摘要:目的探讨椎-基底动脉延长扩张症(VBD)及3种血管内皮损伤因子与脑小血管病(CSVD)患者脑白质高信号(WMH)和腔隙性梗死的相关性｡方法前瞻性连续纳入2023年3月至2024年3月入住河南中医药大学第一附属医院脑病中心的CSVD患者,收集患者临床基线资料,包括性别､年龄及体质量指数､高血压病､糖尿病､冠心病､心房颤动､高脂血症､高同型半胱氨酸血症､高尿酸血症､颈动脉斑块､既往卒中史､吸烟史､饮酒史等血管危险因素｡根据患者是否合并VBD分为CSVD合并VBD组和CSVD不合并VBD组｡患者入组后24h内完成影像学评估,包括WMH严重程度(Fazekas量表评分1~2分为轻度WMH,3~4分为中度WMH,5~6分为重度WMH)､腔隙性梗死影像学特征及基于三维时间飞跃法MR血管成像测量的椎-基底动脉影像学参数(双侧椎动脉直径､基底动脉直径､基底动脉标准长度､基底动脉弯曲长度),将基底动脉直径≥4.5mm或椎动脉直径≥4.0mm定义为扩张,基底动脉标准长度≥29.5mm定义为延长,基底动脉弯曲长度≥10.0mm定义为弯曲,符合扩张､延长､弯曲中的至少一项者纳入CSVD合并VBD组｡患者入组第2天检测血液白细胞介素6(IL-6)､可溶性细胞间黏附分子1(sICAM-1)､血管性血友病因子(vWF)水平｡采用多因素Logistic回归分析CSVD患者合并VBD的影响因素,及椎-基底动脉影像学参数和3种血管内皮损伤因子(IL-6､sICAM-1､vWF)对CSVD患者不同严重程度WMH和腔隙性梗死的影响｡结果共纳入88例CSVD患者,年龄40~80岁,平均(64±10)岁,其中CSVD合并VBD组50例,CSVD不合并VBD组38例｡(1)单因素分析显示,CSVD合并VBD组与CSVD不合并VBD组患者临床基线资料及3种血管内皮损伤因子水平差异均无统计学意义(均P>0.05)｡在调整年龄和性别后,将单因素分析中P<0.1的变量(男性､吸烟史)纳入多因素Logistic回归分析,结果显示,男性(OR=2.656,95% CI:0.647~10.907, P=0.175)和吸烟史(OR=0.992,95% CI:0.255~3.866,P=0.991)均未增加CSVD患者合并VBD的风险｡(2)双侧椎动脉直径､基底动脉直径､基底动脉标准长度在WMH不同严重程度､有无腔隙性梗死的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡轻度WMH和中度WMHCSVD患者的基底动脉弯曲长度均小于重度WMHCSVD患者[分别为2.49(1.60,4.58)､5.24(2.28, 6.02)､6.99(5.19,8.93)mm],差异均有统计学意义(均P<0.05)｡(3)单因素分析显示,与轻度WMHCSVD患者相比,中度WMH和重度WMHCSVD患者的IL-6､sICAM-1､vWF水平均更高;与中度WMHCSVD患者比较,重度WMHCSVD患者的IL-6､sICAM-1水平均更高,差异均有统计学意义(均P<0.05)｡有腔隙性梗死的CSVD患者IL-6､sICAM-1､vWF水平均高于无腔隙性梗死的CSVD患者,差异均有统计学意义(均P<0.05)｡(4)校正了性别､年龄､吸烟史等混杂因素后,以轻度WMH为参照进行多因素Logistic有序回归分析,结果显示,高IL-6(OR=2.358,95%CI: 1.268 ~ 4.387,P= 0.007)､sICAM-1(OR=2.077,95% CI:1.430~3.016,P< 0.01)､vWF (OR=1.437,95% CI:1.058 ~ 1.951,P= 0.020)水平是CSVD患者发生中度WMH的危险因素,也是CSVD患者发生重度WMH的危险因素(IL-6:OR=5.340,95%CI:2.555~11.163,P< 0.01, sICAM1:OR=16.004, 95%CI: 3.692 ~ 69.379,P<0.01, vWF: OR=1.748,95% CI:1.267~2.412,P= 0.001);长基底动脉弯曲长度是CSVD患者发生中(OR=1.287, 95%CI:1.032 ~ 1.603,P=0.025)､重(OR=1.639,95% CI:1.280~2.099, P<0.01)度WMH的危险因素｡(5)校正了性别､年龄､吸烟史等混杂因素后,多因素Logistic有序回归分析结果显示,高IL-6 (OR=1.536, 95%CI:1.074 ~ 2.198,P=0.019) sICAM1(OR= 2.066, 95%CI:1.465 ~ 2.913,P<0.01)vWF(OR=1.423,95% CI: 1.078~1.879,P=0.013)水平是CSVD患者发生腔隙性梗死的危险因素｡结论更长的基底动脉弯曲长度与CSVD患者更严重的WMH有关｡IL-6､sICAM-1､vWF水平升高与CSVD患者发生腔隙性梗死及更严重的WMH有关｡

