刘艳峰¹, 吴洁², 周涛¹
1. 邯郸市第一医院神经三科, 河北 邯郸 056000;
2. 邯郸市中心医院新生儿科, 河北 邯郸 056000
2020-10-12 收稿, 2021-01-15 录用
^*通讯作者: 吴洁

摘要: 选取急性脑缺血患者122例，均采取介入治疗，治疗前后均行多层螺旋CT灌注成像（MSCTP）检查，并检测患者血清基质金属蛋白酶-9（MMP-9）和基质金属蛋白酶抑制剂-1（TIMP-1）水平。结果发现，介入治疗后7 d，患者缺血边缘区和缺血中央区的相对脑血流量（rCBF）高于介入治疗前，相对平均通过时间（rMTT）短于介入治疗前，血清MMP-9、TIMP-1低于介入治疗前；缺血边缘区和缺血中央区rCBF及血清MMP-9联合预测急性脑缺血预后不良的曲线下面积为0.933。由本研究结果可知，介入治疗后7 d，急性脑缺血患者缺血边缘区和缺血中央区rCBF升高，rMTT缩短，血清MMP-9和TIMP-1水平下调，而且联合预测对评估急性脑缺血患者预后具有一定价值。
关键词: 多层螺旋CT灌注成像基质金属蛋白酶-9急性脑缺血
Analysis of the Changes of MSCTP Parameters and Matrix Metalloproteinases before and after Intervention in Acute Cerebral Ischemia and the Value in Predicting Prognosis
LIU Yanfeng¹, WU Jie², ZHOU Tao¹
1. Department of Neurology Ⅲ, Handan First Hospital, Handan 056000, Hebei, P. R. China;
2. Department of Newborns, Handan Central Hospital, Handan 056000, Hebei, P. R. China
^*Corresponding author: WU Jie
Abstract: In this paper, a total of 122 patients with acute cerebral ischemia were selected for intervention. Multi-slice spiral CT perfusion (MSCTP) was performed before and after the intervention. The levels of MMP-9 and tissue inhibitor of metalloproteinase-1 (TIMP-1) in serum were also detected. At 7 days after the intervention, it was found that the relative cerebral blood flow (rCBF) of the ischemic marginal zone and the ischemic central zone were higher than those before the intervention. The relative mean transit time (rMTT) was shorter than those before the intervention, and the serum MMP-9 and TIMP-1 were also lower than before. The AUC of rCBF in ischemic marginal zone and ischemic central zone combined with MMP-9 for predicting the poor prognosis of acute cerebral ischemia after 7 days of intervention was 0.933. In a word, it can be seen that the rCBF in the ischemic marginal zone and central ischemic zone increased, the rMTT shortened, and the serum MMP-9 and TIMP-1 levels decreased in patients with acute cerebral ischemia 7 days after intervention. And there is a certain value of the combined prediction for evaluating the prognosis of patients with acute cerebral ischemia.
