颈动脉狭窄及细胞因子与脑梗死认知关系研究

　　作者：王栋,李晓红,赵丽姝,王敏,张媛媛　　作者单位：山东大学医学院，山东 济南

　　【摘要】目的 探讨颈动脉粥样硬化(AS)斑块所致狭窄程度及血清细胞因子变化与急性脑梗死患者认知功能的关系。方法 根据颈AS斑块所致狭窄的程度将96例急性脑梗死患者分为5组，另设40例健康体检者为对照组。同时进行颈动脉彩超检查及简易智能精神状态检查量表(MMSE)评定，检测血清白细胞介素10(IL10)、白细胞介素1β(IL1β)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、基质金属蛋白酶9(MMP9)的水平。结果 急性脑梗死患者MMSE评分除Ⅰ级狭窄组外，其余各组总分均低于对照组(P<0.05);与对照组相比，Ⅱ级、Ⅲ级狭窄组在注意计算、回忆能力方面有显著降低(P<0.01), Ⅳ、Ⅴ级狭窄组在时间和地点定向力、记忆力、注意计算力、回忆、复述、阅读、书写、结构能力等9个方面有显著降低(P<0.05);与对照组相比，各组血清IL1β、CRP、TNFα水平随狭窄程度加重而逐渐升高(P<0.05)，IL10水平逐渐降低(P<0.05)，MMP9水平与颈动脉狭窄程度无相关性;脑梗死患者MMSE评分与IL1β、CRP、TNFα水平呈负相关(r=-0.348，r=-0.343，r=-0.454，均P<0.01)，与IL10水平成呈相关(r=0.696, P<0.01)，与MMP9水平无相关性。结论 急性脑梗死患者血清IL1β、CRP、TNFα水平升高，且与颈AS狭窄程度呈正相关，IL10水平下降与狭窄程度呈负相关;急性脑梗死颈动脉狭窄患者认知功能下降。

　　【关键词】 颈动脉,动脉粥样硬化,细胞因子,脑梗死,认知

　　临床发现脑梗死患者可出现不同程度的认知功能障碍，而脑梗死与颈动脉粥样硬化(AS)斑块密切相关。在脑血管病患者中, 颈动脉斑块的超声检出率达64%以上, 同侧相关性达90%以上, 斑块的发展速度可以反映脑血管病是否处于高危状态〔1〕。 Ross等提出炎症反应在AS发病机制中，发挥着关键的作用〔2〕。因此在脑梗死的诸多危险因素中，颈AS斑块和炎性因子是不可忽略的重要组成部分。本研究旨在通过对急性脑梗死患者颈动脉彩超检查、简易智能精神状态检查量表(MMSE)评定及血清白细胞介素10(IL10)、白细胞介素1β(IL1β)、C反应蛋白(CRP)、肿瘤坏死因子α(TNFα)、基质金属蛋白酶9(MMP9)检测，探讨颈动脉狭窄程度、血清细胞因子变化与脑梗死患者认知功能障碍之间的关系。

　　1 对象与方法

　　1.1 对象 脑梗死组：2008年1～10月我院住院的急性脑梗死患者96例，入选标准：①符合全国第四届脑血管病会议制定的诊断标准;②出现颈内动脉供血区局灶性神经功能缺失体征，并经头颅CT或MRI检查证实。男55例，女41例，年龄31～89(平均75.8±13.3)岁。对照组：门诊健康体检者40例，男26例，女14例，年龄40～85(平均44.9±12.8)岁。两组在年龄、性别及合并高血压、糖尿病、高脂血症等情况无显著差异。两组均排除①明显肝肾功能不全或心功能衰竭;②严重的感染或恶性疾病;③近4 w有潜在感染症状及体征、外科手术和外伤史;④既往有认知障碍史、精神异常、意识障碍或语言障碍等不能配合检查者。

　　1.2 方法

　　1.2.1 颈动脉彩超检测及分组 采用美国惠普公司生产的5500型彩超诊断仪，使用7.5 MHz探头频率，由超声科专业医生操作。①颈动脉内膜中膜厚度(IMT)值：分别在两侧颈动脉取4个位点测量，分别取平均值。②管腔狭窄程度：狭窄率=(正常血管管径-最窄处管径)/正常血管管径×100%，Ⅰ级：IMT<1.0 mm，回声可不光滑，收缩期峰值流速(PSV)<120 cm/s，无狭窄。Ⅱ级：IMT>1.0 mm，可见扁平斑回声，斑块局部隆起，PSV<120 cm/s，狭窄程度为1%～15%。Ⅲ级：斑块增大，PSV<120 cm/s，狭窄率16%～49%，但频谱中度增宽，收缩期窗口消失。Ⅳ级：PSV>120 cm/s，狭窄率50%～79%，舒张末期流速(EDV)<135 cm/s，频谱明显增宽。Ⅴ级：PSV>120 cm/s，狭窄率80%～99%，EDV>135 cm/s：完全堵塞时无彩色血流及多普勒信号。按以上标准分为5组。

