床结果，因为大部分PFO并不会增加卒中风险，但随着研究[1]发现PFO在卒中人群中较健康人发生率更高，是隐源性卒中(CS)的病因之一。2022年美国心血管造影和介入学会(SCAI)[2]明确应用PFO相关卒中(PFO-AS)取代不明原因卒中(ESUS), 标志着进一步肯定了PFO与ESUS的关系，提出PFO-AS是中高危PFO患者在无其他明确病因的情况下发生的缺血性卒中。由于PFO的生理性及卒中病因的多样性，加大了PFO-AS的诊断难度，因此目前临床上PFO-AS的诊断主要靠排他性诊断及反常性栓塞量表[3](RoPE)辅助诊断。临床上常用RoPE量表评估PFO继发CS的可能性大小，但其内容较为局限，且特异性及灵敏度不足，尚不能满足临床需求。本研究就国内外已报道的PFO-AS多种生物标志物进行探讨，以期为临床诊断提供经验和参考。

1 基因突变相关生物标志物

PFO具有明显的家族聚集性，呈常染色显性遗传，与这一观察结果相一致的是，在发生PFO的青年卒中患者中，有双胞胎的PFO发生率是无双胞胎的3倍[4]。PFO的形成涉及复杂的遗传途径，但目前尚未发现与PFO有关的单一基因，可能受到不同遗传因素综合影响。研究[5]指出, Notch信号通路通过影响内皮细胞向间充质细胞转化(EndMT)在卵圆孔关闭中发挥重要作用, EndMT将细胞转化为成纤维细胞，导致组织融合。同时，心脏转录因子GATA4、TBX20、NKX2-5等参与了PFO的形成，且互相间具有协同作用，与野生型小鼠相比，TBX20基因缺陷的小鼠PFO发生率增加了1倍以上, NKX2-5杂合子缺失的小鼠显著提高2.5～3.5倍。有趣的是，当这2个基因均缺失时，发生复杂型PFO甚至房间隔缺损的概率更高，导致PFO-AS的可能性更大[5-6]。HVIID C V B等[7]发现获得性(如抗磷脂抗体)或遗传性血栓形成[FV(G1691A)和PT(G20210A)突变]导致PFO-AS的风险增加。BRISSON R T等[8]则发现同型半胱氨酸的代谢途径中亚甲基四氢叶酸还原酶(MTHFR)C677T突变为血栓前突变，当合并PFO时，增加发生卒中的可能性。因此，可对PFO患者及高危一级亲属筛查有无血栓形成倾向。但基因筛查特异性不足，且难以在临床上广泛展开，故对PFO-AS的诊断有一定的参考意义，但仍需进一步研究。

2 影像学生物标志物

2.1 PFO及房间隔解剖结构

中高危PFO是诊断PFO-AS的必要条件，但各国学者通过不同角度评估PFO的致病性。

2.1.1 PFO的形态: PFO的高度、长度及角度均已被证实与卒中发生相关[9]。NAKAYAMA R等[9]通过比较PFO合并隐源性卒中组与单纯PFO组，发现长隧道(长度≥10 mm)、低角度(PFO与下腔静脉之间的角度≤10°)、Valsalva动作时大RLS、突出的下腔静脉瓣和希阿里氏网(CN)、过度活动的房间隔与CS独立相关，且当同时具备2个及以上特征时为高危PFO，并与CS显著相关。日本学者[10]则表示卒中发生率仅与PFO形态中的长度和角度相关，角度低更利于栓子从下腔静脉入口通过PFO进入脑循环形成反常性栓塞，长隧道容易导致血流减慢形成血凝块，易于原位血栓的形成。

