血清基质金属蛋白酶9对急性脑梗死溶栓后出血转化的预测价值

李明霞 李秋昉 新乡医学院附属新乡市中心医院,河南省新乡市 453000

组织型纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator,t-PA)溶栓治疗是急性脑梗死(ACI)获益的首要方法。而出血性转化(Hemorrhagic transformation, HT)是ACI患者静脉溶栓的主要并发症,发生于1.7%～8.8%的缺血性脑血管病患者[1]。HT在一定程度上限制了静脉溶栓治疗的应用。因此,如何预测和避免HT的发生,以及如何有效地治疗已成为一个亟待解决的问题。故早期预测HT的发生对缺血性卒中的精确治疗具有重要指导价值。基质金属蛋白酶9(MMP-9)是由中性粒细胞、巨噬细胞等分泌的一种胶原酶,可降解细胞外基质,影响血脑屏障的通透性,触发免疫炎症反应[2]。有学者认为t-PA可升高血清MMP-9水平,介导HT的发生[3]。在此基础上,本文就MMP-9对HT的预测价值进行评估,通过探讨MMP-9对急性缺血性卒中HT的预测意义和可能的机制,实现早期预测和有效干预,为临床探索HT新的血清学标志物和药物治疗靶点提供理论依据,现将结果报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 以2019年12月—2022年7月就诊于我院的急性脑梗死患者165例为研究对象。根据是否发生溶栓后出血转化(脑梗死后首次头颅影像学检查未发现出血,而阿替普酶溶栓后出现神经功能缺损症状,再次复查头颅检查时发现颅内出血[4])分为出血组(48例)和非出血组(117例)。纳入标准:(1)发病4.5h内,头颅影像学排除出血;(2)急性起病,出现局灶神经功能缺损,临床诊断为ACI,接受阿替普酶溶栓治疗;(3)近3个月内无颅脑外伤及脑血管疾病史;(4)年龄60～80岁。排除标准:(1)存在颅内占位或感染者;(2)近期内活动性内脏出血或内脏出血;(3)合并冠心病者;(4)溶栓禁忌者;(5)外周血管疾病者;(5)合并自身免疫疾病。所有受试者均由具备副主任医师以上职称的团队评估,行阿替普酶溶栓治疗。本研究经伦理批准并征得患者家属知情同意。

1.2 血清学检测 试剂盒购自武汉菲恩海思安生物技术有限公司,所有受试者入院急诊抽取静脉血6ml,离心机离心后分离出血清,酶联免疫吸附法检测血清 MMP-9水平。

1.3 临床资料收集 收集患者一般资料,包括年龄、性别、高血压、糖尿病、吸烟、饮酒、口服药物史、疾病史等;检测血糖、血压、凝血功能、同型半胱氨酸(HCY)、血脂等指标;记录患者发病至溶栓时间、药物剂量等信息。由神经内科专业医师对受试者进行美国国立卒中量表(NIHSS)评估。梗死体积的计算:将DWI图像匹配至标准空间,梗死核心区边缘由两名放射科医师划分,自动化分析工具连续采用4mm×4mm×8mm～1mm×1mm×2mm大小的体素进行核心区梗死体积的3D模型重建,自动计算出梗死体积,以ml为单位计算。

2 结果

2.1 两组一般资料比较 ACI溶栓后,出血组血糖水平、高血压占比、溶栓时间窗、HCY、梗死体积、NIHSS评分、血清MMP-9水平均较非出血组升高,差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 两组一般资料比较

2.2 Logistic回归分析HT影响因素 矫正混杂因素后,将两组间差异具有统计学意义的指标进行Logistic回归分析,结果显示,基线NHISS评分、梗死体积、溶栓时间窗及血清MMP-9水平是ACI溶栓后出血转化影响因素。见表2。

表2 Logistic回归分析HT影响因素

2.3 Pearson相关性分析血清MMP-9水平与梗死体积的相关性 Pearson相关性分析结果显示,血清MMP-9水平与梗死体积呈正相关(r=0.477,P<0.05)。

2.4 ROC曲线评估血清MMP-9对HT的预测价值 血清MMP-9预测HT发生的曲线下面积为0.914, 95%CI:0.872～0.956(P<0.05)。最佳诊断阈值为132μg/L,敏感度为80.34%,特异度为87.50%,见图1。

