低氧誘導(dǎo)因子-1α、腦紅蛋白與缺血性腦卒中嚴(yán)重程度及預(yù)后的相關(guān)性

王媛媛竇志杰

(承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院，河北承德067000)

摘要〔〕目的觀察缺血性腦卒中患者血漿低氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1α及腦紅蛋白(Ngb)的濃度，揭示HIF-1α、Ngb對(duì)缺血性腦卒中患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后的影響。方法選取2014年1~3月80例首次發(fā)病缺血性腦卒中患者作為研究對(duì)象，采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定血漿HIF-1α和Ngb的濃度，然后在患者接受治療的第1天及第14天分別進(jìn)行NIHSS評(píng)分。結(jié)果血漿低HIF-1α組與高HIF-1α組患者相比，缺血性腦卒中嚴(yán)重程度輕、預(yù)后好(P<0.05)；血漿低Ngb組比高Ngb組患者缺血性腦卒中嚴(yán)重程度輕、預(yù)后好(P<0.05)。Logistic 回歸分析顯示血漿HIF-1α和Ngb水平影響缺血性腦卒中患者預(yù)后獨(dú)立于年齡、血壓、性別、血脂和血糖等危險(xiǎn)因素(P<0.05)；缺血性腦卒中患者血漿HIF-1α與Ngb的濃度呈正相關(guān)。結(jié)論HIF-1α及Ngb可通過(guò)神經(jīng)保護(hù)作用改善缺血性腦卒中的嚴(yán)重程度及預(yù)后；監(jiān)測(cè)缺血性腦卒中患者血漿HIF-1α和Ngb的含量，可作為判斷缺血性腦卒中嚴(yán)重程度、評(píng)價(jià)神經(jīng)功能恢復(fù)情況、評(píng)估疾病預(yù)后的新的重要參考指標(biāo)；HIF-1α與Ngb的表達(dá)具有相關(guān)性。

關(guān)鍵詞〔〕低氧誘導(dǎo)因子-1α;腦紅蛋白；缺血性腦卒中;神經(jīng)功能缺損

中圖分類號(hào)〔〕R743.32〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔

通訊作者：竇志杰(1969-)，女，碩士，主任醫(yī)師，教授，碩士生導(dǎo)師，主要從事腦血管病和神經(jīng)電生理方面的研究。

第一作者：王媛媛(1989-)，女，在讀碩士，主要從事腦血管病和神經(jīng)電生理方面的研究。

低氧誘導(dǎo)因子(HIF)-1α 是在缺氧情況下，使組織細(xì)胞耐受缺氧、維持氧穩(wěn)態(tài)的主要核轉(zhuǎn)錄因子。Higashida 等〔1〕發(fā)現(xiàn)HIF-1α通過(guò)調(diào)節(jié)下游一系列與缺氧相關(guān)的基因表達(dá)參與神經(jīng)細(xì)胞損傷修復(fù)。腦紅蛋白(Ngb)是2000年發(fā)現(xiàn)的一種在神經(jīng)元中攜氧、運(yùn)氧的特異性球蛋白，腦缺血缺氧后表達(dá)升高，是一種研究?jī)r(jià)值很高的神經(jīng)細(xì)胞損傷修復(fù)蛋白〔2〕。目前，關(guān)于Ngb及HIF-1α的研究還局限在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)階段。本實(shí)驗(yàn)擬探討Ngb及HIF-1α對(duì)缺血性腦卒中嚴(yán)重程度及預(yù)后的影響。

1資料與方法

1.1研究對(duì)象選取2014年1~3月承德醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科的80例首次發(fā)病缺血性腦卒中患者作為研究對(duì)象，男48例，女32例，平均年齡(60.31±13.37)歲。嚴(yán)格遵循缺血性腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，最后經(jīng)CT掃描或磁共振成像確診，并且患者都是在48 h內(nèi)病發(fā)。排除冠心病、甲狀腺疾病、胰腺病、血液病、嚴(yán)重的肝腎疾病、自身免疫性疾病、腫瘤外傷所致的缺血性腦卒中、慢性缺氧性疾病及妊娠患者。