脑小血管病(cerebral small vessel disease,CSVD)是指各种病因影响脑内小动脉､微动脉､毛细血管､微静脉和小静脉所导致的一系列临床､影像､病理综合征,临床可表现为运动障碍､认知障碍､平衡障碍､排便障碍及情绪异常,其典型影像学表现包括腔隙性梗死(lacunar infarction,LI)､脑白质高信号(white matter hyperintensity, WMH)､血管周围间隙､脑微出血以及脑萎缩等｡

椎-基底动脉延长扩张症(vertebrobasilar dolichoectasia, VBD)是颅内椎动脉和基底动脉异常扩张､延长､迂曲或成角的非动脉粥样硬化性病变,缺血性卒中为VBD最常见的临床表现｡1998年Ince等对387例首次发生缺血性卒中的患者进行流行病学调查,结果显示,与无VBD的缺血性卒中患者相比,LI在有VBD的缺血性卒中患者中更常见[5/12比17.1%(64/375),P=0.04],首次提出VBD可能增加CSVD发生风险｡近年来,多项研究进一步表明VBD为CSVD的促发因素,可增加CSVD的发病率,但对于两者关联的病理生理机制尚不明确｡

内皮细胞功能失调是触发小血管损伤的第一步,可通过调节血管张力､抑制平滑肌细胞增殖､破坏血-脑屏障和血栓前状态､促发血管炎症等影响CSVD的发生｡可溶性细胞间黏附分子1(soluble intercellular adhesion molecule-1, sICAM-1)是内皮细胞损伤的生物学标志物,其分泌异常可促进白细胞的黏附,导致小血管闭塞,可能引起LI和脑室周围白质病变｡内皮功能障碍可促进血管性血友病因子(von Willebrand factor,vWF)的释放,vWF通过与血小板α颗粒及细胞外基质成分结合,在血小板和血管损伤部位之间提供初始黏附连接,可影响小血管的结构和功能,从而导致CSVD的发生和进展｡此外,部分研究显示,炎性因子白细胞介素6(IL-6)升高与WMH和LI呈剂量依赖性｡但目前关于IL-6､sICAM-1､vWF与CSVD的关系仍存在争议｡

本研究拟纳入存在WMH和LI的CSVD患者,探讨CSVD患者合并VBD的影响因素,并从损伤机制方面探讨椎-基底动脉影像学参数及内皮损伤因子IL-6､sICAM-1､vWF与不同严重程度WMH和有无LI的关系,以期为CSVD内皮功能障碍的发生机制及脑大､小血管病的可能关联提供理论参考｡

1 对象与方法

1.1 对象

本研究为前瞻性横断面研究,连续纳入2023年3月至2024年3月入住河南中医药大学第一附属医院脑病中心的88例CSVD患者,年龄40~80岁,平均(64±10)岁,其中男56例,平均(62±11)岁,女32例,平均(66±8)岁,根据是否合并VBD分为CSVD合并VBD组(50例)和CSVD不合并VBD组(38例)｡

本研究方案经河南中医药大学第一附属医院医学伦理委员会审核批准(伦理审批号:2023HL-550-01)｡患者或其家属已签署研究知情同意书｡

纳入标准:(1)临床资料完整;(2)年龄40~80岁;(3)存在2个及以上的血管危险因素;(4)根据《中国脑小血管病诊治指南2020》及《脑小血管病MRI规范化应用专家共识》的诊断标准,基于MRI影像学诊断CSVD及CSVD患者的WMH和LI;(5)自愿接受并配合完成相关检查项目｡

