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缺血性脑白质病变(white matter ischemic lesions, WMIL)是脑小血管疾病的一种常见类型。其可破坏皮层与皮层下结构的联系通路，并损害灰质结构的完整性，是认知能力下降、抑郁、残疾和死亡率增高的风险预测因子，荟萃分析表明，患有WMIL的人患痴呆和卒中的风险增加了3倍，死亡风险增加了1倍。[1-2]。WMIL与年龄、高血压等危险因素相关，但其确切的发病机制仍尚不十分清楚，且缺乏有效的治疗措施。血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)是一种可特异性增强血管通透性、促进新生血管形成、参与神经保护等多种生物学功能的细胞因子[3]，由于其可刺激内皮细胞的增殖和迁移，导致新血管的形成，故近年VEGF与缺血性卒中之间的关系成为研究热点。本研究旨在观察VEGF与WMIL病人的关系，探索VEGF在WMIL的发生机制中的作用，以期为WMIL病人的早期诊治提供新的线索。
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选择2017年6月至2019年9月我院门诊或神经内科住院治疗，年龄≤65岁，且颅脑MRI检查明确诊断为WMIL的病人(WMIL组)，诊断标准为：颅脑MRI示侧脑室周旁及皮层下白质区呈对称性弥漫分布的边界模糊的病变，T1WI表现为低信号，T2WI、FILAIR相表现为高信号。另择同期年龄≤65岁，经颅脑MRI证实颅内无病变的健康体检者作为对照组。排除标准：(1)急性脑卒中病人；(2)有严重影响认知功能的中枢神经系统疾病者，如阿尔茨海默病、额颞叶痴呆等；(3)其他原因导致的脑白质病变，如中毒代谢、遗传、感染、肿瘤、放射等；(4)严重的肝肾功能或心功能不全、恶性肿瘤、自身免疫性疾病、血液系统疾病等；(5)近期有手术或严重外伤史；(6)具有精神性疾病病史，不能配合完成相关量表；(7)未能签署知情同意书。受试者均知情并签署知情同意书，本研究经安徽医科大学附属宿州医院临床研究伦理委员会批准。
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收集所有研究对象的一般资料，包括性别、年龄、高血压、糖尿病等基础病史；采用贝克曼AU5400型全自动生化分析仪检测肝肾功能、空腹血糖(FPG)、总胆固醇(TC)、三酰甘油(TG)、低密度脂蛋白(LDL)及C反应蛋白(CRP)，采用HA-8180型全自动糖化血红蛋白分析仪检测糖化血红蛋白(HbA1c)。收集临床相关评估量表评分：认知功能评定采用简易智能精神状态量表(MMSE)和蒙特利尔认知评估量表(MoCA)，情感异常采用抑郁自评量表(SDS)和焦虑自评量表(SAS)，睡眠状况采用匹兹堡睡眠指数(PSQI)。评分标准：MMSE，文盲≤17分、小学≤20分、初中及以上≤24分为认知功能损害；MoCA量表，如果受教育年限≤12年则加1分，最高分为30分， < 26分为认知功能损害；SDS量表，以校正后总分>53分为存在抑郁状态；SAS量表，以校正后总分≥50分为存在焦虑状态；PSQI，指数>15分为存在睡眠障碍。
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全部受试者均应用GE Signa ExciteⅡ型3.0核磁共振行颅脑MRI检查，包括T1WI、T2WI、FLAIR、DWI相。依据Fazekas评定量表对所有入组的WML病人在FLAIR相上进行评分，将脑室旁和深部白质病变分开评分，两部分的分数相加计算总分。脑室旁高信号评分：0分，无病变；1分，帽状或者铅笔样薄层病变；2分，病变呈光滑的晕圈；3分，不规则的脑室旁高信号，延伸到深部白质。深部白质信号：0分，无病变；1分，点状病变；2分，病变开始融合；3分，病变大面积融合。颅脑MRI均由影像科及神经内科主治及以上职称医生各一名进行阅片以及评分。
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所有受试者均采集空腹肘静脉血3~5 mL，常温下静置60 min，以3 000 r/min离心10 min，吸取上清液保存于-80 ℃冰箱。采用ELISA法测定血清VEGF水平，严格按照试剂盒(上海乔羽生物科技有限公司)说明书进行操作。
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采用χ2检验、t检验、Mann-Whitney秩和检验、Pearson相关分析和多因素logistic回归分析。
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本研究共连续纳入WMIL病人115例，对照组共69名。对2组性别、年龄、基础疾病史、FPG、TC、LDL、Hcy、CRP、HbA1c及VEGF水平比较显示，WMIL组病人高血压所占比例、糖尿病所占比例和VEGF水平均高于对照组(P < 0.01)，其他指标在2组间差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。
分组 n 年龄/岁 男 女 高血压 2型糖尿病 冠心病 TC[M(P25, P75)]/
(mmol/L)TG[M(P25, P75)]/
(mmol/L)LDL/
(mmol/L)HDL/
(mmol/L)CRP/