Key words: multi-slice spiral CT perfusionmatrix metalloproteinase-9acute cerebral ischemia
近年来，随缺血半暗带概念的提出及经导管血管内溶栓治疗与支架置入的开展，急性脑缺血治疗逐渐从传统被动支持疗法及并发症防治转变为主动以抢救脑缺血半暗带为治疗目的的介入治疗。但既往多通过临床表现评价血管内介入技术的疗效，存在一定局限性，且对介入治疗前后脑血流灌注功能改变仍缺乏深入探讨。多层螺旋CT灌注成像(MSCTP)具有成为评估介入治疗前后脑血流灌注功能改变的新型功能成像技术的潜力^[1]。另外，相关研究显示，不稳定颈动脉硬化斑块是急性脑缺血发生的重要影响因素^[2]。基质金属蛋白酶(MMPs)对细胞外基质具有降解作用，结合其抑制剂(TIMPs)可能参与动脉粥样硬化发生、发展，然而关于其与急性脑缺血预后不良的关系鲜有报道。为此，本研究尝试分析了MSCTP参数与MMPs在急性脑缺血介入治疗前后的变化及二者联合预测预后的价值，旨在为临床提供数据支持。
1 资料和方法1.1 一般资料选取我院2017年1月~2019年6月期间收治的急性脑缺血患者122例，其中女47例、男75例，年龄49~71岁，平均(58.88±4.36)岁。所有患者均经头颅磁共振检查证实为急性脑缺血；均于发作6 h内入院；均为初次发作；均符合经皮血管内支架成形术介入治疗适应证。排除近3个月内存在脑卒中史或外伤手术史者；颅内段夹层动脉瘤及动脉炎所致血管狭窄者；存在造影剂、金属及造影材料过敏者。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有研究对象家属均签署知情同意书。
1.2 方法122例急性脑缺血患者均采用经皮血管内支架成形术进行治疗。
MSCTP检查：采用64排螺旋CT扫描仪(美国GE公司)对脑部进行平扫，选取基底节层面，进一步扫描检查大脑前、中、后动脉供血区域。运用高压注射器于肘静脉团注优维显对比剂(370 mgI/mL)，注射剂量为50 mL，注射速度约为5 mL/s，然后用生理盐水40 mL冲管。同时，螺旋CT轴位动态扫描感兴趣区，参数设置如下：电流/电压为150 mA/80 kV，每圈0.75 s，层厚5.0 mm，间隔1.5 s，循环32次，覆盖范围40 mm，扫描时间48 s，延迟5 s后进行连续动态灌注扫描。分别计算与评价上下方向4.0 cm的8个层面的脑血流灌注成像。采用Perfusion 3软件分析，手工或自动选取靶动脉及静脉，以去卷积运算得出脑组织时间-密度曲线(TDC)，计算脑血流量(CBF)、脑血容量(CBV)及平均通过时间(MTT)。对急性脑缺血病变范围最大的灌注异常区域边缘与中央区自动放置或人工勾画感兴趣区(ROI)，多点测量，通过镜像工具测量健侧组织灌注参数值，取3次测量平均值，并将梗死侧各个数值除以正常对照侧相应的测定值，获取相对脑血流量(rCBF)、相对脑血容量(rCBV)、相对平均通过时间(rMTT)。
血清MMPs检测：空腹取5 mL肘静脉血，1000×g离心15 min(离心半径8 cm)，分离取血清，置于-80 ℃低温保存，运用酶联免疫吸附法(ELISA法)测定血清MMP-9、基质金属蛋白酶抑制剂-1(TIMP-1)水平，严格参照北京正旦国际科技有限责任公司提供的试剂盒说明书操作。
1.3 观察指标(1) 比较介入治疗前和7 d后缺血边缘区、缺血中央区MSCTP参数(rCBF、rMTT、rCBV)及患者血清MMP-9、TIMP-1水平，并分析相关性。(2) 比较不同预后患者的临床资料，其中神经功能缺损程度采用美国国立卫生院卒中量表(NIHSS)进行评估，NIHSS评分＜4分为轻度，4~15分为中度，＞15分为重度。(3)比较不同预后患者介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平。(4) 分析介入治疗7 d后缺血边缘区、缺血中央区rCBF、rMTT、血清MMP-9和TIMP-1水平与急性脑缺血预后的相关性。(5) 分析MSCTP参数、血清MMPs单一及联合对急性脑缺血预后不良的预测价值。
1.4 统计学方法采用统计学软件SPSS 22.0处理数据。计数资料以n描述，组间采用卡方检验；计量资料采取Bartlett方差齐性检验与Kolmogorov-Smirnov正态性检验，等级资料用Ridit检验，均确认具备方差齐性且近似服从正态布，以(x±s)描述；相关性分析采用Pearson相关系数模型；预测效能采用受试者工作特征(ROC)曲线，联合预测实施Logistic二元回归拟合，返回预测概率logit(p)，将其作为独立检验变量。均采用双侧检验，α=0.05。
2 结果2.1 介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平122例患者介入治疗后7 d，缺血边缘区、缺血中央区rCBF均高于介入治疗前，rMTT短于介入治疗前，血清MMP-9、TIMP-1水平低于介入治疗前(P＜0.05)，见表 1。
表1