2.1.2 PFO继发隔厚度: PFO继发隔由右心房侧壁内折形成，为肌性组织，其厚度因人而异，因为继发隔边缘充满了不同厚度的心外膜脂肪。HODA M K等[11]对106例PFO合并ESUS和93例非卒中的PFO患者的PFO通道形态进行队列研究，建立了MorPFO评分系统，对PFO通道危险程度分级，主要包括6个因素: PFO通道长度缩短(≥21%, 7分)、继发隔(<8.6 mm, 5分)、原发隔(<1.6 mm, 3分)、大量RLS(3分)、PFO通道长度/高度(Valsalva动作时, ≤2∶1, 2分)、存在ASA(1分)，其中0～7分患者为低危PFO通道, 8～11分患者为中危PFO通道, 12～21分患者为高危PFO通道。外部验证显示MorPFO评分表现良好(C=0.90), 但其样本量较小，仍需临床进一步验证。

2.1.3 房间隔膨出瘤(ASA): ASA是一种较为罕见的发育薄弱的房间隔组织，在心脏负荷压的持续作用下，呈瘤样向压力较低的一侧心房不断膨出，形成囊袋样或气球样畸形，从而引起心房内血流异常，发病多位于卵圆窝处，也可累及整个房间隔。儿童ASA患病率为0.9%～1.7%, 成人ASA患病率为1.9%～10.0%, 而在卒中人群中患病率高达27.7%, 说明ASA与PFO-AS的发生相关，且是其独立危险因素[12]。但ASA导致卒中的机制尚不明确，有假设认为ASA合并PFO时导致PFO通道更加频繁的开放，增加反常性栓塞的发生风险，而这一机制往往与下腔静脉瓣和CN的促进作用相关[13]。有学者[14]认为ASA的存在本身可扩大PFO, 增加RLS的等级。也有专家[15-16]认为ASA表面易形成血栓或可能导致左房和左心耳功能障碍，导致原位血栓的生成，引起左心房功能异常，提高血栓形成的风险，从而促进反常性栓塞的发生。因此，随着对ASA研究的不断深入，提示ASA与PFO-AS不同的发病机制均相关，二者之间存在潜在的紧密联系。

2.1.4 下腔静脉瓣(EV)和CN: EV和CN位于下腔静脉入口周缘，都是静脉窦右瓣的胚胎残留物，在2%～3%健康人群中出现。EV和CN通常无临床意义，但当合并ASA时，可引导右心血通过PFO，协同促进反常性栓塞发生，其间可能存在某种遗传学上关联，因此ASA并不是PFO与反常性栓塞的唯一关联[16]。由于经食道超声心动图(TEE)难以发现EV和CN, 一项前瞻性研究[17]采用了心内超声心动图(ICE), 其中 72例患者(EV 40例, CN 32例)经ICE确诊，而TEE诊断45例(EV 28例, CN 17例)，且EV/CN患者RLS多呈雨帘状，易反复卒中，因此EV/CN与大RLS共同构成了预测卒中复发的最强因素。临床上若经系统检查后仍未查明卒中病因，在条件允许的情况下可使用ICE，明确是否存在EV/CN, 协助微血栓通过PFO。

2.1.5 主动脉根直径(ARd): 主动脉根部毗邻卵圆窝的前上缘，其直径增大可能会影响前后房间隔的长度，从而增加房间隔活动度(ASM)。这种影响再加上房间隔缺损或PFO的存在，可导致机体缺氧[18]。HEIDEMANN A等[18]校正年龄、性别、体质量、身高、射血分数和左房大小等因素后，发现ARd每增加10 mm, ASM增加1.0 mm(B=0.1,P=0.04)。ZHANG H等[19]则是在经胸超声心动图(TTE)的基础上建立的四分计分系统(MEAD), 以此筛查高危PFO, 发现当ARd >33 mm、E峰速度<72 cm/s、无二尖瓣返流、无糖尿病病史时, PFO与ESUE显著相关，其曲线下面积为0.67(95%CI: 0.57～0.72,P<0.001)。MEAD评分≥3分时，预测PFO-AS的准确度为0.64, 敏感性为0.65, 特异性为0.63。因此，临床医生不能疏忽对ARd的测定，在一定程度上可诱发PFO继发卒中，具有PFO-AS诊断性生物指标的能力。

2.2 右向左分流(RLS)