(mg/L)HbA1c/% VEGF/
(pg/mL)WMIL组 115 56.00±6.27 60 55 91 40 11 4.10(3.42, 4.38) 1.29(0.98, 1.74) 1.18±0.35 2.13±0.75 3.86±0.56 6.98±1.42 1.403±0.400 对照组 69 54.00±3.76 41 28 29 11 7 4.34(3.67, 5.07) 1.43(1.02, 2.15) 1.16±0.28 2.19±0.68 3.25±0.46 6.14±1.37 1.012±0.337 t — 1.95 0.92* 26.17* 7.64* 0.02* 1.83△ 1.75△ 0.25 0.55 0.74 6.67 7.09 P — >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 < 0.01 *示χ2值；△示Z值 表 1 2组临床基本资料及血清VEGF水平比较(x±s)
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WMIL组病人血清VEGF水平与Fazekas评分呈正相关(r=0.871，P < 0.01)。
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WMIL组与对照组在MMSE、MOCA评分上差异均无统计学意义(P>0.05)；WMIL组SDS、SAS评分及PSQI指数均高于对照组(P < 0.01)(见表 2)。
分组 n MMSE MoCA SDS SAS PSQI指数 WMIL组 115 28.90±0.78 26.82±1.12 45.74±7.07 42.48±7.25 13.02±3.01 对照组 69 28.81±0.16 27.06±1.02 39.51±5.78 37.90±5.67 10.55±2.48 t — 0.68 0.54 6.50 4.77 6.01 P — >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01 表 2 2组相关量表评分及PSQI指数比较(x±s；分)
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以是否患有WMIL(赋值：是=1、否=0)为因变量，以高血压(赋值：1=有、0=无)、糖尿病(赋值：1=有、0=无)、血清VEGF水平(以实际值赋值)为自变量进行多因素logistic回归分析，结果显示，高血压、糖尿病、血清VEGF水平升高均是WMIL的独立影响因素(P < 0.01)(见表 3)。
变量 B SE Waldχ2 OR 95%CI P 高血压 1.678 0.400 17.70 5.350 2.450~11.686 < 0.01 糖尿病 1.100 1.170 31.85 3.010 1.265~7.153 < 0.01 VEGF/(pg/mL) 2.964 0.883 11.26 19.382 3.432~109.474 < 0.01 表 3 WMIL影响因素的多因素logistic回归分析
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随着医学影像学的发展与普及，脑白质病变的检出率越来越高，脑白质包含由轴突束形成的神经网络，以及介导不同关键运动和认知皮层区域之间的基本连接，它由有髓和无髓轴突以及神经胶质细胞组成。WMIL是脑白质病变最为常见的一种类型，由于其可损害皮层与皮层下结构的联络通路，并导致灰质结构的完整性遭到破坏，表现为认知功能下降、情感障碍、睡眠障碍、卒中发生率升高等。近年虽然从组织病理学、分子生物化学、遗传学等多个方面对WMIL的发病机制进行了大量研究，但其确切的发病机制仍尚不十分清楚。
VEGF为同源二聚体糖蛋白，是直接作用于血管内皮细胞的特异性有丝分裂原。VEGF具有增加血管通透性、促进血管新生、参与神经保护等主要生物学功能[4]。本研究结果显示，WMIL病人VEGF水平表达显著高于对照组，差异有统计学意义(P < 0.01)，且其水平与Fazekas评分呈正相关(P < 0.01)，多因素logistic回归分析显示VEGF是WMIL的独立预测因素。既往动物模型研究[5]显示，给予大鼠颅脑或脊髓缺血缺氧性损伤处理后，VEGF在神经胶质细胞、脊髓神经元中表达显著增加，这说明VEGF在脑和脊髓缺血缺氧性损伤的病理生理过程可能发挥重要的作用。吴建龙等[6]采用定量PCR法和免疫组织化学法测定脑损伤后VEGF mRNA表达及VEGF水平，结果显示脑损伤后VEGF mRNA表达及VEGF水平显著升高。脑损伤后，血清VEGF水平明显升高且与脑损伤体积和神经功能缺损程度密切相关，VEGF能通过干预凋亡相关蛋白表达而影响细胞凋亡，进而发挥神经保护作用[7]。VEGF主要通过产生血管舒张介质发挥其作用。通过VEGFR的VEGF信号增加一氧化氮(NO)的产生，这是VEGF信号通路的关键下游介质, 其与VEGF结合后，VEGFR2发生自磷酸化，并通过PI3K/Akt增加细胞内钙。来自PI3K/Akt的下游信号转导也可导致内皮一氧化氮合酶(eNOS)的直接磷酸化，从而提供更持续的、非钙依赖性刺激以增加eNOS活性。VEGF信号还增加eNOS mRNA和蛋白质水平，增强长期eNOS表达。NO产生的增加促进血管通透性和内皮细胞存活；NO还扩散到邻近的血管平滑肌细胞并介导内皮依赖性血管舒张。除了NO，VEGF信号还通过PLCγ/PKC激活磷脂酶A2，促进血管扩张性前列腺素前列环素(PGI2) 的产生[8]。尽管有许多学者研究了VEGF在缺血性脑损伤中的作用，但支持VEGF保护作用的报道几乎完全基于动物模型，尚缺乏进一步的临床实验证据，研究结果主要集中于内源性VEGF水平作为脑卒中后进展的生物标志物，缺血性脑损伤血清VEGF水平升高，VEGF水平升高可作为卒中严重程度判断及预后预测的指标之一[9]。本研究结果显示，脑白质的慢性缺血性损伤也可表现为血清VEGF高表达。