1.2樣本采集和測(cè)定所有患者入院后均給予活血化瘀、抗血小板聚集、腦保護(hù)等常規(guī)治療。記錄患者身高、體重、血壓、體重指數(shù)(BMI)等。所有患者過(guò)夜禁食12～14 h于入院次日清晨肘部靜脈采血9 ml，注入三個(gè)抗凝管中，一管混勻后以2 000 r/min離心15 min，分離的血漿標(biāo)本凍存于-80℃冰箱，采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定血漿中HIF-1α及Ngb的濃度。另兩管血送檢驗(yàn)科測(cè)定空腹血糖、血脂、凝血四項(xiàng)等影響缺血性腦卒中的常規(guī)指標(biāo)。

1.3分組及觀察指標(biāo)將所有研究對(duì)象按血漿HIF-1α及Ngb的平均濃度分組，高HIF-1α組血漿HIF-1α>645.73 pg/ml，低HIF-1α組血漿HIF-1α<645.73 pg/ml；高Ngb組血漿Ngb>108.47 ng/ml，低Ngb組血Ngb<108.47 ng/ml。按NIHSS評(píng)分量表對(duì)所有研究對(duì)象在接受治療的第1天及第14天分別進(jìn)行神經(jīng)功能缺損評(píng)分，按首次評(píng)分結(jié)果把患者分為輕、中、重度缺血性腦卒中，其中0～7分為輕度，8～13分為中度，≥14分為重度〔3〕。按兩次NIHSS評(píng)分變化把疾病預(yù)后分為六類：基本痊愈：在觀察時(shí)間內(nèi)NIHSS評(píng)分下降91%~100%；顯著進(jìn)步：得分下降46%~90%；進(jìn)步：得分下降18%～45%；無(wú)變化：得分下降或上升17%以內(nèi)；惡化：得分上升18%以上；死亡；其中基本痊愈、顯著進(jìn)步、進(jìn)步視為預(yù)后良，無(wú)變化、惡化、死亡視為預(yù)后差。

1.4統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS17.0軟件。等級(jí)強(qiáng)度的比較用秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗(yàn)，計(jì)數(shù)資料的比較用χ2檢驗(yàn)，控制可能影響觀察結(jié)果的因素用Logistic回歸分析。

2結(jié)果

2.1低HIF-1α組與高HIF-1α組缺血性腦卒中患者發(fā)病嚴(yán)重程度的比較低HIF-1α組缺血性腦卒中患者病情輕度27例(54.0%)，中度18例(36.0%)，重度5例(10.0%)，高HIF-1α組患者病情輕、中、重度分別為10例(33.3%)、12例(40.0%)、8例(26.7%)。經(jīng)秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗(yàn)，兩組患者缺血性腦卒中嚴(yán)重程度的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.131，P=0.033)，因?yàn)榈虷IF-1α組患者NIHSS評(píng)分的中位數(shù)(6分)低于高HIF-1α組NIHSS評(píng)分的中位數(shù)(9分)，所以血漿低HIF-1α組患者缺血性腦卒中的嚴(yán)重程度輕于高HIF-1α組。

2.2低HIF-1α組與高HIF-1α組患者預(yù)后比較低HIF-1α組缺血性腦卒中患者經(jīng)治療基本痊愈、顯著進(jìn)步、進(jìn)步分別為4、20、11例，無(wú)變化、惡化分別為14、1例，預(yù)后良好患者占70%。高HIF-1α組基本痊愈、顯著進(jìn)步、進(jìn)步分別為2、4、6例，無(wú)變化、惡化、死亡分別為15、1、2例，預(yù)后良好患者占40%。血漿低HIF-1α組患者預(yù)后比高HIF-1α組好(χ2=6.963，P=0.008)。

2.3HIF-1α影響預(yù)后的Logistic回歸分析將80例缺血性腦卒中患者HIF-1α、年齡、性別、血壓、血糖、血脂、凝血等影響缺血性腦卒中患者預(yù)后的因素進(jìn)行Logistic 回歸分析，預(yù)后做應(yīng)變量。只有HIF-1α、高密度脂蛋白膽固醇(HDL-C)兩個(gè)因素被引入回歸方程，表明患者血漿HIF-1α水平影響缺血性腦卒中預(yù)后獨(dú)立于年齡、血壓、血脂和血糖等危險(xiǎn)因素，見(jiàn)表1。

