The Haptoglobin Response after Aneurysmal Subarachnoid Haemorrhage
摘要: 本文深入解析了一篇关于脑动脉瘤破裂性蛛网膜下腔出血(SAH)后触珠蛋白(Hp)反应的研究文献。该研究全面探讨了 SAH 后脑脊液(CSF)和血清中 Hp 的变化情况及其潜在的临床意义,揭示了 Hp 在中枢神经系统内的消耗情况、不同 Hp 表型对脑脊液 Hp 水平的影响,以及血清 Hp 水平与脑脊液细胞因子之间的关联,为理解 SAH 的病理生理机制和开发新的治疗策略提供了重要依据。
一、研究背景
(一)SAH 后的毒性机制与 Hp 的生理作用
蛛网膜下腔出血(SAH)后,红细胞破裂导致血红蛋白释放到脑脊液(CSF)中。血红蛋白通过引发炎症、产生自由基、消耗一氧化氮和导致脑水肿等多种机制,参与 SAH 后的继发性脑损伤(SBI)。此外,血红蛋白还与血管收缩、微血栓形成和铁沉积等三级过程相关,这些过程可能进一步加剧 SBI。触珠蛋白(Hp)是一种主要由肝脏产生的急性时相糖蛋白,能够与细胞外血红蛋白高亲和力结合,提供多种保护机制,包括降低血红蛋白的氧化还原电位、限制其向脑组织扩散、护送血红蛋白排出脑脊液以及防止血红素释放和铁的游离。Hp - 血红蛋白复合物被表达 CD163 受体的细胞识别并内吞,而中枢神经系统中 CD163 Hp - 血红蛋白清除系统的容量较低,但其在清除血红蛋白的同时还参与产生抗炎反应。
(二)研究目的与意义
本研究旨在探究 SAH 后脑脊液和血清中的 Hp 反应,以期深入了解 Hp 在 SAH 后的病理生理过程中所扮演的角色。通过分析 SAH 患者与对照组的脑脊液和血清样本中的 Hp 水平、不同 Hp 表型对脑脊液 Hp 水平的影响,以及血清 Hp 水平与脑脊液细胞因子之间的关系,研究试图揭示 SAH 后中枢神经系统内 Hp 的动态变化及其潜在的临床意义,为开发新的治疗策略提供理论依据。
二、研究方法
(一)样本收集与分组
研究纳入了 92 名 SAH 患者和 19 名对照组参与者。所有 SAH 患者均在症状出现后 48 小时内被招募,且均为 Fisher 3 或 4 级 SAH。对照组参与者为未患有 SAH 且脑脊液成分正常的个体。研究中收集了受试者的脑脊液和血清样本,并对其进行了详细的临床数据收集,包括年龄、性别、种族、既往高血压病史、动脉瘤位置、动脉瘤处理方式、初始出血量、出血位置以及世界神经外科联合会(WFNS)分级等。
(二)检测指标与方法
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脑脊液和血清中的 Hp 与血红蛋白水平 :采用超高效液相色谱法(UPLC)测定脑脊液中的血红蛋白和触珠蛋白水平,血清中的触珠蛋白水平则通过免疫浊度法测定。
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脑脊液细胞因子水平 :使用 Meso Scale Discovery(MSD)Multi-Spot Assay System 检测脑脊液中的多种细胞因子,包括干扰素 - γ(IFN-γ)、白细胞介素 - 1β(IL-1β)、白细胞介素 - 10(IL-10)、白细胞介素 - 12p70(IL-12p70)、白细胞介素 - 13(IL-13)、白细胞介素 - 2(IL-2)、白细胞介素 - 4(IL-4)、白细胞介素 - 6(IL-6)、白细胞介素 - 8(IL-8)和肿瘤坏死因子 - α(TNF-α)。