表 1 介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平比较 指标 介入治疗前 介入治疗后7 d t P 缺血边缘区 ??rCBF 0.26±0.04 0.82±0.10 57.430 ＜0.001 ??rCBV 0.89±0.27 0.95±0.31 1.612 0.108 ??rMTT 1.44±0.32 1.03±0.24 11.322 ＜0.001 缺血中央区 ??rCBF 0.13±0.02 0.18±0.05 10.255 ＜0.001 ??rCBV 0.29±0.09 0.31±0.10 1.642 0.102 ??rMTT 1.86±0.21 1.65±0.14 9.190 ＜0.001 血清MMPs/(μg·L-1) ??MMP-9 256.27±53.69 97.11±22.20 30.259 ＜0.001 ??TIMP-1 302.35±67.14 154.46±38.59 21.094 ＜0.001

表 1 介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平比较

2.2 介入治疗前后MSCTP参数与血清MMP-9、TIMP-1相关性从表 2可知，介入治疗前和介入治疗后7 d，缺血边缘区、缺血中央区rCBF与血清MMP-9、TIMP-1水平呈负相关，rMTT与MMP-9、TIMP-1呈正相关(P＜0.05)。
表2

表 2 介入治疗前后MSCTP参数与血清MMP-9和TIMP-1水平的相关性 时间 指标 缺血边缘区(r/P) 缺血中央区(r/P) rCBF rCBV rMTT rCBF rCBV rMTT 介入治疗前 MMP-9 -0.629/0.000 -0.221/0.946 0.581/0.000 -0.702/0.000 -0.245/0.923 0.622/0.000 TIMP-1 -0.665/0.000 -0.205/0.978 0.606/0.000 -0.736/0.000 -0.257/0.887 0.649/0.000 介入治疗后7 d MMP-9 -0.714/0.000 -0.276/0.814 0.624/0.000 -0.789/0.000 -0.304/0.791 0.713/0.000 TIMP-1 -0.748/0.000 -0.311/0.752 0.667/0.000 -0.824/0.000 -0.329/0.716 0.758/0.000

表 2 介入治疗前后MSCTP参数与血清MMP-9和TIMP-1水平的相关性

2.3 预后不同的两组患者临床资料对比随访30 d，采用Rankin修订量表评分(mRS)评估122例急性脑缺血患者预后，mRS评分≥3分为预后不良组, ＜3分为预后良好组。预后良好组发病至介入治疗时间、发病类型、神经功能缺损程度、高血压、房颤、高脂血症与预后不良组比较，差异有统计学意义(P＜0.05)，见表 3。
表3

表 3 预后不同的两组患者临床资料对比 资料 预后良好组(n=94) 预后不良组(n=28) u/t/χ2 P 年龄/岁 58.81±4.26 59.13±4.71 0.341 0.734 性别 男 58(61.70%) 17(60.71%) 0.009 0.925 女 36(38.30%) 11(39.29%) 偏瘦 8(8.51%) 2(7.14%) 正常 32(34.04%) 9(32.14%) 体质量指数 超重 36(38.30%) 12(42.86%) 0.177 0.859 肥胖 18(19.15%) 5(17.86%) 发病至介入治疗时间/h 3.12±0.46 5.05±0.63 17.812 ＜0.001 短暂性脑缺血发作 31(32.98%) 2(7.14%) 发病类型 急性缺血性脑卒中 63(67.02%) 26(92.86%) 7.298 0.007 轻度 22(23.40%) 3(10.71%) 神经功能缺损程度 中度 55(58.51%) 9(32.14%) 3.243 0.001 重度 17(18.09%) 16(57.14%) 高血压 11(11.70%) 17(60.71%) 29.307 ＜0.001 合并症 高脂血症 7(7.45%) 10(35.71%) 12.114 0.001 房颤 4(4.26%) 6(21.43%) 6.327 0.012

表 3 预后不同的两组患者临床资料对比

2.4 预后不同的两组患者介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平预后不良组介入治疗7 d后缺血边缘区、缺血中央区rCBF低于预后良好组，rMTT长于预后良好组，血清MMP-9、TIMP-1高于预后良好组(P＜0.05)，见表 4。
表4

表 4 预后不同的两组患者介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平 时间 组别 例数 缺血边缘区 缺血中央区 血清MMPs rCBF rCBV rMTT rCBF rCBV rMTT MMP-9 TIMP-1 介入 治疗 前 预后不良组 28 0.26±0.05 0.89±0.23 1.46±0.30 0.14±0.04 0.28±0.08 1.88±0.22 258.14±56.63 302.40±63.35 预后良好组 94 0.27±0.07 0.90±0.22 1.43±0.33 0.13±0.03 0.29±0.07 1.85±0.24 255.71±58.42 302.18±60.71 t 0.703 0.209 0.431 1.428 0.642 0.591 0.195 0.017 P 0.483 0.835 0.667 0.156 0.522 0.555 0.846 0.987 介入 治疗 后7 d 预后不良组 28 0.47±0.08 0.93±0.24 1.27±0.21 0.15±0.03 0.30±0.09 1.79±0.13 136.72±26.77 240.71±42.24 预后良好组 94 0.92±0.12 0.96±0.26 0.96±0.15 0.19±0.04 0.31±0.10 1.61±0.16 85.31±15.59 128.77±29.96 t 18.621 0.545 8.705 4.892 0.475 5.437 12.771 15.697 P ＜0.001 0.587 ＜0.001 ＜0.001 0.636 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001

表 4 预后不同的两组患者介入治疗前后MSCTP参数、血清MMPs水平

2.5 偏相关性分析偏相关性分析，将年龄、发病至介入治疗时间、发病类型、神经功能缺损程度、高血压、房颤、高脂血症等其他因素控制后，介入治疗后7 d缺血边缘区、缺血中央区rCBF、rMTT和血清MMP-9、TIMP-1水平仍与预后显著相关(P＜0.05)，见表 5。
表5

