謝昌紀 楊辰龍 周志宇 胡瑞婷 黃俊萍 譚 呼 韋馨嫻 王 濤 楊 軍**

(廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院神經(jīng)外科,南寧 530001)

顱內動脈瘤是顱內動脈壁的局限性、病理性擴張,通常發(fā)生于動脈的分叉部,具有破裂傾向。根據(jù)形態(tài)學特征,動脈瘤主要分為囊狀、梭形、夾層3種,囊狀動脈瘤約占90%[1]。一般人群中顱內動脈瘤發(fā)生率為1%～7%[2]。大多數(shù)顱內動脈瘤無臨床癥狀,動脈瘤破裂可導致蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoid hemorrhage,SAH)。顱內動脈瘤的手術方式主要包括開顱手術夾閉和血管內介入動脈瘤栓塞。影響顱內動脈瘤預后的因素較多,除了年齡、動脈瘤大小和位置、破裂次數(shù)、Hunt-Hess分級及手術時機、基礎疾病等常見因素外[3],近來研究顯示腦脊液與血清白細胞介素6(IL-6)比值、動脈血乳酸水平以及血清髓鞘堿性蛋白(MBP)、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)和S100B蛋白水平均是顱內動脈瘤的獨立預后因素[4]。神經(jīng)軸突導向因子3E(semaphorin 3E,Sema3E)是semaphorin信號素家族的一員,作為膜相關性的分泌性蛋白,對于維持神經(jīng)系統(tǒng)和血管系統(tǒng)的正常結構具有重要作用,近年來得到越來越多的關注。Sema3E可調控血管內皮細胞在體外和體內的遷移,而且可與Plexin-D1受體形成復合物,調節(jié)神經(jīng)細胞生長、血管生成以及炎癥反應。Sema3E與顱內動脈瘤的關系尚不明確。本研究通過測定顱內動脈瘤患者血清Sema3E的水平,分析Sema3E與顱內動脈瘤介入治療個1月不良預后(包括嚴重殘疾、植物狀態(tài)生存或死亡)的關系,為優(yōu)化顱內動脈瘤的臨床診療提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

本研究為前瞻性單中心隊列研究,連續(xù)納入2020年6月～2022年1月于廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院神經(jīng)外科住院行介入手術治療的顱內動脈瘤患者102例。入組標準:①年齡≥18歲,男女不限;②初次手術治療的顱內動脈瘤;③充分告知患者或授權人介入手術與開顱手術的潛在收益與風險,患者或授權人選擇介入栓塞治療;④簽署知情同意書,同意參加本研究。排除標準:①有開顱手術史;②動脈瘤介入栓塞后行開顱血腫清除術;③失訪;④合并惡性腫瘤;⑤合并明確感染;⑥過敏體質,或合并艾滋病、紅斑狼瘡、類風濕等全身系統(tǒng)性疾病;⑦孕產期婦女。

最終共納入91例,未入組11例包括:2例經(jīng)介入治療后行開顱血腫清除術,1例合并膠質母細胞瘤,1例合并結直腸癌,1例合并紅斑狼瘡,6例失訪。入組病例均有完整的臨床、影像及實驗室檢查資料。

本組91例,男32例,女59例。年齡28～84歲,(59.9±11.0)歲。BMI 18.00～31.17,22.94±2.55。入院時格拉斯哥昏迷評分(Glasgow Coma Scale,GCS)4～15分,(12.4±3.5)分,其中<8分15例,≥8分76例。Hunt-Hess分級:0級未破裂動脈瘤14例(15.4%),Ⅰ級6例(6.6%),Ⅱ級28例(30.8%),Ⅲ級21例(23.1%),Ⅳ級22例(24.2%)。均經(jīng)CTA或DSA確診為顱內動脈瘤。發(fā)生部位:前交通動脈22例,后交通動脈29例,大腦中動脈13例,基底動脈15例,頸內動脈12例。形態(tài)學:寬頸58例,窄頸33例;25例動脈瘤含子囊。小型動脈瘤40例,中型動脈瘤44例,大型動脈瘤7例。24例(26.4%)有吸煙史,21例(23.1%)有飲酒史(男性每天乙醇攝入量≥40 g、女性≥20 g,或近2周內大量飲酒,每天乙醇攝入量≥80 g)。合并Ⅱ型糖尿病13例(14.3%),高血壓23例(25.3%),冠心病13例(14.3%)。