排除标准:(1)颅内大血管及颈动脉存在明显狭窄或闭塞者;(2)急性发作的非小动脉闭塞性卒中患者;(3)合并颅内肿瘤､颅脑外伤或出血､休克､严重感染性疾病､严重心肝肾肺疾病者;(4)脓毒症､自身免疫性疾病患者;(5)妊娠期或哺乳期女性;(6)近1个月内服用了可能影响血液检测指标的药物;(7)近1个月内存在呼吸道感染､胃肠道感染､泌尿系感染或其他细菌感染的患者｡

1.2 资料收集

收集患者临床基线资料,包括性别､年龄及体质量指数､高血压病､糖尿病､冠心病､心房颤动､高脂血症､高同型半胱氨酸血症(>15μmol/L)､高尿酸血症､颈动脉斑块(经颈动脉彩色多普勒超声或颈动脉DSA明确诊断)､既往卒中史､吸烟史､饮酒史等血管危险因素｡

1.3 影像学评估

患者入组后24h内完成影像学评估,包括常规MRI的T1加权成像､T2加权成像､液体衰减反转恢复(FLAIR)序列､扩散加权成像(DWI),所有图像均在矢状位平面上获得｡同时进行三维时间飞跃法MR血管成像(three dimensional time of flight magnetic resonance angiography, 3D TOF-MRA)检查｡由2名经验丰富的影像学医师在对临床资料完全未知的情况下进行评估与测量,2名影像学医师存在分歧的经协商一致后确定｡

根据《脑小血管病MRI规范化应用专家共识》,LI为MRI上位于皮质下的圆形或卵圆形的类似于脑脊液信号的充满液体的腔隙,直径为3~15mm;WMH为脑白质区域中大小不等的异常信号,在T2加权成像和FLAIR序列为高信号,T1加权成像为等信号或低信号｡

采用Fazekas量表评定WMH严重程度,对脑室旁白质高信号和深部白质高信号影像学表现分别进行评分(表1),相加得分1~2分为轻度WMH,3~4分为中度WMH,5~6分为重度WMH｡

基于3DTOF-MRA图像测量双侧椎动脉直径及基底动脉直径｡基底动脉直径于脑桥中部水平处测量｡椎动脉直径从双侧椎动脉汇合处起始测量,间隔3mm,连续选取3个点进行测量,并取最大值｡在基底动脉顶部与两侧椎动脉结合处作一直线,测量的基准线长度为基底动脉理论长度,即基底动脉的标准线长度(标准长度;basilar artery length,BAL);从基底动脉最大弯曲点垂直于这条线作另一条线,基底动脉弯曲程度最大处的血管直径中点至标准线的长度为基底动脉弯曲长度[27]｡将基底动脉直径≥4.5mm或椎动脉直径≥4.0mm定义为扩张,将BAL≥29.5mm定义为延长,基底动脉弯曲长度≥10.0mm定义为弯曲,符合扩张､延长､弯曲中的至少一项者纳入CSVD合并VBD组｡CSVD合并VBD患者影像学参数测量图像见图1｡CSVD合并VBD患者影像学表现见图2｡

1.4 血液标本采集与检测

所有入组患者均在入组第2天清晨空腹采集静脉血,室温放置2h后离心20min,1000r/min,取上清进行分装,并将标本置于-80℃低温箱保存｡IL-6､sICAM-1､vWF水平的检测采用基于商用酶联免疫吸附分析试剂盒(武汉菲恩生物科技有限公司)的酶联免疫吸附试验夹心法,采用酶标仪(Synergy LX,Bio-Tek公司,美国)测量450nm处的吸光度,按试剂盒说明书进行操作｡

1.5 统计学分析

采用SPSS25.0软件进行统计学分析｡计数资料以例(%)表示,组间比较采用χ2检验｡采用K-S检验对计量资料进行正态性检验,符合正态分布的计量资料以x-±s表示,组间比较采用t检验;不符合正态分布的计量资料,以中位数和四分位数[M(P25,P75)]表示,临床基线资料的组间比较采用单因素Logistic回归分析,余两组间比较采用Mann-Whitney U检验,多组间比较采用Kruskal-Wallis H检验｡在调整年龄和性别后,将单因素分析中P<0.1的变量纳入多因素Logistic回归分析,探索CSVD患者合并VBD的影响因素,对年龄､性别及临床基线资料单因素分析中P<0.1的变量进行校正,探索椎-基底动脉影像学参数､3种内皮损伤因子与不同严重程度WMH和有无LI的关系｡以P<0.05为差异有统计学意义｡