表 5 偏相关性分析 自变量 偏回归系数 标准误差 偏回归系数(标准化) t P 常量 12.204 1.159 12.378 ＜0.001 缺血边缘区 rCBF -0.649 0.034 -0.751 13.310 ＜0.001 rMTT 0.611 0.028 0.682 12.054 ＜0.001 缺血中央区 rCBF -0.702 0.031 -0.803 14.426 ＜0.001 rMTT 0.653 0.030 0.712 12.807 ＜0.001 血清MMPs MMP-9 0.604 0.027 0.694 12.215 ＜0.001 TIMP-1 0.579 0.036 0.635 11.774 ＜0.001

表 5 偏相关性分析

2.6 MSCTP参数、血清MMPs对预后不良的预测价值根据两组介入治疗后7 d的MSCTP参数、血清MMPs水平绘制ROC曲线，结果显示，MMP-9预测急性脑缺血预后不良AUC最大，为0.839，敏感度、特异度分别为78.57%、88.30%。见图 1。
图 1

图 1 MSCTP参数、血清MMPs对急性脑缺血预后不良的预测价值

2.7 联合预测价值根据单独预测价值选取其中最优的3个指标(缺血边缘区rCBF、缺血中央区rCBF及血清MMP-9)进行联合预测，结果显示，联合预测急性脑缺血预后不良的AUC为0.933，95%CI为0.875~0.991(P＜0.001)，预测敏感度为82.14%，特异度为96.81%。见图 2。
图 2

图 2 缺血边缘区rCBF、缺血中央区rCBF及血清MMP-9三指示联合对急性脑缺血预后不良的预测价值

3 讨论MSCTP以核医学放射性示踪剂稀释联合中心容积定律为主要理论基础，可获取全脑灌注信息、判断缺血半暗带，从而为临床介入治疗提供全面可靠的颅脑影像学依据^[3]。同时，有文献称^{[4, 5]}，MSCTP最早可于急性脑梗死后30 min发现病灶。rCBV、rMTT、rCBF为MSCTP常用参数，本研究结果显示，介入治疗后7 d急性脑缺血患者缺血边缘区、缺血中央区rCBF升高，rMTT缩短，结合刘媛等^[6]观点认为其可能归因于介入治疗后，全脑血流动力学变化经历了由一个平衡被打破到另一个平衡重新建立的复杂过程，可逆性低灌注区局部血容量增加，建立了颅内血管侧支循环，并启动脑血管自身调节机制挽救缺血半暗带，从而缩小梗死病灶范围。提示MSCTP检查有助于观察缺血半暗带脑血流灌注改变情况，指导临床评估介入治疗效果。通过绘制ROC曲线可知，缺血边缘区rCBF预测介入治疗后7 d急性脑缺血预后不良的敏感度可达92.86%，说明早期采用MSCTP检查，可为评估急性脑缺血预后提供有效辅助影像学技术支持。
此外，多项研究显示^[7]，细胞外基质过度降解可引发动脉粥样硬化斑块破裂，进而增加急性脑缺血发生风险。病理情况下，MMP-9与TIMP-1平衡失调是引发继发性脑损害的关键^[8]。本研究显示，介入治疗后7 d急性脑缺血患者血清MMP-9、TIMP-1较介入治疗前均下调，与王英歌等^[9]研究结果具有一致性，这可能是由于介入治疗具有创伤小、恢复快等优点，可有效重塑细胞外基质，修复受损血脑屏障，减轻脑损伤，从而纠正血清MMP-9/TIMP-1表达失衡。本研究还发现，血清MMP-9、TIMP-1水平过度上调可能增加介入治疗7 d后急性脑缺血患者预后不良风险，推测阻断血清MMP-9、TIMP-1水平表达可能是促进急性脑缺血患者预后改善的有效途径。但血清MMP-9、TIMP-1预测介入治疗后7 d急性脑缺血预后不良存在一定局限性，敏感度较低，故本研究采用联合预测模式，发现缺血边缘区rCBF、缺血中央区rCBF及血清MMP-9联合预测急性脑缺血预后不良的AUC最大，且敏感度、特异度均有所改善。因此，临床可通过MSCTP检查联合血清MMPs水平检测，有效评估急性脑缺血患者介入治疗效果，有利于指导临床积极完善治疗方案，促进预后改善。此外，在评价介入治疗7 d后急性脑缺血预后时，还应考虑发病至介入治疗时间、发病类型、神经功能缺损程度、高血压、房颤、高脂血症等因素。
由上述结果可知，介入治疗后7 d，急性脑缺血患者缺血边缘区和缺血中央区rCBF升高、rMTT缩短，血清MMP-9、TIMP-1水平下调，联合预测对临床评估急性脑缺血患者介入治疗效果、完善治疗方案、判断患者预后具有一定指导价值。

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