高硕君，张祥建，2，3，张培培

在目前临床实践中，卒中的诊断主要依靠临床医师对症状、体征的判断及影像学检查，但是许多疾病如偏头痛、痫性发作等可能与卒中有类似的临床表现，影像学客观检查也有一定的局限性。卒中包括出血性及缺血性两种类型，疾病早期，颅脑电子计算机断层扫描（computed tomography，CT）是鉴别脑梗死与脑出血的唯一依据，但是在脑梗死患者的CT检查中，仅有不到1/3的患者在发病3 h内有相应的特征性表现[1-2]，磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）诊断脑梗死敏感性较高，但受到检查时间及设备等限制，不适用于急诊脑梗死患者。在过去的数十年中，随着气相色谱-质谱法、液相色谱-质谱法、基因芯片、蛋白质芯片等科学技术的不断进步，越来越多与脑梗死相关的诊断性生物标记物被发现，本文就这一问题目前有代表性的研究成果做出介绍。

美国国立卫生研究院将生物标记物定义为：一种能够客观检测和评估的特征指标，能够作为生理过程、病理过程及药理过程的指示。用于辅助诊断脑梗死的生物标记物需具备以下条件：①高灵敏度，确保所有卒中患者可以被早期诊断并及时得到治疗，同时对脑梗死及脑出血具有鉴别意义；②可以进行方便、快速地检测，适用于缺少影像学检查设备的基层医疗机构[3]。生物标记物检测样本组织来源也极为丰富，已有动物实验取材包括血浆、血清、脑脊液、海马、纹状体、丘脑、中脑、白质、松果体以及嗅球，其中，血浆、血清及脑脊液为主要的样本来源，其他组织来源取材复杂，且不适用于临床实践[4]。血液采集更方便，适合作为诊断性生物标记物的检测对象[5]。DAMBINOVA等[6-7]比较短暂性脑缺血发作（transient ischemic attack，TIA）及脑梗死患者与健康志愿者血清N-甲基-D-天门冬氨酸受体（N-methyl-D-aspartate receptor，NMDA-R）的自身抗体（autoantibodies，aAbs）水平，发现病例组aAbs浓度明显高于对照组，血管事件发生后72 h内，血清中NMDA-R含量上调，针对NMDA-R，特别是NMDA-NR2A/2B亚型的aAbs水平对TIA及脑梗死的敏感度分别达到了95%及97%，对于鉴别脑梗死与脑出血也有一定意义。他们进一步研究发现直接检测NMDA-R降解产生的抗原NMDA-NR2，在鉴别血管事件组与健康对照组时也表现出了较高的准确性。此外，还有研究发现血液中基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）、胶质纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）、钙调蛋白（S100 calcium binding proteinb，S100b）等多种生物标记物在脑血管病事件发生后有相应改变，并在后经影像学证实的脑出血与脑梗死中表现出差异，在脑梗死的早期诊断中有一定意义[8]。随后，人们又进一步研究多个生物标记物联合组成的生物标记组，由于信息互为补充，生物标记组的诊断价值高于其中任何一种单一生物标记物。例如，采集患者症状发生后24 h内的血液，联合检测钙调蛋白S100b及糖基化终产物的跨膜受体（soluble receptor for advanced glycation end product，sRAGE），与脑出血患者比较，脑梗死患者S100b水平降低而sRAGE水平升高，比较差异有统计学意义，但是检测发病后6 h内血液，只有S100b表现出同样的变化[9]。脑梗死病理生理机制复杂，涉及多种病理过程，且随着时间变化，血液中各种物质水平也在不断变化，不管是单一生物标记物还是多个联合的生物标记组，其临床实用性也有待进一步研究。