2 结果

2.1 CSVD合并VBD组与CSVD不合并VBD组患者临床基线､影像学资料比较及影响因素分析

单因素分析显示,两组患者临床基线及影像学资料差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表2｡在调整年龄和性别后,将单因素分析中P<0.1的变量(男性､吸烟史)纳入多因素Logistic回归分析,结果显示,男性(OR=2.656,95%CI:0.647 ~ 10.907,P=0.175)和吸烟史(OR= 0.992,95% CI:0.255~3.866,P=0.991)均未增加CSVD患者合并VBD的风险｡见表3｡

2.2 椎-基底动脉影像学参数与有无LI及不同严重程度WMH的关系

双侧椎动脉直径､基底动脉直径､BAL在WMH不同严重程度､有无LI的组间差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表4,表5｡轻度WMH和中度WMHCSVD患者的基底动脉弯曲长度均小于重度WMHCSVD患者,差异均有统计学意义(均P<0.05)｡见表5｡

2.3 CSVD合并VBD组与CSVD不合并VBD组患者IL-6､sICAM-1､vWF比较

CSVD合并VBD组与CSVD不合并VBD组的IL-6､sICAM-1和vWF水平差异均无统计学意义(均P>0.05)｡见表6｡

2.4 不同严重程度WMH､有无LI的CSVD患者IL-6､sICAM-1､vWF比较

与轻度WMH CSVD患者比较,中度和重度WMH CSVD患者的IL-6､sICAM-1､vWF水平均更高;与中度WMH CSVD患者比较,重度WMHCSVD患者的IL-6､sICAM-1水平均更高,差异均有统计学意义(均P<0.05)｡见表7｡

有LI的CSVD患者IL-6､sICAM-1､vWF水平均高于无LI的CSVD患者,差异均有统计学意义(均P<0.05)｡见表8｡

2.5 影响CSVD患者不同严重程度WMH的多因素Logistic回归分析

校正了性别､年龄､吸烟史等混杂因素后,多因素Logistic有序回归分析结果显示,以轻度WMH为参照,高IL-6､sICAM-1､vWF水平及更长的基底动脉弯曲长度是CSVD患者发生中､重度WMH的危险因素｡见表9｡

2.6 影响CSVD患者有无LI的多因素Logistic回归分析

校正了性别､年龄､吸烟史等混杂因素后,多因素Logistic有序回归分析结果显示,高IL-6､sICAM-1､vWF水平是CSVD患者发生LI的危险因素｡见表10｡

3 讨论

VBD为颅内大血管疾病,其形态学及血流动力学改变可能会影响颅内远端小血管发生病变｡多项国内外研究已经证实,VBD增加了CSVD患者WMH和LI的患病率｡2007年Pico等的研究纳入381例卒中患者的心脏至颅内小血管动脉树进行脑尸检,结果显示,校正年龄和性别等因素后,有VBD的卒中患者CSVD发生率高于无VBD的卒中患者[45%(10/22)比18%(61/338);OR=3.85,95% CI:1.56~9.52,P=0.004],且在有VBD的卒中患者中未观察到脑淀粉样血管病的病理改变,首次提供了VBD可能增加CSVD发生率的神经病理学证据｡2022年王爽等回顾性纳入290例急性轻型(美国国立卫生研究院卒中量表评分≤3分)脑梗死患者,根据有无颅内动脉延长扩张症(intracranial arterial dolichoectasia, IADE)分为IADE组与非IADE组进行分析,结果显示,IADE组LI患者比例[48.8%(20/41)比28.5%(71/249),P=0.01]､WMH评分[4(3,5)分比2(1,4)分,P<0.01]均高于非IADE组,且IADE是中重度CSVD总负荷(CSVD总负荷评分2~4分)的独立危险因素(OR=5.950,95% CI:2.678~13.222,P<0.01)｡2024年一项纳入了6096例缺血性卒中患者的荟萃分析显示,与无IADE的患者(5335例)比较,IADE患者(761例)的LI(OR=1.67, 95%CI:1.36~2.06,P<0.01)、WMH (OR=2.17,95% CI:1.84~2.56,P<0.01)和脑微出血(OR=2.56,95% CI:1.53~4.28, P<0.01)的发生率均更高｡