表1　影響缺血性腦卒中預(yù)后的Logistic回歸分析

2.4低Ngb組與高Ngb組缺血性腦卒中患者發(fā)病嚴(yán)重程度的比較低Ngb組缺血性腦卒中患者病情輕度32例(53.3%)，中度21例(35.0%)，重度7例(11.7%)；高Ngb組患者病情輕、中、重度分別為5例(25.0%)、9例(45.0%)、6例(30.0%)。經(jīng)秩轉(zhuǎn)換的非參數(shù)檢驗(yàn)，兩組患者缺血性腦卒中嚴(yán)重程度的差別有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=2.437，P=0.015)，因?yàn)榈蚇gb組患者NIHSS評(píng)分的中位數(shù)(6分)低于高Ngb組(9.5分)，所以血漿低Ngb組患者缺血性腦卒中的嚴(yán)重程度輕于高Ngb組。

2.5低Ngb組與高Ngb組患者預(yù)后的比較低Ngb組基本痊愈、顯著進(jìn)步、進(jìn)步分別為5、22、12例，無(wú)變化、惡化分別為19、2例，預(yù)后良好患者占65%。 高Ngb組基本痊愈、顯著進(jìn)步、進(jìn)步分別為1、2、5例，無(wú)變化、死亡分別為10、2例，預(yù)后良好患者占40%。因此低Ngb組患者預(yù)后比高Ngb組好(χ2=3.868，P=0.049)。

2.6Ngb影響預(yù)后的Logistic回歸分析將80例缺血性腦卒中患者Ngb、年齡、性別、血壓、血糖、血脂、凝血等影響腦梗死患者預(yù)后的因素進(jìn)行l(wèi)ogistic 回歸分析，預(yù)后做應(yīng)變量。只有Ngb、BMI、HDL-C三個(gè)因素引入回歸方程，表明患者血漿Ngb水平影響缺血性腦卒中的預(yù)后獨(dú)立于年齡、血壓、血脂和血糖等危險(xiǎn)因素，見(jiàn)表2。

表2　影響缺血性腦卒中預(yù)后的Logistic回歸分析

2.7血漿HIF-1α與Ngb的相關(guān)性分析Spearman秩相關(guān)分析顯示，HIF-1α與Ngb呈正相關(guān)(r=0.675，P<0.000 1)。

3討論

正常情況下，HIF-1α在血漿中含量很低，而在腦組織缺血、缺氧時(shí)，神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)HIF-1 α的轉(zhuǎn)錄及表達(dá)增多，同時(shí)降解HIF-1 α的脯氨酰羥化酶及泛素-蛋白酶體系統(tǒng)被抑制〔4〕，再加上缺血缺氧損傷造成神經(jīng)細(xì)胞完整性破壞，血腦屏障通透性增加，HIF-1α漏出，使其在血漿中含量增加。所以考慮本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與低HIF-1α組腦組織的病理?yè)p傷輕有關(guān)〔5〕。腦血栓形成使腦組織局灶性缺血缺氧，神經(jīng)細(xì)胞HIF-1α表達(dá)增加。近年來(lái)有研究〔6，7〕發(fā)現(xiàn)HIF-1α可以對(duì)多個(gè)與缺氧相關(guān)的基因如血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子、葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白、促紅細(xì)胞生成素、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶、B-細(xì)胞淋巴瘤基因2、半胱天冬酶、腺病毒干擾蛋白3、Ngb、熱休克蛋白70等進(jìn)行調(diào)節(jié)，而這些基因通過(guò)促進(jìn)無(wú)氧代謝增加ATP的釋放，促進(jìn)微循環(huán)的重建和血管擴(kuò)張，促進(jìn)紅細(xì)胞生成、提高攜氧量，減少神經(jīng)細(xì)胞凋亡等作用，減輕缺血性腦卒中后的腦組織損傷。然而，也有研究提出在嚴(yán)重持續(xù)缺血、缺氧的腦組織中HIF-1α過(guò)度表達(dá)，可以激活p53、Notch-1等基因促進(jìn)細(xì)胞凋亡，激活大量炎癥細(xì)胞(中性粒細(xì)胞和巨噬細(xì)胞)和炎癥介質(zhì)(NF-xB、COX-2)，增加腦組織水腫和血腦屏障通透性，反而敲除HIF-1α基因或抑制HIF-1α的表達(dá)，可以減輕缺血性腦卒中后的腦組織損傷，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)〔8〕。因此，鑒于HIF-1α在不同時(shí)期的不同作用，我們?cè)趹?yīng)用HIF-1α治療缺血性腦卒中時(shí)，必須嚴(yán)格控制治療時(shí)間窗及藥物的劑量，讓HIF-1α的神經(jīng)保護(hù)作用發(fā)揮主導(dǎo)，盡可能降低其神經(jīng)損傷功能，從而更好地治療缺血性腦卒中。