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血清 - 脑脊液白蛋白商(qAlb)和触珠蛋白商(qHp)以及触珠蛋白指数 :通过测定匹配的脑脊液和血清样本中的白蛋白水平,并计算 qAlb 作为血 - 脑屏障受损的间接指标。qHp 则用于评估脑脊液中触珠蛋白的相对水平,触珠蛋白指数(qHp/qAlb)用于综合考虑血清触珠蛋白水平和血 - 脑屏障通透性对脑脊液触珠蛋白水平的影响。
(三)数据分析方法
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描述性统计与正态性检验 :使用描述性统计方法总结受试者的人口学和临床特征以及研究结果,并通过 Shapiro-Wilks 检验评估数据的正态性。
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组间比较 :采用 Kruskal-Wallis 检验和 Dunn 事后检验比较独立组间的中位数差异,使用 Fisher 精确检验比较组间的比例差异。
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相关性分析与主成分分析 :运用线性回归分析确定连续变量之间的关系,并采用主成分分析法降低脑脊液细胞因子的维度,以识别主要的中枢炎症成分。
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调节分析与单变量 Logistic 回归分析 :进行调节分析以确定血清触珠蛋白与细胞因子水平之间的关系是否因触珠蛋白表型而异,并使用单变量 Logistic 回归分析检验每个结局与触珠蛋白水平或类型之间的关联。
三、研究结果
(一)SAH 患者的临床特征
共纳入 92 名 SAH 患者,其中大部分参与者具有 Hp 2-1 表型(46/92,50.0%)。在 19 名对照组参与者中,3 名(15.8%)为 Hp 1-1 表型,9 名(47.4%)为 Hp 2-1 表型,7 名(36.8%)为 Hp 2-2 表型。SAH 患者的基线特征与触珠蛋白表型之间无显著关联。
(二)脑脊液中 Hp 消耗的证据
SAH 患者脑脊液中触珠蛋白水平的中位数为 0.002 g/L,对照组为 0.003 g/L,两者差异无统计学意义(p=0.850)。然而,不同触珠蛋白表型对 SAH 患者和对照组脑脊液触珠蛋白水平的影响存在差异。在 Hp 1-1 表型的 SAH 患者中,脑脊液触珠蛋白水平显著低于对照组(p=0.044);在 Hp 2-2 表型的 SAH 患者中,脑脊液触珠蛋白水平显著高于对照组(p=0.047);而在 Hp 2-1 表型的 SAH 患者中,脑脊液触珠蛋白水平与对照组相比无显著差异(p=0.641)。这些结果反映了 SAH 后脑脊液触珠蛋白周转的变化以及触珠蛋白表型对脑脊液触珠蛋白水平的显著影响。
进一步计算触珠蛋白指数(qHp/qAlb)发现,SAH 患者的触珠蛋白指数显著低于对照组(中位数分别为 0.083 和 0.314,p=0.016),并且这一差异受到触珠蛋白表型的影响,随着 HP1 等位基因数量的增加,触珠蛋白指数降低幅度增大。这表明,SAH 后中枢神经系统内触珠蛋白的消耗超过了其合成,导致脑脊液触珠蛋白水平下降。
(三)血清触珠蛋白水平的变化
SAH 患者血清中触珠蛋白水平的中位数为 3.07 g/L,显著高于对照组的 1.39 g/L(p<0.001)。在不同触珠蛋白表型的 SAH 患者中,Hp 2-2 表型患者的血清触珠蛋白水平低于 Hp 2-1 表型和 Hp 1-1 表型患者(p 分别为 0.023 和 0.090)。这表明,SAH 后血清触珠蛋白水平升高,且不同触珠蛋白表型患者的血清触珠蛋白水平存在差异,这可能与肝脏的急性相反应以及中枢炎症刺激引起的系统性反应有关。
(四)血清触珠蛋白水平与脑脊液细胞因子的相关性