1.2 研究方法與數(shù)據(jù)收集

本研究設計方案提交廣西壯族自治區(qū)民族醫(yī)院倫理委員會審查,經(jīng)批準予以開展研究(倫理批件號:2020-23)。遵循自愿、保密、公平、有益無害原則。在收集資料及進行血清Sema3E檢測前征得患者同意,并對患者資料妥善保管,研究過程中按照操作規(guī)程,避免對患者造成傷害。研究對象或授權監(jiān)護人均已簽署知情同意書。

由研究人員收集患者的人口學資料、既往病史、臨床信息、影像學數(shù)據(jù),并由專人完成1個月后功能隨訪。

人口學資料和臨床數(shù)據(jù)包括一般資料(年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史)及合并癥(糖尿病、高血壓、冠心病)。臨床昏迷程度評定采用GCS評分[5],SAH嚴重程度評定采用Hunt-Hess分級標準[6]。

影像學數(shù)據(jù):收集血管造影(CTA或DSA)的原始Dicom圖像數(shù)據(jù),分析動脈瘤的大小與形態(tài)特征,包括動脈瘤部位(載瘤動脈)、瘤體最大徑、瘤頸分型及是否含子囊。顱內動脈瘤根據(jù)瘤體最大徑分為小型動脈瘤(瘤體最大徑<5 mm)、中型動脈瘤(5 mm≤瘤體最大徑<15 mm)、大型動脈瘤(瘤體最大徑≥15 mm)。寬頸動脈瘤的診斷標準[7]:動脈瘤絕對直徑>4 mm,或動脈瘤瘤體與瘤頸比<2。影像判讀由2名5年以上影像診斷經(jīng)驗醫(yī)師獨立完成,如分析結果有異議,經(jīng)會商后確定。

血清Sema3E水平:介入手術開始前抽取3 ml外周靜脈血,于4 ℃放置自然凝固后以3000 rpm離心5 min,將分離所得血清置于-80 ℃冰箱保存。同批測定時,將所有標本置于37 ℃恒溫水槽中復融,應用酶聯(lián)免疫吸附測定法(ELISA)商品化試劑盒(購自無錫市東林科技發(fā)展有限責任公司,DL-SEMA3E-Hu)檢測血清Sema3E水平。

介入治療方式:均采取血管內介入方案栓塞顱內動脈瘤,其中55例采用單純彈簧圈栓塞,36例動脈瘤因瘤頸較寬,為穩(wěn)定彈簧圈采用支架輔助彈簧圈栓塞(采用LVIS支架30例,Pipeline支架2例,Solitaire支架4例)。

1.3 結局定義與研究分組

觀察結局為介入手術治療1個月的預后,評估方法采用格拉斯哥結局評分(Glasgow Outcome Scale,GOS):死亡為1分;長期持續(xù)植物狀態(tài)生存為2分;嚴重殘疾,日常生活不能自理為3分;中度殘疾,可自理生活為4分;痊愈,恢復正常生活,或遺留有輕微殘疾為5分。根據(jù)GOS評分,4～5分定義為預后良好,1～3分定義為預后不良(即嚴重殘疾、植物狀態(tài)生存或死亡)[5]。據(jù)此標準,將納入患者分為預后良好組與預后不良組。

變量包括年齡、性別、BMI、吸煙史、飲酒史、糖尿病史、高血壓史、冠心病史、GCS評分、Hunt-Hess分級、動脈瘤部位、瘤體最大徑、是否寬頸、是否含子囊、介入治療方式及血清Sema3E水平。

1.4 統(tǒng)計學分析

1.5 研究數(shù)據(jù)的質量控制

納入研究對象后,及時完成數(shù)據(jù)收集及錄入,確保研究數(shù)據(jù)的準確性。EpiData錄入數(shù)據(jù)時限定數(shù)值范圍,進行計算機邏輯檢錯。數(shù)據(jù)錄入完成后,由前期未參與數(shù)據(jù)收集的獨立研究者抽取30%錄入數(shù)據(jù)與原始數(shù)據(jù)進行比對,核查數(shù)據(jù)準確性。所有研究資料保存在中心數(shù)據(jù)庫,并由質控人員進行全程管理及質量控制。