研究结果亦显示，WMIL组病人高血压、糖尿病所占比例显著高于对照组(P < 0.01)，且为WMIL发生的独立危险因素。在缺血性脑小血管病涉及的病理变化中，最常见的2种是动脉硬化和脑小血管粥样硬化。动脉硬化的严重程度会随着年龄的增长而加剧，且高血压和糖尿病加速其发生发展。脑小血管动脉粥样硬化，特别是直径 < 50 μm的小动脉，病理特征为小动脉内中膜介质中的平滑肌细胞丢失、内部弹性膜层变性、成纤维细胞增殖、纤维透明质酸物质沉积，最终导致血管壁增厚以及管腔狭窄。严重狭窄和低灌注涉及脑部深穿支小动脉，主要累及深部白质，导致不完全缺血，在神经影像学上可视为WMIL[10-11]。近年学者研究显示高血压、糖尿病是WMIL主要危险因素，且与WMIL的发生发展密切相关[12-16]，与本研究结果基本一致。
综上所述，本研究结果显示，高血压、高血糖病史和VEGF水平高表达是WMIL有独立危险因素和预测因素。尽管WMIL的具体发病机制尚不明确，但积极有效地控制高血压和糖尿病等危险因素，对防治WMIL有重要意义。基于VEGF的特殊性，其在WMIL病人中的高表达是对神经细胞的反馈性保护，还是进一步加重神经细胞的损害，以及其起保护性作用的切点值和如何维持其保护作用的浓度，均还需要大样本、长程的基础和临床试验来进一步研究。
缺血性脑白质病变病人血清VEGF表达水平及其临床意义
Expression and clinical significance of serum VEGF in patients with white matter ischemic lesions
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摘要:
目的探讨缺血性脑白质病变（white matter ischemic lesions，WMIL）病人血清血管内皮生长因子（vascular endothelial growth factor，VEGF）水平表达及其与WMIL的关系。 方法选取经颅脑磁共振证实的缺血性脑白质病变病人为研究对象，依据Fazekas评定量表评定脑白质病变程度。选取同期年龄和性别相匹配的颅脑磁共振正常的健康体检者作为对照组。应用酶联免疫吸附法测定病人血清VEGF水平。比较2组的一般临床资料和VEGF水平，采用Pearson相关分析分析血清VEGF水平与脑白质病变程度的关系，采用多因素logistic回归分析分析WMIL的影响因素。 结果共纳入WMIL组115例，对照组69例。WMIL组病人高血压比例、糖尿病比例和VEGF水平均高于对照组（P < 0.01）。WMIL组病人血清VEGF水平与Fazekas评分呈正相关（r=0.871，P < 0.01）。多因素logistic回归分析显示，高血压、糖尿病和VEGF水平升高是WMIL的独立危险因素（OR＝5.350、3.010、19.382，P < 0.01）。 结论血清VEGF在WMIL病人中表达水平显著升高，其水平升高是WMIL的独立危险因素，且与WMIL的严重程度呈正相关，血清VEGF水平可作为脑白质慢性损伤的有效的生物学指标之一。 Abstract:ObjectiveTo explore the expression level of serum vascular endothelial growth factor(VEGF) in patients with white matter ischemic lesions(WMIL) and its relationship with WMIL. MethodsPatients with WMIL confirmed by craniocerebral magnetic resonance were selected as the research subjects, and the degree of white matter lesions was evaluated according to the Fazekas rating scale.Those with normal craniocerebral magnetic resonance matched with age and sex during the same period were selected as the control group.Serum VEGF concentrations were detected with enzyme-linked immunosorbent assay.The general clinical data and VEGF protein levels were compared between the two groups.Pearson correlation analysis was used to analyze the relationship between serum VEGF levels and the degree