　　1.2.2 炎性标志物测定 取被检者清晨空腹静脉血5 ml，离心取上清液，-20℃保存，采用ELISA法检测血清IL10、IL1β、CRP、TNFα、MMP9。检测方法按照试剂盒(上海西唐生物技术有限公司)说明操作。

　　1.2.3 认知功能检测 采用简易智能精神状态检查量表(MMSE) 测定认知功能，包括时间定向力、地点定向力、记忆能力、注意计算力、回忆能力、命名能力、复述能力、三步命令、阅读能力、书写能力、结构能力共11项，总分0～30分。

　　1.3 统计学处理 采用SPSS15.0统计软件，数据用x±s表示，采用t检验、单因素方差分析(ANOVA)和最小显著差法(LSD)进行组间比较。相关关系采用Pearman相关分析。

　　2 结 果

　　2.1 脑梗死患者各组MMSE评分变化 见表1， 脑梗死患者各组MMSE总分除Ⅰ级狭窄组外,均低于对照组(P<0.01)，且随狭窄程度加重其总分下降显著(P<0.01);从11个检测项目中发现，与对照组比较，Ⅱ级、Ⅲ级狭窄组在注意计算和回忆能力方面有显著降低(P<0.01),Ⅳ、Ⅴ级组在时间和地点定向力、记忆力、注意计算力、回忆、复述、阅读、书写、结构能力等9个亚项评分方面显著降低(P<0.01，P<0.05)。

　　2.2 各组IL10、IL1β、CRP、TNFα、MMP9水平变化 见表2，与对照组比较，脑梗死各组血清IL10、IL1β、CRP、TNFα、MMP9水平升高(P<0.01);脑梗死各组血清IL1β、CRP、TNFα水平随狭窄程度加重而逐渐升高(P<0.05)，IL10水平逐渐降低(P<0.05)，MMP9水平与颈动脉狭窄无相关性。表1 脑梗死患者各组MMSE评分变化与对照组比较:1)P<0.01，2)P<0.05表2 脑梗死各组血清IL10、IL1β、CRP、TNFα、MMP9水平变化与对照组比较:1)P<0.01

　　2.3 认知功能与细胞因子的相关关系 认知功能与IL1β、CRP、TNFα水平呈负相关(r=-0.348，-0.343，-0.454，P<0.01)，与IL10水平呈正相关(r=0.696，P<0.01)，MMP9水平与认知功能无关(r=-0.194，P>0.05)。

　　3 讨 论

　　本研究表明急性脑梗死患者认知障碍明显高于正常人群且随着颈AS程度的加重，认知功能障碍也越明显，主要表现在时间定向力、地点定向力、记忆能力、注意计算力、回忆能力、复述能力、阅读能力、书写能力、结构能力方面，上述结果提示除脑梗死影响因素以外，颈AS狭窄程度对患者认知功能有较大影响，特别是注意计算力和回忆能力早期下降明显，提示首先累及执行功能。推测颈动脉狭窄加重认知功能损害的机制可能是：①颈动脉狭窄引起的慢性脑血流低灌注状态与认知功能障碍和血管性痴呆相关〔3〕;②颈动脉狭窄引起的慢性缺血状态可导致脑白质损害，特别是中、重度脑白质疏松可造成患者认知障碍;③无临床症状的多发性腔隙性脑梗死。颈动脉狭窄大于70%会伴有无临床症状的微小栓子。微小栓子在血流不断冲击下到达血管远端，堵塞远端血管形成多发的小梗死灶。这些无临床症状的腔隙性梗死灶影响皮质下系统的功能〔4〕;④脑梗死发生时，脑的血流量除梗死区外，其他部位脑的血供进一步下降，导致大脑结构和功能活动的改变，特别是乳头体、海马及海马旁的周围组织边缘系统神经网络，而造成脑梗死患者认知障碍的加重。因此，积极干预和治疗颈AS可能减轻脑缺血性损伤，有利于认知功能和神经功能的恢复。