缺血性腦卒中患者血漿Ngb濃度越低、患者病情越輕，預(yù)后越好，且血漿Ngb水平影響缺血性腦卒中預(yù)后獨(dú)立于年齡、血壓、血脂和血糖等危險(xiǎn)因素。分析原因：(1)一般情況下Ngb在血漿中含量很低，而在腦組織缺血、缺氧時(shí)，神經(jīng)元內(nèi)Ngb表達(dá)升高，細(xì)胞完整性破壞，與應(yīng)激相關(guān)的物質(zhì)增多，增加血腦屏障通透性，Ngb等大分子蛋白漏出，進(jìn)入腦脊液從而進(jìn)入血漿，使其在血漿中明顯升高。所以考慮本實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能與血漿低Ngb組，神經(jīng)元內(nèi)Ngb過(guò)度表達(dá)，腦組織的病理?yè)p傷輕有關(guān)〔9〕。腦血栓形成使腦組織局灶性缺血缺氧，神經(jīng)細(xì)胞Ngb表達(dá)增加，它通過(guò)參與神經(jīng)組織對(duì)氧的攝取、運(yùn)輸，協(xié)助氧向線粒體擴(kuò)散提高氧的利用率，清除氧化應(yīng)激反應(yīng)中產(chǎn)生的活性氧和活性氮，調(diào)節(jié)Na+-K+-ATP酶活性維持細(xì)胞內(nèi)穩(wěn)態(tài)，作為鳥(niǎo)嘌呤核苷酸解離抑制劑促進(jìn)細(xì)胞存活，抑制細(xì)胞凋亡等方面抵抗缺血缺氧對(duì)腦組織的損傷，保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)〔10，11〕，改善缺血性腦卒中患者預(yù)后。

本文發(fā)現(xiàn)HIF-1α與Ngb的表達(dá)呈正相關(guān)。這與Haines等〔12〕提出敲除HIF-1α基因可使Ngb表達(dá)下降的結(jié)論相符。但由于HIF-1α調(diào)控的基因啟動(dòng)子區(qū)域都有HIF-1結(jié)合低氧反應(yīng)元件，而在Ngb中并沒(méi)有發(fā)現(xiàn)該反應(yīng)元件。所以，具體這兩種神經(jīng)保護(hù)因子如何相互作用目前尚不明確，還需進(jìn)一步研究。

綜上所述，如果在腦梗死發(fā)生的一定時(shí)間內(nèi)，通過(guò)一系列干預(yù)措施人為地調(diào)控HIF-1α及Ngb的表達(dá)，就可以挽救缺血半暗帶區(qū)可逆性損傷的神經(jīng)細(xì)胞，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)，減輕腦組織損傷，從而更好地治療缺血性腦卒中。另外，監(jiān)測(cè)缺血性腦卒中患者血漿HIF-1α和Ngb的含量，可作為判斷缺血性腦卒中嚴(yán)重程度、評(píng)價(jià)神經(jīng)功能恢復(fù)情況、評(píng)估疾病預(yù)后的新的重要的參考指標(biāo)。

4參考文獻(xiàn)

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〔2014-05-07修回〕

(編輯李相軍)