摘要
目的
回顾性分析外科手术治疗的自发性脑出血(ICH)病理标本中脑淀粉样血管病(CAA)及相关免疫-血管因子共表达情况,探讨CAA-ICH的免疫性血管病理损害可能机制。
方法
收集-年46例ICH患者的手术病理标本,其中男27例,女19例,平均年龄(56±15)岁。免疫组化荧光检测β-淀粉样蛋白(Aβ)与晚期糖基化终产物受体(RAGE)、低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)蛋白的共表达情况。
结果
46例ICH患者中8例(男5例,女3例)确诊为CAA,占17.39%,确诊为CAA的8例患者脑组织标本均有Aβ、RAGE、LRP1蛋白的共表达(阳性率%),而在非CAA自发性脑出血患者中均无共表达。CAA-ICH组的LRP1表达水平较非CAA-ICH组显著降低(P=0.),而CAA-ICH组的RAGE表达水平较非CAA-ICH组显著升高(P=0.)。
结论
CAA是ICH的重要病因之一,CAA相关的免疫-血管因子RAGE、LRP1蛋白异常表达,在ICH发病机制中可能有重要作用。
脑出血是威胁人类生命健康与安全的突发脑血管事件,而自发性脑出血又多在非外伤情况下出现,是无明显诱因的脑大、小动脉,静脉和毛细血管自发性破裂引起的脑内出血。自发性脑出血是一种多因素疾病,受环境和遗传因素等多种因素共同作用,而脑淀粉样血管病(CAA)是其重要的致病因素之一,发病率与年龄呈正相关。与CAA相关的免疫病理机制改变有多种,而由晚期糖基化终产物受体(RAGE)、低密度脂蛋白受体相关蛋白1(LRP1)参与的β-淀粉样蛋白(Aβ)的转运异常使大脑中Aβ聚集是否为其可能的病理机制,目前尚无确切结论。
1对象与方法
1.1研究对象入组患者为-年因脑出血急诊就诊本院神经外科,并于发病72h内行手术治疗的患者,共46例,其中男27例,女19例,年龄31~81岁,平均(56±15)岁。所有患者入院后均行颅脑计算机断层扫描(CT)/磁共振成像(MRI)、计算机断层扫描血管造影(CTA)检查证实为自发性颅内出血,且排除外伤、动脉瘤、动静脉畸形、烟雾病、肿瘤等可能,患者无明确的抗凝及抗血小板聚集等相关药物使用史,无明确的血液系统疾病史。患者入院后均完善相关术前检查,明确无明显的手术禁忌,急诊行手术治疗,均给予“去骨瓣减压+血肿清除术”治疗,术后24h复查头颅CT血肿清除均较理想,术中留取血肿组织及脑组织碎片用作病理学检查。
1.2研究方法用免疫荧光技术对脑组织切片进行染色,先采用硫黄素T染色,在显微镜下观测,得出ICH患者的皮层脑组织Aβ的表达情况,再采用CD34(兔抗人CD34抗体,武汉博士德生物工程有限公司,1∶0)染色确定Aβ沉积的部位为血管壁,根据波士顿诊断标准,阳性者即硫黄素与CD34均强染则确诊为CAA,阴性者即硫黄素未被染上者则确诊为非CAA,分别将阳性与阴性者分为CAA-ICH组与非CAA-ICH组,进行免疫荧光染色检测LRP1与RAGE的表达情况。每张切片随机选取5个不重叠40倍视野,采用ImagJ分析软件,分别计算每视野的LRPl和RAGE的平均灰度值,进而求出每例标本的平均灰度值。用平均灰度值代表LRPl和RAGE的表达水平。阳性区表达的强弱和灰度值呈正相关,灰度值越大则阳性表达越强,灰度值越小则阳性表达越弱。
1.3统计学处理采用SPSS13.0进行统计分析,计量资料如符合正态分布采用(`χ±S)表示,两组间比较采用独立样本t检验;计量资料如不符合正态分布,采用中位数(四分位数间距)表示,两组间比较用Kruskal-WallisH秩和检验。计数资料采用频数或百分位数表示,组间比较用χ2检验或Fishr确切概率法,P<0.05为差异有显著性。
2结果
2.1临床资料结果本研究纳入的46例ICH脑组织样本中,确诊为CAA者为8例(其中男5例,女3例),占总数的17.39%,非CAA-ICH组共38例(其中男22例,女16例),CAA-ICH组与非CAA-ICH组患者一般资料比较及CAA-ICH组8例患者的基本资料分别见表1、表2。
本研究纳入的46例ICH脑组织样本中,确诊为CAA者为8例,患者脑组织标本CD34/硫黄素T双重荧光染色见图1。
2.2脑组织中LRPl和RAGE的表达情况本研究纳入的46例ICH脑组织样本中,确诊为CAA的8例患者脑组织标本均有Aβ、RAGE、LRP1蛋白的共表达(阳性率%),而在非CAA自发性脑出血患者中均无共表达。CAA患者脑组织标本LRP1/硫黄素T及RAGE/硫黄素T双重荧光染色见图2。
2.3LRPl和RAGE在脑组织中的表达水平两组脑组织标本中LRPl和RAGE的表达水平比较见表3,CAA-ICH组的LRP1表达水平较非CAA-ICH组显著降低(P=0.),CAA-ICH组的RAGE表达水平较非CAA-ICH组显著升高(P=0.),比较结果见图3。
3讨论