　　Engelhart等〔5〕的研究证明，血清CRP浓度增高可使痴呆风险增高，其中血管性痴呆发病率与血清CRP浓度呈正相关，认为炎症机制可能参与了脑血管病患者认知功能减退的进展。本试验中患者血清CRP水平升高并与颈AS程度成正相关，与认知功能下降呈负相关。Zuliani等〔6〕证实，血管性痴呆老年患者血清中IL1β及TNFα明显升高。本研究显示急性脑梗死患者血清TNFα、IL1β水平随颈AS狭窄程度逐渐升高，与认知功能下降呈负相关。Van等〔7〕研究表明在出现认知障碍的老年人群中，血清TNF水平与认知障碍的严重程度相关。TNFα导致认知功能障碍的机制可能是促进少突胶质细胞的凋亡，导致白质的退化，另外，TNFα可抑制星型胶质细胞合成谷氨酸盐合成酶，该酶是将过多的谷氨酸转化为谷氨酸盐，保护神经元免受兴奋性毒性作用。TNFα还能引起神经元的老化，并且加强N甲基D天冬氨酸受体介导的神经毒性;IL1β造成认知障碍的机制可能是影响长时程增强，长时程增强是研究与学习记忆相关的神经突触可塑性的经典指标;另外可影响中枢神经递质的释放，如诱导神经元表达乙酰胆碱酯酶，并增加该酶的活性，直接抑制海马神经元释放乙酰胆碱，使皮层释放抑制性神经递质γ氨基丁酸增多〔8〕。

　　包括巨噬细胞在内的多种炎症细胞均可产生IL10，因此，AS斑块中的巨噬细胞有可能在局部产生IL10，后者可降低巨噬细胞和T淋巴细胞的活性，在局部炎症反应过程中可能发挥重要的调节作用。Mallat等〔9〕的研究表明，在同样以致AS食物喂养时，IL10基因敲除小鼠AS斑块的发生率显著高于野生型小鼠，且斑块有较多的T淋巴细胞浸润和大量的干扰素表达，胶原蛋白含量明显减少;当应用IL10基因转染基因缺陷型小鼠后，其斑块体积可缩小60%以上。本试验显示随着狭窄程度的加重，其浓度逐渐下降。一项调查研究表明〔10〕，IL10可以降低脑卒中发生率并减少脑卒中时脑梗死面积。认知障碍与无认知障碍的脑卒中患者比较，外周血中IL10的水平降低〔11〕，进一步研究表明血中IL10水平与痴呆严重程度相关〔12〕。由此可以推测IL10对脑梗死和血管性痴呆有很好的防治作用。本研究发现认知障碍加重程度与IL10浓度呈负相关。

　　MMP9在粥样斑块易损、破裂中发挥重要作用，目前认为是反映AS斑块不稳定性的一个新的指标。在本研究中脑梗死各组与对照组相比MMP9升高有显著性差异，但其浓度变化与颈动脉狭窄程度无明显相关，与认知功能下降之间无相关性。机制有待进一步探讨。

　　【参考文献】

　　1 卓 健,方 向,陆晓培,等. 颈动脉粥样硬化与脑梗死〔J〕.中风与神经病学杂志，2004;21(3):2757.

　　2 Ross R. Atherosclerosisan inflammatory disease〔J〕. N Engl J Med，1999;340(2):11526.

　　3 Derdeyn CP，Videen TO，Fritsch SM，et al. Compensatory mechanisms for chronic cerebral hypoperfusion in patients with carotid occlusion〔J〕. Stroke，1999;30(5):101924.

　　4 Rao R，Jackson S，Howard R. Neuropsychological impairment in stroke，carotid stenosis，and peripheral vascular disease: a comparison with healthy community residents〔J〕. Stroke，1999;30(10):216773.

　　5 Engelhart MJ，Geerlings MI，Meijer J，et al. Inflammatory proteins in plasma and the risk of dementia: the rotterdam study〔J〕. Arch Neurol，2004;61(5):66872.

　　6 Zuliani G，Ranzini M，Guerra G，et al. Plasma cytokines profile in older subjects with late onset Alzheimer′s disease or vascular dementia〔J〕. J Psychiatr Res，2007;41(8):68693.

　　7 Van Exel E，De Craen AJ，Remarque EJ. Interaction of atherosclerosis and inflammation in elderly subjects with poor cognitive function〔J〕. Neurology，2003;61(12):1695701.

　　8 陈子晞，陈怀红.免疫反应与血管性痴呆〔J〕. 国外医学•老年医学分册,2006;27(6)：2569.

　　9 Mallat Z，Besnard S，Duriez M，et al. Protective role of interleukin10 in atherosclerosis〔J〕. Circ Res，1999;85(8):e1724.

　　10 van Exel E，Gussekloo J，de Craen AJ，et al. Inflammation and stroke〔J〕. Stroke，2002;33(4):11358.

　　11 De Luigi A，Fragiacomo C，Lucca U，et al. Inflammatory markers in Alzheimer′s disease and multiinfarct dementia〔J〕. Mech Ageing Dev，2001;122(16):198595.

　　12 Reynolds MA，Kirchick HJ，Dahlen JR，et al. Early biomarkers of stroke〔J〕. Clin Chem，2003;49(10):17339.