序言
凋亡是脑出血(ICH)后继发性脑损伤过程中一种重要的细胞死亡形式,半胱天冬酶3(caspase-3)是凋亡过程中最关键的执行蛋白。尽管在ICH动物模型中,有关caspase-3的研究被广泛报道,但有关的临床研究十分少见。Su等人在2017年报道,基底节脑出血患者血清caspase-3水平与晚期死亡率(6个月)有关。Leonardo Lorente等人进一步探讨了血清caspase-3水平是否与其他部位脑出血患者的早期死亡率(30天)存在相关性,相关结果发表在2020年6月的《Neurocritical Care》上。
文献地址: org/10.1007/s12028-020-01012-3
研究背景
细胞凋亡参与ICH继发性损伤的病理生理过程,可分为外源性途径(细胞表面的死亡受体介导)和内源性途径(线粒体通透性增加介导)。caspase-3作为凋亡执行分子,被上述两种途径激活进而执行凋亡进程。研究表明,严重自发性脑出血患者术中留取的脑组织中caspase-3水平较正常脑组织明显升高。另有研究发现,基底节脑出血患者血清caspase-3水平与6个月死亡率相关。本研究在此基础上,进一步采集了患者入院第1、4、8天血清,以探讨血清caspase-3水平是否与sICH患者早期死亡率(30天)有关。
研究方法
这是一项多中心、前瞻性、观察性研究,数据来源于2009-2012年西班牙6所医院重症监护单元收治的患者。纳入严重的幕上自发性颅内出血患者(GCS评分<9分),排除以下患者:脑梗死出血转化、外伤性脑出血、年龄<18岁、妊娠、原发性脑室出血、幕下出血、动脉瘤、动静脉畸形、抗凝药或溶栓引起的脑出血。收集患者入院第1、4、8天血清,-80℃保存待测,采用商品化人Caspase-3 ELISA试剂盒(BlueGene Biotech)检测血清caspase-3含量。采用受试工作者曲线(ROC)评估血清caspase-3预测患者30天死亡的能力;采用多因素logistic回归分析明确血清caspase-3>0.167 ng/mL是否与30天死亡独立相关;采用Kaplan–Meier生存曲线评估血清caspase-3水平是否影响30天死亡率。
研究结果
与30天存活组相比,死亡组的患者平均年龄更大、血糖值更高、APACHE Ⅱ评分更高、ICH评分更高、血肿体积更大、中线移位更明显、GCS评分更低。此外,死亡组第1、4和8天血清caspase-3水平均较存活组明显升高(p值均<0.001)。
ROC分析结果显示,血清caspase-3预测患者30天死亡的AUC为0.88 (95%CI=0.80–93%; p <0.001)。第1天caspase 3水平预测死亡的最佳截断值为0.167 ng/mL,敏感度为77% (64-88%),特异度为89% (79–96%),阳性似然比为7.1 (3.5–14.4),阴性似然比为0.3 (0.2–0.4),阳性预测值为85%(74–92%),阴性预测值为83% (74–89%)。
Kaplan-Meier生存分析结果显示,血清caspase-3>0.167 ng/mL的患者30天死亡风险增加(HR= 13.1, 95%CI=7.02-24.63, p<0.001)。多因素logistic回归分析显示,在校正年龄、GCS评分、出血量、中线移位、早期血肿清除和血糖因素后,血清caspase-3>0.167 ng/mL仍与患者30天死亡相关(OR=47.007, 95%CI=4.838–456.727, p=0.001)。
Table 1. 自发性脑出血患者30天存活与非存活患者的基线资料
Table 2. 多元logistic回归分析预测30天死亡(64例存活,53未存活)
Figure 1. 存活和非存活患者在第1、4和8天的血清caspase-3水平
Figure 2. 血清caspase-3水平预测30天死亡的ROC曲线分析
Figure 3. 以血清caspase-3>0.167 ng/ml为界绘制30天生存曲线
结论
严重幕上脑出血患者血清caspase-3水平与30天死亡率有关。与存活组相比,未存活组患者发病1周内血清caspase-3水平明显升高。
讨论
Sun等人在2017年报道,基底节出血且未行手术清除血肿的患者血清caspase-3水平与远期死亡率有关。本文对上述研究进行了有益补充,探讨了重型幕上ICH患者血清caspase-3水平与近期死亡率的相关性。结果显示,在校正年龄、GCS评分、出血量、中线移位、早期血肿清除和血糖因素后,血清caspase-3>0.167 ng/mL仍与30天死亡率相关(OR=47.007, p=0.001)。相似结果在创伤性脑损伤和脑梗死患者中也得到验证,表明高血清caspase-3水平能够提示急性脑损伤患者早期死亡的风险增加。尽管如此,高血清caspase-3水平并非是导致患者死亡的原因,仅代表可能与脑内高凋亡水平有关。此外,解读本文数据时需考虑以下局限性:样本量较小;未检测脑脊液和术中损伤区脑组织的caspase-3水平;不同中心关于手术治疗的指针、时机和类型并不统一。
阅读体会
急性脑损伤后,脑组织破坏裂解,部分颅内蛋白通过受损的血脑屏障进入血液,成为潜在的血清标志物,其含量的高低与损伤严重程度和患者预后相关。随着现代分子生物学技术的日益成熟,血清蛋白含量的检测结果更加稳定准确,使得寻找血清标志物用以预测ICH患者预后成为可能。相较于临床常用的评分量表或CT影像学指标,血清学指标具备简便、无创、客观的优点。
尽管文献中报道与患者预后相关的血清标志物层出不穷,但至今尚无可靠的血清学指标被用于临床。Caspase-3作为凋亡过程的关键执行蛋白,在急性损伤性脑动物模型中被广泛报道,但在患者血清中的报道极少。除了受限于检测技术外,其血清含量动态演变过程也很复杂,受很多因素影响,如颅内外来源、自身稳定性、激活的程度、血清蛋白酶降解、血脑屏障受损程度等。未来需要大样本前瞻性研究,对不同时间点、不同出血部位的患者的血清caspase-3含量进行动态检测,以全面了解其时空变化特征,并进一步验证与患者预后的关系。
译者
神经外科学博士(在读)
就读于复旦大学附属华山医院,导师胡锦教授。