1 脑梗死相关蛋白质类生物标记物

2014年，人类第一份蛋白质组图谱绘制成功，包含了由17 294个基因编码的蛋白质和肽类[10]。随着定量检测方法由质谱法发展到气相色谱-质谱法及液相色谱-质谱法，以及蛋白芯片等科学技术不断进步，脑梗死的蛋白质组学研究有新的成果。SHARMA等[11]利用多种同位素标记及高效液相色谱-质谱法对脑梗死患者血清进行定量蛋白质组学分析，并探究相关病理生理学机制。他们发现了389种蛋白质，其中2/3包含特定的信号肽序列，并且通过与健康志愿者血清比较发现，60种蛋白质在脑梗死患者血清中表达有1.5倍以上的变化，其中25种表现为含量增多，35种含量减少。并进一步探究多种蛋白质的功能，例如已有研究显示与冠心病发生相关的血管性血友病因子（von Willebrand factor，vWF），也与脑梗死患者内皮细胞功能紊乱相关，vWF在脑梗死患者血清中有1.8倍升高。除此之外，脑梗死相关蛋白质主要分类包括炎症介质、神经保护介质、膜神经调节蛋白质、分泌性蛋白质、载脂蛋白。最后筛选出包括vWF、血管性血友病因子裂解蛋白酶（von Willebrand factor cleaving protease，ADAMTS13）、钙调蛋白（S100 calcium binding protein A7，S100A7）的生物标记组对诊断脑梗死有一定意义[11]。这项研究较为全面地进行了脑梗死蛋白质组学分析，但是研究的局限在于纳入受试者没有限制脑梗死的发病时间，不能明确蛋白质在疾病哪个时期发生变化，新生蛋白质组（nascent proteomics）概念的提出则对全蛋白质组这一方面做出了补充。新生蛋白质组由在某一时间段内新合成的蛋白质组成，举例来说，TIA的几个小时内，在脑组织中新合成的蛋白质，也可以是人工培养神经元细胞在缺血缺氧的数小时内新合成的蛋白质[12]。由于血液中蛋白质种类很多，即使未来能够绘制脑梗死全蛋白质组学图谱，但是要明确每种蛋白质参与的病理生理过程及相关分子机制是非常困难的，也就不能明确治疗靶点。与全蛋白质组相比，新生蛋白质组减少了要研究的蛋白质种类，更能反映脑梗死发生后蛋白质的动态变化，也更有利于进行后续蛋白质参与病理生理过程研究。2011年，第一次在人工培养的缺血缺氧神经细胞中检测新合成蛋白质组，并且通过生物信息学分析，发现新生蛋白质组随细胞过程发生变化，这一变化是全蛋白质组分析中没有发现的。随后，利用脑缺血小鼠模型进行了体内试验，分析不同缺血条件下的新生蛋白质组及全蛋白质组，发现新生蛋白质组的特征及变化与全蛋白质组完全不同，并在脑梗死患者外周血中进行新生蛋白质组检测，证实存在临床意义[13-14]。相对于全蛋白质组，新生蛋白质组更为高效而直观地反映蛋白质随脑梗死病情发生的动态变化，值得在体内及体外实验中进一步研究，得到脑梗死导致合成发生改变的蛋白质，从而指导脑梗死的诊断。

2 脑梗死相关核酸类生物标记物

目前研究较多的脑梗死相关核酸类生物标志物主要为微小RNA家族（microRNA，miRNA），miRNA是由基因编码的内源性小RNA，由转录过程产生，虽然不翻译成为蛋白质，但是几乎参与大脑活动的每个过程，包括神经再生、神经发育、引起突触可塑性变化的细胞反应等，在缺血缺氧的环境中，miRNA还与神经退行性病变及神经功能受损相关[15]。与RNA相比，miRNA更稳定且不容易分解，所以循环miRNA更适合作为辅助诊断脑梗死的生物标记物[16]。有研究发现在发病24 h内脑梗死患者外周血miRNA-107、-128b、-153水平与健康对照组相比有明显升高[17]。另外有研究纳入发病1周内的脑梗死患者，结果显示循环miRNA-125b-2、-27a、-422a、-488及-627水平在脑梗死急性期升高，同时，这项研究还纳入发病2～4个月后的脑梗死恢复期患者，与脑梗死急性期患者相比，恢复期患者循环miRNA水平更接近于健康对照组[18]。这一结果提示研究者们，随着脑梗死病理过程的发展，循环miRNA水平发生变化后又趋于正常。那么循环miRNA不仅对首次发生的脑梗死诊断有指导意义，而且对有既往病史的患者再次发生脑梗死的诊断仍有辅助价值。由于多种miRNA在脑梗死后会发生变化，所以几个miRNA联合的生物标记组可能在诊断过程中具有较高特异度。随着科学技术的不断发展，绘制脑梗死患者循环miRNA表达谱已经不再是难以完成的任务，脑梗死患者大多数合并高血压、糖尿病、肥胖等疾病，如何排除这些疾病的影响，提高miRNA诊断特异性需要进一步探究。另外，目前尚无研究显示在脑梗死患者发病3 h内，循环miRNA会产生有意义的改变，所以，更多地探索应该关注于脑梗死症状发生早期发生变化的miRNA，以及它们的含量在脑梗死与脑出血患者的外周血中表现出的差异。

3 脑梗死相关其他生物标记物

除了上述的蛋白质及核酸类生物标记物外，还有研究发现单胺类神经递质、脂类及有机酸等对脑梗死有诊断意义的生物标记物[4]。继蛋白质组学及基因组学之后新兴起的代谢组学，通过定性及定量检测生物体系受到刺激后代谢产物的变化[19]，可以较为全面地反映机体内外环境的动态过程，但仍然需要更多地探索。

时间就是大脑，越早诊断脑梗死越能及时采取治疗，预后也就越好。因此，发现脑梗死相关诊断性生物标记物的研究是非常必要的，利用生物标记物辅助临床医生在脑梗死早期做出诊断，将会使脑梗死患者及时得到有效救治，降低致残率及死亡率，在临床实践中意义重大。

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