2 結果

顱內動脈瘤介入栓塞術后1個月,GOS 1分2例(分別在術后第5天和第9天因呼吸循環(huán)衰竭死亡),2分13例,3分6例,4分12例,5分58例。預后良好組70例(76.9%),預后不良組21例(23.1%)。

預后不良組與預后良好組的比較見表1,預后不良組術前GCS評分低,Hunt-Hess分級和血清Sema3E水平高(均P=0.000),2組性別、年齡、BMI、動脈瘤部位、動脈瘤最大徑、是否寬頸、是否含子囊、是否支架輔助彈簧圈栓塞、吸煙史、飲酒史、糖尿病史、高血壓史、冠心病史方面差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。

表1 動脈瘤預后不良組與預后良好組的單因素分析

將預后不良的潛在影響因素(術前GCS評分、Hunt-Hess分級、是否支架輔助彈簧圈栓塞、血清Sema3E水平)(P<0.1)納入logistic回歸分析,見表2,結果顯示Hunt-Hess分級(OR=7.150,95%CI:1.963～26.044,P=0.003)、采用支架輔助彈簧圈栓塞(OR=15.777,95%CI:1.961～126.953,P=0.010)、血清Sema3E水平(OR=1.756,95%CI:1.067～2.890,P=0.027)是顱內動脈瘤介入治療后不良預后的獨立影響因素。將上述因素帶入方程可得Logit(P)=-13.408+1.967×Hunt-Hess分級+2.759×是否支架輔助彈簧圈栓塞(是1;否0)+0.563×血清Sema3E水平。

表2 顱內動脈瘤介入治療后1個月不良預后的logistic回歸分析

3 討論

既往關于顱內動脈瘤預后因素的研究普遍認為Hunt-Hess分級是獨立預后因素,年齡、高血壓史、瘤頸寬度、手術方式及BMI對預后的影響存在較大爭議[8]。本研究中,單因素分析及l(fā)ogistic回歸分析提示Hunt-Hess分級、是否采用支架輔助彈簧圈栓塞及血清Sema3E水平是顱內動脈瘤不良預后的獨立影響因素,初步證實血清高Sema3E水平可作為預測動脈瘤介入治療后1個月不良預后的生物標記物。Hunt-Hess分級越高,患者入院病情越重,介入手術對于挽救生命及保留神經(jīng)功能的收益越小。在本研究的單因素分析中,術前GCS評分與動脈瘤預后顯著相關(P=0.000),而在logistic回歸分析中并未呈現(xiàn)出獨立預后因素特征,這可能與GCS評分系統(tǒng)中分數(shù)所代表病情嚴重程度的非線性有關。關于BMI是否是動脈瘤性SAH的預后保護因素,文獻中結論不一,多個研究表明高BMI可以降低動脈瘤性SAH預后不良的風險[9,10],尤其對于接受介入治療者[11],然而Rautalin等[5]2022年的系統(tǒng)評價顯示BMI與動脈瘤性SAH的預后并無顯著相關性。本研究也未顯示BMI與顱內動脈瘤介入治療后1個月預后相關。