of white matter lesions, and multivariate logistic regression analysis was used to analyze the influencing factors of WMIL. ResultsA total of 115 patients in the WMIL group and 69 in the control group were included in this study.The proportion of hypertension and diabetes mellitus, and the level of VEGF in the WMIL group were significantly higher than those in the control group(P < 0.01).There was a significant positive correlation between serum VEGF level and Fazekas score in the WMIL group(r=0.871, P < 0.01).Multivariate logistic regression analysis showed that hypertension, diabetes mellitus and elevated VEGF levels were independent risk factors for WMIL(OR=5.350, 3.010, 19.382, P < 0.01). ConclusionsThe expression level of serum VEGF in WMIL patients is significantly increased.The increased level of serum VEGF may be an independent risk factor for WMIL and is positively correlated with the severity for WMIL.It may be used as one of the effective biological indicators of chronic white matter damage. -
Key words:
- white matter lesions /
- ischemic /
- vascular endothelial growth factor /
- biological marker
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表 1 2组临床基本资料及血清VEGF水平比较(x±s)
分组 n 年龄/岁 男 女 高血压 2型糖尿病 冠心病 TC[M(P25, P75)]/
(mmol/L)TG[M(P25, P75)]/
(mmol/L)LDL/
(mmol/L)HDL/
(mmol/L)CRP/
(mg/L)HbA1c/% VEGF/
(pg/mL)WMIL组 115 56.00±6.27 60 55 91 40 11 4.10(3.42, 4.38) 1.29(0.98, 1.74) 1.18±0.35 2.13±0.75 3.86±0.56 6.98±1.42 1.403±0.400 对照组 69 54.00±3.76 41 28 29 11 7 4.34(3.67, 5.07) 1.43(1.02, 2.15) 1.16±0.28 2.19±0.68 3.25±0.46 6.14±1.37 1.012±0.337 t — 1.95 0.92* 26.17* 7.64* 0.02* 1.83△ 1.75△ 0.25 0.55 0.74 6.67 7.09 P — >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 >0.05 < 0.01 *示χ2值；△示Z值 
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表 2 2组相关量表评分及PSQI指数比较(x±s；分)
分组 n MMSE MoCA SDS SAS PSQI指数 WMIL组 115 28.90±0.78 26.82±1.12 45.74±7.07 42.48±7.25 13.02±3.01 对照组 69 28.81±0.16 27.06±1.02 39.51±5.78 37.90±5.67 10.55±2.48 t — 0.68 0.54 6.50 4.77 6.01 P — >0.05 >0.05 < 0.01 < 0.01 < 0.01
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表 3 WMIL影响因素的多因素logistic回归分析
变量 B SE Waldχ2 OR 95%CI P 高血压 1.678 0.400 17.70 5.350 2.450~11.686 < 0.01 糖尿病 1.100 1.170 31.85 3.010 1.265~7.153 < 0.01 VEGF/(pg/mL) 2.964 0.883 11.26 19.382 3.432~109.474 < 0.01
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