RLS已被多项研究证明与PFO-AS密切相关。一项研究[20]指出, 60%的CS患者合并PFO-RLS (198/330), 且为正相关, RLS分流量越大，发生卒中的概率越高。HE D等[21]则发现, RLS大小影响卒中患者的梗死模式，在头颅核磁DWI信号中，随着RLS的增大，更易出现小病灶(P<0.01)、后循环(P<0.05)及多处皮质(P<0.001)梗死。TURC G等[14]指出, RLS大小与卒中复发呈负相关(HR=1.43, 95%CI: 0.50～4.03,P=0.50), 因为大RLS从PFO封堵术中获益尤其明显。上述研究均表明RLS是PFO-AS患者诊断及预后的有效生物学指标，临床实践中对怀疑卒中病因为PFO的患者可采用c-TCD来评估RLS等级，以期尽早发现，尽早治疗。

2.3 左房内径(LAD)与左房容积指数(LAVI)

LAVI是左房功能障碍的生物标志物，能够准确地反映左房扩大的程度，与心脑血管事件有很强的相关性，且与卒中分型相关[22]。有证据[23-25]表明左房扩大与PFO-AS相关。LEE M J等[23]研究发现, PFO-AS患者的左房容量大于单纯PFO组; 在卒中的梗死模型中，大RLS与后循环梗死有关，较高的LAVI则与小脑皮质梗死相关，二者无交互作用，因此LAD增大可能是发生PFO-AS的因素，而不是隐匿性房颤的标志。RIGATELLI G等[26]也发现在PFO患者中LAD增大可导致卒中风险增加，且LAD与PFO和RLS的临床严重程度相关, LAD≥43 mm是RoPE>7的预测因子。总之，左心房可能在PFO-AS的病理生理学中起作用，左房扩大可以促进血栓沉淀，且在PFO-AS患者中由于房间隔拉伸而导致房间隔传导阻滞的发生率增加，引起房性心律失常，导致卒中反复发作[27]。因此, LA与LAVI为PFO是否继发CS提供了良好的监测指标。

3 血液学生物标志物

3.1 同型半胱氨酸(Hcy)

Hcy可通过内皮细胞损伤、脂质代谢异常、氧化应激、炎症反应等机制诱发脑梗死并影响预后，是其独立预测因子，但Hcy与PFO-AS的病理生理机制尚未明确。DENG W J等[28]发现, PFO患者完全封堵后总同型半胱氨酸(tHcy)显著降低，而在残余分流的患者中下降则不明显，且单纯药物治疗的患者无任何效果，表明tHcy的升高与PFO分流相关，所以PFO不仅使栓子直接进入动脉系统，还可以使Hcy绕开肺循环的清除从而积蓄在外周循环，促进血栓形成和损伤脑血管系统，增加卒中风险。此外, PFO患者Hcy与ROPE评分呈正相关，当Hcy≥19.5 μg/dL时，可独立于永久性RLS和ASA预测ROPE评分是否>7[29]。另外，已有研究[30-31]表明Hcy水平与卒中患者认知障碍相关，且与卒中严重程度呈正相关。总之, Hcy不仅能评估PFO与卒中的相关性，还能独立预测ROPE评分、卒中患者认知功能与疾病严重程度，是一种有前景的PFO-AS诊断性生物标志物。

3.2 平均血小板体积(MPV)

MPV是衡量血小板大小的指标，也是一种潜在的血小板活性标志，较大的血小板在代谢和酶学方面更活跃，其活化后可释放更多的血栓前物质，使血小板的活性增强，其黏附、聚集、释放能力增强。PFO的管状结构导致血液流动缓慢，同时穿过缺损区的血小板变形和剪应力发生改变，导致血小板的激活和原位血栓的形成。研究[32]报道PFO患者的MPV较正常人群高，且有症状者高于无症状者，提示血小板活性升高可能是PFO患者发生卒中的因素，且可辅助判断PFO患者发生卒中的可能性。