本研究顯示血清高Sema3E水平與顱內動脈瘤短期預后不良的相關性,我們推測其機制可能與炎癥反應有關。顱內動脈瘤是動脈血管的管壁結構異常,主要影響血管分叉部位,病理學特征主要包括動脈壁退行性改變、內彈力層薄弱或消失、中層肌纖維變性和炎癥細胞浸潤等[12]。炎癥反應是顱內動脈瘤發(fā)生發(fā)展及動脈瘤破裂后SAH的主要病理生理機制,因此Etminan等[13]提出動脈瘤實則是由炎癥反應調控的炎癥性疾病。炎癥反應的基本病理特征是炎癥細胞滲出,尤其是巨噬細胞介導的炎癥反應在顱內動脈瘤發(fā)生發(fā)展機制中的作用一直是研究熱點[14,15]。Shimizu等[16]觀察到動脈瘤中浸潤的巨噬細胞數(shù)量與動脈瘤的增大或破裂呈正相關,且編碼單核細胞趨化蛋白1(巨噬細胞的主要趨化因子)的基因缺失或功能抑制可抑制顱內動脈瘤進展;特異性剝奪巨噬細胞中前列腺素E2受體2(PTGER2)或特異性抑制NF-κB核轉位可顯著抑制顱內動脈瘤發(fā)展。Mohammed等[17]2020年觀察到Sema3E參與調控巨噬細胞對脂多糖誘導的全身炎癥反應,這從不同角度對本研究結果相互佐證。本研究顯示顱內動脈瘤預后不良的患者血清Sema3E水平顯著升高,結合上述研究結果,考慮與動脈瘤或其破裂后SAH所伴隨的炎癥反應過度激活有關,從而影響顱內動脈瘤的進展與轉歸。值得注意的是,雖然既往研究證據(jù)提示該炎癥反應可能是由巨噬細胞介導的,但由于本研究缺乏進一步的組織病理學研究,其具體病理生理機制尚不明確,在今后研究中應深入探討巨噬細胞介導的炎癥反應是動脈瘤破裂及血清Sema3E水平升高的原因,抑或這些因素均是動脈瘤破裂后SAH誘導的繼發(fā)性改變。

顱內動脈瘤患者血清Sema3E水平升高的原因及繼發(fā)性病理生理變化仍需深入研究,尤其具體的上下游調控機制及影響因素對于揭示動脈瘤的發(fā)生發(fā)展機制具有重要意義。炎癥反應的另一個特點是伴隨免疫細胞介導的免疫應答,尤其是來自活化CD4+細胞的輔助性T細胞(helper T cell,Th細胞)的特定亞組Th1細胞和Th17細胞。這兩種細胞成分也稱為促炎性T細胞,分別通過分泌γ干擾素和IL-17因子介導免疫反應[18]。CD4+細胞分化為Th1細胞和Th17細胞的過程是由NF-κB信號通路所介導的,而Sema3E的主要作用靶點之一也是NF-κB核轉錄因子。Kermarrec等[19]2019年報道Sema3E可以通過調節(jié)CD11C+和CD4+T細胞的通訊來減輕炎癥反應,同時指出Sema3E可能是炎癥性疾病的潛在治療靶點。雖然上述研究所采用的是潰瘍性結腸炎實驗模型,但其揭示的病理生理機制與顱內動脈瘤具有高度一致性。據(jù)此我們推測,在病情較為嚴重的病例中,動脈瘤破裂后誘導的炎癥反應及免疫應答較重,作為機體的適應性反饋,血清Sema3E水平升高以緩解炎癥反應并調控免疫應答。

本研究顯示血清Sema3E水平與顱內動脈瘤預后的關系,提示Sema3E可能是潛在的治療靶點。既往多認為信號素家族與神經(jīng)細胞的生長發(fā)育關系密切,而近來越來越多研究開始關注其對血管內皮細胞功能的影響,該領域將是未來血管性疾病的重要研究熱點。Avouac等[20]通過高通量測序觀察到內皮細胞中信號素的Sema3和Sema4亞型存在顯著差異性表達,尤其在類風濕關節(jié)炎的內皮細胞、滑膜血管和血清中均過表達,提出Sema3E是炎癥反應和血管生成的重要標志物,可能是調控炎癥反應和促血管生成的有效靶點。該靶點與動脈瘤的研究尚未得到學術界關注,本研究結果為改善動脈瘤預后提供了新思路。

本研究樣本量較小,未對logistic預后預測模型的敏感性及特異性進行驗證,這將是我們下一步研究工作的重點。

綜上,本研究結果顯示顱內動脈瘤患者血清Sema3E水平與病情嚴重程度關系密切,血清Sema3E水平是顱內動脈瘤介入術后的獨立預后因素,而且高Sema3E水平可作為預測動脈瘤介入治療后不良結局的生物標記物。該結果提示Sema3E所介導的炎癥反應或免疫應答在顱內動脈瘤的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用,信號素家族將是血管性疾病機制研究的重要靶點。