CAA是老年人常见的脑小血管病,通常分为散发性CAA和家族性CAA,散发性CAA病因不明,主要是由不可溶的Aβ和其他淀粉样肽在软脑膜和皮质的动脉、微动脉和毛细血管壁的沉积,从而表现出一些临床和病理特征。目前研究认为,CAA出血部位常在枕叶、颞叶后部或额叶的表浅部位,枕叶是CAA-ICH的特征性部位。本研究中,CAA相关脑叶出血多分布在顶、颞、枕、额叶,较少累及基底节。部分患者合并高血压,考虑高血压可能是CAAICH的促发因素,或是再发出血的诱导因素。目前研究认为,高血压可以加重CAA相关血管病变,尤其是纤维素样坏死,从而导致CAA-ICH。在尸检证实的CAA-ICH患者中,高血压的患病率显著高于不伴有ICH的CAA,进一步提示高血压与CAA-ICH密切相关。CAA好发于老年人(家族性CAA除外),其发病率及严重程度均随年龄增长而显著增加,女性发病率略高于男性,本研究中,CAA-ICH患者主要集中于60岁以上老年人,男女发病率无明显差异。
CAA目前病因尚不清楚,主要病理特征是Aβ在脑内的异常聚积。Aβ由分泌酶水解β淀粉样前体蛋白(APP)产生,其代谢异常造成的Aβ片段聚集沉积引发的级联反应是CAA的主要致病原因。在正常状态下,Aβ可恒定地被分解、去除,在脑实质中仅以可溶状态微量存在。脑内Aβ水平通过两种途径维持平衡:第一种途径是Aβ的生成和降解,β、γ分泌酶参与Aβ的生成,而脑啡肽酶、胰岛素降解酶参与Aβ的降解;第二个平衡是Aβ通过血脑屏障(BBB)的内向与外向转运,存在于BBB上的LRP1与RAGE受体是一对作用相反的Aβ跨BBB转运体,大脑对Aβ的清除能力可能取决于两者运输Aβ量的代数和。各种原因使Aβ代谢平衡破坏,即变成高度不溶性的β淀粉样蛋白沉着在细胞间,加上变性的神经细胞突起和反应性神经胶质细胞形成斑块,Aβ沉积在血管壁引起CAA。
本研究的着力点在于Aβ的第二条代谢途径,LRP1是一种细胞表面蛋白,主要表达在血管壁上,特别是血管平滑肌细胞中,因含有与低密度脂蛋白(LDL)受体相同的重复序列,故称LRP1。近年相关动物实验表明,特定条件敲除血管平滑肌细胞中LRP1的APP/PS1小鼠,Aβ积累加剧。既往研究表明,LRP1介导Aβ从脑内进入外周血液循环,Aβ和LRP1之间相互结合,以内吞或胞饮作用通过BBB进入外周血液,LRP1障碍导致Aβ的外流降低,因而使Aβ在脑中沉积增加。本研究也发现,相对于非CAA-ICH组,CAAICH组中LRP1表达水平显著减低。RAGE为细胞表面免疫球蛋白超家族中的一员,由个氨基酸组成,人类表达RAGE蛋白的基因位于第6号染色体的短臂上,特点是维持与组织中配体的并置,其可在纳摩尔(nmol)水平结合可溶的Aβ,介导外周血液中的Aβ通过BBB进入脑内,RAGE的下调能抑制Aβ的内流。与富含Aβ环境中观察到的LRP1抑制相反,过度的Aβ数量通过阳性负反馈机制上调RAGE的表达。在CAA患者的脑组织中,Aβ与小胶质细胞的RAGE结合,促使小胶质细胞向淀粉样斑块迁移、增殖,激活NF-κB并分泌巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF),引起炎症反应。由于RAGE与Aβ相互作用,受体表达增加,使RAGE介导的Aβ内流增加,导致Aβ异常聚积。本组研究中,测出RAGE在CAA-ICH组中表达显著升高,表明在CAA-ICH组患者中,Aβ上调RAGE表达增加,导致Aβ从脑小血管向脑实质的转运/沉积增多。综上所述,CAA-ICH组患者的LRP1表达降低,RAGE表达升高可能导致Aβ的转运异常,从而促进了CAA的形成。
CAA中Aβ沉积导致血管破裂的确切发病机制尚不清楚,有研究发现,与不伴有ICH的CAA相比,CAA-ICH患者常存在CAA血管病变合并症,这可能与出血的易感性有关。这些合并症包括微小动脉瘤膨胀扩张,纤维素样坏死,血管壁的同心样分裂(“双管”样表现),微量出血;在少数病例中,可见血管闭塞和血管炎。因此可能的机制为:Aβ在血管壁迅速整合、聚集,导致细胞骨架松散,甚至发生崩解,细胞出现的损伤、水肿,细胞膜的胆固醇和脂质的流动性减弱,引起血管内弹力层破裂受损、纤维素样坏死,血管脆性增加,形成微动脉瘤,最终导致破裂自发性的出血。目前引起LRP1、RAGE异常表达的原因尚不明确,而LRP1、RAGE对脑淀粉样变性程度与脑出血的相关性需进一步探讨。
CAA的发病率被显著低估。典型的CAA相关性出血发生在脑叶区域,经常破入蛛网膜下腔,并经常发生在夜间。而高血压性脑出血通常在日间活动时发生,好发于脑深部。一般合并认知功能减退的老年人,出现非外伤性、非高血压性出血,同时影像学提示脑表浅部位出血特别是多发脑叶出血的患者,应该考虑到本病。梯度回波磁共振成像及磁敏感加权序列可被应用于检测无症状性脑微出血(该疾病典型特征),为活体诊断可疑CAA提供了依据,显著提高了CAA的检出率。本研究提示CAA是ICH的重要病因之一,CAA相关的免疫-血管因子RAGE、LRP1蛋白异常表达,在ICH发生发展中具有重要作用。不足之处在于样本数量较少,需要大样本的研究进行验证。
转自:中国卒中学会
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