血清触珠蛋白水平与脑脊液 IL-1β 水平呈显著正相关(β=0.534,95% CI:0.071–0.997;p=0.024)。通过主成分分析发现,血清触珠蛋白水平与脑脊液细胞因子的第一个主成分(解释方差最大)显著相关。这提示 SAH 后血清触珠蛋白水平的升高可能与中枢神经系统的炎症反应有关,且不同触珠蛋白表型可能影响这种关联的强度和方向。
(五)触珠蛋白与临床结局的关系
在单变量分析中,未发现血清触珠蛋白水平、触珠蛋白指数或触珠蛋白表型与患者的长期临床结局(如死亡、迟发性脑缺血、神经认知功能障碍等)之间存在显著关联。这可能是由于脑脊液中触珠蛋白水平极低,仅能结合少量的细胞外血红蛋白,大约 99% 的细胞外血红蛋白未被结合,因此触珠蛋白的动态变化不足以对临床结局产生显著影响。
四、讨论
(一)关键发现
本研究首次发现 SAH 患者的触珠蛋白指数显著低于对照组,表明 SAH 后中枢神经系统内发生了触珠蛋白的消耗。此外,研究还发现触珠蛋白表型显著影响脑脊液触珠蛋白的动态变化,且血清触珠蛋白水平与脑脊液细胞因子水平之间存在显著关联,为中枢神经系统炎症刺激引发全身性急性相反应提供了人类证据。
(二)临床意义与治疗潜力
由于 SAH 后脑脊液中触珠蛋白水平极低,无法有效结合大部分细胞外血红蛋白,这可能解释了为何触珠蛋白动态变化与临床结局无显著关联。然而,这一发现为开发新的治疗策略提供了思路,即通过鞘内给予触珠蛋白补充剂,可能有助于清除脑脊液中的血红蛋白,减轻其引起的神经毒性,从而改善 SAH 患者的预后。此外,研究还提示细胞外囊泡(EVs)可能在中枢神经系统与肝脏之间的信号传递中发挥重要作用,未来针对 EVs 的治疗策略可能为减轻 SAH 后的炎症反应提供新的方向。
(三)研究优势与局限性
本研究的优势在于样本量较大,且对 SAH 患者的脑脊液和血清样本进行了同步检测,能够在一定程度上反映 SAH 后触珠蛋白的动态变化。然而,研究也存在局限性。首先,研究仅在 SAH 后的第 7 天进行样本检测,可能无法全面捕捉触珠蛋白动态变化的全过程。其次,部分患者接受了 SFX-01(一种含有硫代葡萄糖的 α - 环糊精复合物)治疗,虽然敏感性分析显示治疗组和安慰剂组的结果相似,但仍可能对结果产生一定影响。此外,脑脊液样本的收集方式(经外引流管或腰椎穿刺)可能引入一定的异质性,尽管通过触珠蛋白指数的计算在一定程度上降低了这种影响。最后,研究未测量脑脊液中其他可能与结局相关因素(如葡萄糖和乳酸)的水平,这可能限制了对研究结果的全面解释。
五、结论
本研究通过深入分析 SAH 后脑脊液和血清中的触珠蛋白反应,得出了以下重要结论:首先,SAH 患者的触珠蛋白指数显著低于对照组,表明 SAH 后中枢神经系统内发生了触珠蛋白的消耗;其次,触珠蛋白表型显著影响脑脊液触珠蛋白的动态变化;最后,血清触珠蛋白水平与脑脊液细胞因子水平之间存在显著关联,提示 SAH 后存在中枢神经系统炎症刺激引发的全身性急性相反应。这些发现不仅增进了我们对 SAH 病理生理机制的理解,还为开发新的治疗干预措施提供了重要的理论依据,如鞘内触珠蛋白补充治疗和针对细胞外囊泡的疗法,有望为改善 SAH 患者的临床结局带来新的希望。
名称 | 货号 | 规格 |
V-PLEX Proinflammatory Panel1 (human) Kit (1 Plate) | K15049D-1 | 1Plate |
V-PLEX Proinflammatory Panel1 (human) Kit (5 Plate) | K15049D-2 | 5Plate |
V-PLEX Proinflammatory Panel1 (human) Kit (25 Plate) | K15049D-4 | 25Plate |
LIPOFECTAMINE 3000- 0.1ML | L3000001 | 0.1mL |