3.3 D-二聚体

D-二聚体是在凝血系统激活和纤溶过程中产生的，是筛选血栓前及血栓形成的可靠标志物，因此无论是否存在PFO, D-二聚体升高的患者都是发生栓塞的高危人群。有研究[33]指出, PFO和高D-二聚体共存增加了再发缺血性卒中的风险，对长期预后有预测作用，其中D-二聚体>1 000 ng/mL是PFO患者卒中复发的独立预测因素(HR=5.341, 95%CI: 1.648～17.309,P=0.005)。另一项研究[34]表示, D-二聚体水平在PFO-AS复发组和非复发组之间无显著差异(P=0.405)。由此提示, PFO-AS患者的D-二聚体检测可能有助于预测预后和决定治疗策略，但仍需要更大样本量、更全面、更前瞻的研究。

3.4 L-精氨酸/不对称的二甲基精氨酸(L-Arg/ADMA)

L-Arg是NO的前体，可显著改善血管内皮功能，但其甲基化后形成ADMA和对称的二甲基精氨酸(SDMA), 二者都具有竞争抑制内源性一氧化氮合酶活性的作用，阻断NO合成，损害内皮功能。研究[35]发现超重及肥胖者ADMA水平显著高于体质量正常或过轻者，而L-Arg/ADMA比值则恰恰相反，且均不受其他代谢因素影响，表明ADMA、L-Arg/ADMA比值与BMI紧密相关。另一项研究[36]指出BMI为PFO相关卒中危险因素，进一步说明三者相互影响，这可能与高BMI导致睡眠呼吸暂停综合征(OSAS), 而OSAS又与PFO-AS高度共病相关。SGARRA L等[37]研究则证明了L-Arg/ADMA是内皮功能障碍潜在的生物标志物，且与PFO隧道的长高比呈负相关(P<0.05,r=-0.37), 这也在一定程度上解释了为什么PFO患病率随着年龄的增长而下降，而其大小却在增加。L-Arg/ADMA比值或可作为房间隔缺损患者易合并卒中的潜在标志物。

3.5 血浆蛋白

当机体发生炎症或组织损伤时，某些血浆蛋白水平升高，因此血浆蛋白可作为理解PFO-AS分子生理学的第一步。LOPEZ M F[38]等为了揭示生物学变化和发现潜在的与PFO封堵和卒中相关的新的生物标志物，通过对PFO-AS与非PFO-AS的样本比较发现，前者表达比率最高的蛋白质是α2巨球蛋白、白蛋白、免疫球蛋白和补体C3前体; 对比PFO-AS患者封堵前后的蛋白质表达发现, β珠蛋白、白蛋白、α2巨球蛋白、血清转铁蛋白、载脂蛋白A1和α1抗胰蛋白酶前体等具有显著差异(P<0.05)。该研究证明了血浆中多种蛋白，尤其是白蛋白结合蛋白可提示PFO与卒中相关的可能性并评估PFO封堵的治疗效果。但目前有关PFO-AS蛋白组学的研究较少，尚不知具体机制，是否可作为PFO-AS的诊断性生物标志物还有待进一步研究。

4 总 结

综上所述，目前临床上PFO-AS的生物标志物主要集中在与反常性栓塞相关的影像学生物标志物方面，如PFO的长度与角度、ASA、EV/CN、RLS、ARd等。FV(G1691A)、PT(G20210A)、MTHFR(G677T)等基因突变和Hcy、MPV、D-二聚体则与血栓形成相关，但上述指标可预测PFO-AS发生，特异度却不够，无法鉴别其他血栓性疾病，可辅助诊断。LAD和LAVI通过房性心律失常诱发PFO继发卒中，易检测、重复性好，可视为PFO-AS良好的诊断性生物标志物。L-Arg/ADMA影响血管内皮功能，但临床上不易获取，可作为PFO-AS的潜在生物标志物。PFO-AS的蛋白组学相关研究较少，未来需更全面的深入研究。或许单一生物标志物并非最佳选择，因此未来应将多种不同生物标志物相结合，从各个方面综合评估PFO的致病性，提高PFO-AS诊断的准确性，从而及时评估病情，使患者获得最大受益。