血清COL1A1/2 表达与颅内动脉瘤破裂的相关性研究

史俊飞,冯 斌,李 江,刘少朋,吕 超,王桂青 （张家口市第一医院神经外二科，河北 张家口 075000）

颅内动脉瘤（intracranial aneurysm,IA）是颅内局部血管壁受损后发生扩张膨出形成的瘤样突起，不属于肿瘤，我国该病发病率约为7%[1]。动脉瘤一旦发生破裂，则会诱发蛛网膜下腔出血，且预后较差[2]；若治疗后再次发生破裂，则患者病死率更高[1]。由于IA 初期症状不明显，患者在确诊时动脉瘤往往已经发生破裂，错过最佳的治疗时机。尽早发现对改善患者预后、挽救患者生命大有益处。随着分子技术的不断进步，越来越多的血液指标被发现是潜在的IA 生物标志物[3]。Zhong 等[4]通过对IA 患者进行基因富集分析发现，Ⅰ型胶原蛋白α1 链（collagen type Ⅰ alpha 1 chain,COL1A1）基因在IA 患者中显著上调。另有研究发现，COL1A1 与Ⅰ型胶原蛋白α2 链（collagen type Ⅰ alpha 2 chain,COL1A2）受miRNA-513b-5p的调控，在IA 患者中表达上调[5]。虽然COL1A1、COL1A2 已被证实参与IA的发展，但两者是否可作为IA患者动脉瘤破裂的预测指标尚不明确。因此，本研究通过检测IA 患者血清COL1A1、COL1A2 的表达水平，探讨两者与动脉瘤破裂的相关性，旨在为该病的早期防治提供依据。

1 资料与方法

1.1 临床资料

将2020年1月至2021年6月我院收治的110例IA患者纳入IA组，另选取同时期在本院进行健康体检的志愿者100例为对照组。IA组患者中男61例，女49例；年龄35～74岁，平均（55.70±7.15）岁；平均BMI为（22.88±1.95）kg/m2。对照组志愿者中男48 例，女52 例；年龄35～75 岁，平均（54.95±7.31）岁；平均BMI 为（22.46±1.89）kg/m2。2组患者性别、年龄、BMI等资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。IA患者均行手术治疗，术后随访1年，根据患者有无动脉瘤破裂分为破裂组（经头部CT或腰椎穿刺证实）66例与未破裂组44例。破裂组患者根据Hunt-Hess分级[6]分为Ⅰ～Ⅱ级38例，Ⅲ～Ⅳ级28例。

纳入标准：IA 患者经CT 血管造影或数字减影血管造影检查确诊；首次确诊；临床资料完整。排除标准：合并其他脑部肿瘤或脑部疾病；颅脑手术史；有IA家族史；心、肝、肾等重要器官严重器质性病变。本研究经我院伦理委员会审批（20191103），所有研究对象或其直系亲属签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 资料收集 患者入院后收集其基本资料，包括吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病、高脂血症、动脉瘤直径、动脉瘤个数、动脉瘤部位。

1.2.2 血清COL1A1、COL1A2 表达水平检测 采集IA 组患者入院次日清晨、对照组体检当日空腹静脉血5 mL，室温下静置30 min，置离心机中3 000 r/min离心15 min，分离出血清，然后置于-80 ℃冰箱保存待测。ELISA 法检测血清COL1A1（批号：20180521）、COL1A2（批号：20190317）表达水平，严格按照试剂盒说明书进行操作，试剂盒均购自武汉菲恩生物科技有限公司。

1.3 统计学分析

使用SPSS 25.0 软件进行统计学分析。计量资料经正态性检验符合正态分布，以均数±标准差（±s）表示，行独立样本t检验；计数资料以频数表示，行χ2检验。多因素Logistic回归分析IA 患者动脉瘤破裂的影响因素；受试者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲线评价血清COL1A1、COL1A2 对IA 患者动脉瘤破裂的预测价值，COL1A1、COL1A2 单独预测与联合预测曲线下面积（area under the curve,AUC）的比较采用Delong检验；Spearman相关性分析破裂组患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平与Hunt-Hess 分级的相关性。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 对照组与IA组患者血清COL1A1、COL1A2表达

IA组患者血清COL1A1、COL1A2表达水平均明显高于对照组（P＜0.05），见表1。

表1 对照组与IA 组患者血清COL1A1、COL1A2 表达比较（x-±s，ng/mL）

2.2 破裂组与未破裂组患者临床资料及血清COL1A1、COL1A2表达比较

破裂组患者高血压、糖尿病、高脂血症、动脉瘤直径（＞10 mm）患者例数及COL1A1、COL1A2 表达水平均明显多/高于未破裂组（P＜0.05），2 组患者吸烟史、饮酒史、动脉瘤个数、动脉瘤部位比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 破裂组与未破裂组患者临床资料及血清COL1A1、COL1A2表达比较

2.3 IA患者动脉瘤破裂的多因素Logistic回归分析

以IA 是否发生动脉瘤破裂（是=1，否=0）为因变量，以高血压（是=1，否=0）、糖尿病（是=1，否=0）、高脂血症（是=1，否=0）、动脉瘤直径（＞10 mm=1，≤10 mm=0）、COL1A1（实测值）、COL1A2（实测值）表达水平为自变量进行多因素Logistic回归分析，结果显示，高血压，糖尿病，动脉瘤直径＞10 mm，COL1A1、COL1A2 水平较高是IA 患者动脉瘤破裂的危险因素（P＜0.05），见表3。