图1 血清MMP-9预测HT的ROC曲线

3 讨论

ACI是临床上最常见的脑血管疾病,多由大脑血液供应不足引起。ACI导致不可逆脑损伤和严重残疾,已成为危害人类健康的主要疾病之一[5]。症状出现4.5h内静脉注射阿替普酶是ACI的有效治疗方法。临床试验表明,与接受安慰剂治疗的患者相比,静脉溶栓治疗的患者残疾率显著降低,重组组织型纤溶酶原激活剂(rt-PA)静脉溶栓治疗ACI已成为世界公认的临床标准[6]。但rt-PA的使用并非没有风险,rt-PA治疗的严重并发症之一是与溶栓相关的出血性转化,不利于患者的治疗和预后。识别这种ACI并发症的潜在机制可能会提高溶栓治疗的安全性。近期文献表明,梗死面积、房颤、高NIHSS和高血糖可增加rt-PA给药后发生HT的风险[7]。由于HT的机制和靶点尚不明确,目前仍无有效的临床药物来降低HT的发生率。但在临床前实验中,一些具有抗炎活性的药物可以保护血脑屏障并降低HT的风险,MMP-9等炎症因子的变化与HT的发生密切相关,可能是HT诊断和预后的潜在生物标志物。因此,本研究旨在分析ACI患者血清MMP-9的变化并分析MMP-9对ACI溶栓后出血转化的预测价值。

对溶栓适应证的严格限制有效地降低了溶栓治疗后HT的发生率,但自发性HT的发生仍可导致严重的后果。临床工作人员一直致力于寻求一种相对简单的实验室检测方法或生物标志物,希望早期预测HT的发生并进行干预,从而提高患者的预后质量。研究表明,MMP-9参与了ACI的发生和发展,并与ACI患者HT的发生密切相关[8]。在不同的实验模型中,MMP-9的激活可以介导血脑屏障的损伤和HT。MMP-9是基质金属蛋白酶家族中的一种明胶酶,主要作用于Ⅳ型胶原、层粘连蛋白、纤维连接蛋白等血管周围基底膜的主要成分。MMP-9浓度的增加可导致血脑屏障的破坏和通透性的增加,在脑水肿和脑出血转化的发生发展中起着重要作用。药理学和遗传数据表明,组织型纤溶酶原激活物(t-PA)可增强基质金属蛋白酶-9的表达和活性,t-PA可介导NF-κB通路上调MMP-9蛋白酶激活受体1的表达,并能增加中性粒细胞脱颗粒,促进MMP-9释放到血液中。meta分析显示,MMP-9水平≥140ng/ml的患者卒中后HT的风险高达29.5倍[9]。在脑缺血的动物模型中,MMP的表达显著增加并与血脑屏障的破坏、水肿形成及出血性转化相关。与野生型(WT)小鼠相比,MMP-9敲除小鼠脑缺血病变范围更小。在短暂脑缺血发作中也得到了类似的发现,MMP-9基因敲除小鼠的海马神经元凋亡明显减少[10]。使用MMP抑制剂或MMP中和抗体治疗可减少大鼠模型的脑水肿和梗死体积。过氧亚硝酸阴离子的产生有助于MMP-9的激活,随后导致血脑屏障的破坏和HT。通过抑制过氧亚硝酸盐介导的MMP-9激活,可保护血脑屏障完整性,减轻脑损伤,改善HT。本文结果显示,ACI溶栓后,出血转化患者血清MMP-9水平均较未出血者明显升高,且MMP-9水平与梗死体积呈正相关。血清MMP-9水平升高是出血转化的危险因素。对阿替普酶溶栓的患者需密切检测血清MMP-9水平变化,及时调整治疗方案,以改善预后。

HT的作用机制包括血脑屏障结构的破坏、炎症反应、血管再通和侧支循环的建立,NIHSS评分、溶栓时间窗、梗死体积、MMP-9是影响ACI患者出血性转化的独立危险因素,这与已发表的报道相一致。目前,血清MMP-9的来源尚不清楚。大多数学者认为,外周血中性粒细胞是MMP-9的主要来源。ACI后外周血中性粒细胞释放大量MMP-9,趋化白细胞,促进微血管基底膜黏蛋白的水解,加重血脑屏障和神经元的损伤。ROC图显示,MMP- 9具有较高的敏感性和较低的假阳性率。血清MMP-9预测HT发生的曲线下面积为0.914, 敏感度为80.34%,特异度为87.50%。该结果提示MMP-9可能是溶栓后出血转化的相关预测因子,在溶栓过程中选择性地阻断MMP-9可能是减少出血性并发症的一种策略。由于本研究纳入的样本量较小,可能存在其他未测量的混杂因素,需要更系统、前瞻性和多中心的研究来证实本研究结果。

总之,血清MMP-9可应用于ACI溶栓患者的出血转化预测,抑制MMP-9的表达或活性可减轻脑损伤,从而改善ACI的预后。MMP-9可能是脑梗死出血转化治疗的潜在治疗靶点。