2014年,本课题组对88例急性脑桥部小血管梗死患者的危险因素进行多因素分析显示,基底动脉弯曲长度≥3.77mm是发生脑桥部小血管梗死的独立危险因素(OR=2.74,95%CI:1.27~4.48,P=0.007),为CSVD与VBD影像学关联提供了初步线索｡本研究进一步探讨了椎-基底动脉影像学参数与CSVD的关系,结果表明,更长的基底动脉弯曲长度是CSVD患者发生中､重度WMH的危险因素,为支持基底动脉弯曲可能导致CSVD的发生和进展提供了更多证据｡部分研究认为基底动脉直径与WMH的严重程度相关,但本研究结果未显示基底动脉直径与WMH严重程度具有相关性,需进一步研究探讨｡基底动脉是脑内重要大动脉之一,动脉管壁不同部位承受的壁面剪应力不一致,通过多种信号传导调节多种基因的表达,促使血管平滑肌细胞发生表型转换,进而使血管重塑造成基底动脉延长､扩张或弯曲｡2019年本课题组前瞻性纳入212例眩晕患者进行分析,结果显示,基质金属蛋白酶9上调可导致椎动脉扩张和基底动脉延长,而基质金属蛋白酶抑制剂1的上调主要导致基底动脉弯曲,且基底动脉弯曲可能促进了WMH的发生和进展｡血流动力学改变可引起复杂的炎症级联反应,促使巨噬细胞和炎性细胞分泌基质金属蛋白酶｡基质金属蛋白酶异常上调可降解细胞外基质蛋白促发细胞毒性和中枢神经系统炎症,导致颅内动脉重塑､血-脑屏障破坏及髓鞘分解,从而而可能影响VBD和WMH的发生｡目前关于CSVD和VBD关联的发病机制仍不明确,尚需要进一步深入研究｡

本研究比较了CSVD合并VBD组和CSVD不合并VBD组的血管危险因素,差异均无统计学意义(均P>0.05),提示CSVD患者的血管危险因素并未增加VBD的发生风险｡此外,两组3种血管内皮损伤因子的水平差异均无统计学意义(均P>0.05),提示CSVD与3种血管内皮损伤因子的相关性不受是否合并VBD的影响,无需将VBD作为混杂因素进行校正｡本研究样本量较少也可能是导致两组间临床基线资料及3种血管内皮损伤因子差异无统计学意义的原因｡本研究亚组分析结果显示,IL-6､sICAM-1､vWF水平升高与LI及更严重的WMH有关｡血管内皮细胞的损伤及炎症在CSVD的发展过程中发挥重要作用｡研究表明,活化的内皮细胞分泌细胞因子､趋化因子和基质金属蛋白酶可触发炎症反应,损伤血-脑屏障的完整性｡血-脑屏障受损使大脑自动调节功能失衡和凝血酶原发生变化,导致远端血流减少,造成缺血性小梗死,同时还可导致蛋白质(蛋白酶和免疫球蛋白)和液体通过受损的穿支动脉屏障渗漏,最终造成脱髓鞘和神经胶质增生等脑白质病变的病理特征｡多项研究已表明,IL-6､sICAM-1､vWF水平升高增加了CSVD患者WMH及LI的发生风险｡IL-6､sICAM-1､vWF水平的升高提示内皮炎症反应可能参与了脑白质病变和LI的发病机制｡本研究进一步探讨了3种血管内皮损伤因子IL-6､sICAM-1､vWF与不同严重程度的WMH和LI的相关性,为血管内皮损伤因子与CSVD发病的关联提供了更为深入的证据｡

目前vWF在CSVD中的作用研究结论存在争议｡多数研究认为高vWF水平可导致血管内皮功能障碍,增加WMH及LI的发生风险｡但有研究显示,vWF水平与血管周围间隙数量呈负相关,认为低vWF水平可能导致脑血管内皮功能受损及血-脑屏障通透性增加｡因此,vWF在血管内皮功能中发挥的确切作用还需进一步深入研究｡

本研究存在一定局限性:首先,本研究为单中心､横断面研究,样本量小,纳入血管内皮损伤因子数量较少,不能完全反映CSVD患者血管内皮功能障碍情况;其次,本研究仅将CSVD影像学特征中的WMH和LI纳入分析,未采用CSVD总负荷评估疾病的严重程度｡

综上所述,本研究显示,更长的基底动脉弯曲长度与更严重的WMH有关,血管内皮损伤因子IL-6､sICAM-1､vWF水平升高与LI､更严重的WMH有关｡未来还需要开展大样本､多中心的临床研究,并设计严谨的基础实验,探讨CSVD与VBD关联的病理生理机制和潜在干预靶点｡

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