表3 IA患者动脉瘤破裂的多因素Logistic回归分析

2.4 血清COL1A1、COL1A2 对IA 患者动脉瘤破裂的预测价值

ROC曲线结果显示，血清COL1A1 单独预测IA 患者动脉瘤破裂的AUC为0.791（95%CI: 0.706～0.877），敏感度、特异度分别为65.2%、88.6%，截断值为10.01 ng/mL；COL1A2 单独预测IA 患者动脉瘤破裂的AUC为0.799（95%CI:0.715～0.882），敏感度、特异度分别为66.7%、90.9%，截断值为7.82 ng/mL；两者联合预测的AUC为0.892（95%CI:0.831～0.952），敏感度、特异度分别为87.9%、77.3%，两者联合预测的效能显著大于COL1A1 单独预测（Z=1.905，P=0.028）及COL1A2单独预测（Z=1.754，P=0.040），见图1。

图1 血清COL1A1、COL1A2预测IA患者动脉瘤破裂的ROC曲线

2.5 不同Hunt-Hess 分级患者血清COL1A1、COL1A2表达水平比较

Hunt-Hess 分级Ⅲ～Ⅳ级患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平明显高于Ⅰ～Ⅱ级患者（P＜0.05），见表4。

2.6 破裂组患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平与Hunt-Hess分级的相关性

Spearman相关性分析显示，破裂组患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平与Hunt-Hess 分级均呈正相关（r=0.562、0.414，P＜0.05）。

3 讨论

IA 是一种常见的脑血管疾病，其发病率呈逐年上升的趋势[7]。在动脉瘤未发生破裂时及时采取干预措施能够治愈；一旦动脉瘤发生破裂，其引起的蛛网膜下腔出血病死率高达50%[8]，经治疗后再次发生动脉瘤破裂的风险较高，且部分患者会出现长期的认知功能障碍[2]。尽早发现并评估IA患者动脉瘤破裂的风险有助于临床及时采取干预措施，改善患者预后。

COL1A1 与COL1A2 结合形成的Ⅰ型胶原蛋白是动脉壁的重要组成部分，胶原蛋白能够维持血管壁的弹性，并且具有抗牵拉的作用[9]。IA 的形成主要是由于大脑动脉内部弹性层受到破坏，引起血管壁的重塑、细胞外基质成分和结构发生变化[10]。炎症、细胞外基质重建和平滑肌细胞耗竭在动脉瘤的形成和破裂中起着关键作用[11]。COL1A1 已被证实能够诱导细胞外基质的合成和组织重塑[12-13]。Meng 等[14]发现，COL1A2基因的单核苷酸多态性是IA的危险因素。本研究中IA 患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平明显高于对照组，破裂组患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平明显高于未破裂组，与Zheng 等[5]的研究结果一致。由于COL1A1、COL1A2 表达上调，IA 组织中Ⅰ型胶原蛋白大量形成，造成动脉瘤壁和细胞外基质持续性的胶原重塑，促进IA 进展。同时，研究发现，miR-513b-5p/COL1A1/COL1A2 能够通过调节RIP1-RIP3-MLKL 和MMP 通路促进血管平滑肌细胞坏死性凋亡，诱导血管炎症反应，进而促进IA的进展[5]。本研究多因素Logistic回归分析发现，COL1A1、COL1A2 水平较高是IA 患者动脉瘤破裂的危险因素，推测COL1A1、COL1A2 水平越高，动脉瘤壁和细胞外基质持续性的胶原重塑现象越严重，因而动脉瘤发生破裂的风险更高。此外，本研究中COL1A1、COL1A2 联合预测IA患者动脉瘤破裂的敏感度及AUC更高，可为临床提供一定参考；破裂组患者血清COL1A1、COL1A2表达水平与Hunt-Hess 分级均呈正相关，提示COL1A1、COL1A2 表达水平与动脉瘤破裂出血的程度可能存在联系，但需后续进一步研究。

本研究中破裂组患者高血压、糖尿病、高脂血症、动脉瘤直径＞10 mm患者例数均明显多于未破裂组，多因素Logistic回归分析显示，高血压、糖尿病、动脉瘤直径＞10 mm 是IA 患者动脉瘤破裂的危险因素，与许刚柱等[15]的研究结果不完全一致，这可能是患者的个体差异及样本量较小导致。高血压会造成脑部动脉血管缺血缺氧或变性，从而发展为IA。糖尿病患者血糖较高，机体自由基生成增加而清除自由基系统受损，自由基氧化损伤蛋白质、脂质核酸等生物大分子，从而使动脉血管壁受损，发生IA 的风险增高。同时，动脉瘤直径越大，其所承受的压力越大，破裂风险更高[16]。随着研究的不断深入，Toll 样受体4[17]、中性粒细胞胞外诱捕网[18]、肥大细胞[19]等越来越多的因素被证明与IA 患者动脉瘤破裂具有一定相关性。这说明影响IA 患者动脉瘤破裂的因素较多，需要不断进行研究。

综上，IA 患者血清COL1A1、COL1A2 表达水平较高，是IA 患者动脉瘤破裂的危险因素；两者联合预测IA患者动脉瘤破裂的敏感度较高，临床可根据IA患者血清COL1A1、COL1A2表达，并结合其他临床指标，准确预测脉瘤破裂，以便及时采取相应的干预措施。但本研究并未对不同Hunt-Hess 分级的患者进行深入研究，这是本研究的不足之处。后续将扩大样本量，对COL1A1、COL1A2 与动脉瘤破裂后蛛网膜下腔出血的严重程度进行研究，以期为临床提供参考。