缺血性脑卒中氧化应激生物标志物的研究现状

[摘要] 缺血性脑卒中是由于脑部供血不足导致脑组织功能障碍及坏死所致，目前对其病理机制的研究主要有能量耗竭、氧化应激、兴奋性氨基酸毒性、神经细胞内钙超载、炎症反应等五个方面。本文针对氧化应激这一病理机制，通过对已有文献报道的一些相关标志物进行分析，从疾病诊断、治疗效果、评估预后等方面进行筛选，从中总结出五种生物标志物，以期为日后临床应用提供理论依据。

[关键词] 缺血性脑卒中；氧化应激反应；生物标志物

[中图分类号] R743.33 [文献标识码] B [文章编号] 1674-4721（2014）09（a）-0191-03

The current status of several oxidative stress markers in ischemic stroke

ZHANG Xiang-yun LI Hong-zhi

School of Basic Courses，Guangdong Pharmaceutical University，Guangzhou 510006，China

[Abstract] Ischemic stroke is the result of a lack of brain blood flow which leads to brain dysfunction and necrosis.Recent research demonstrated that the pathological mechanism of ischemic stroke mainly has five aspects：energy depletion，oxidative stress，excitatory amino acids toxicity，nerve intracellular calcium overload and inflammatory response.According to the pathological mechanism of oxidative stress， in this paper， through the analysis of some of the existing literature，related biomarkers will be screened from disease diagnosis，treatment，assessment of prognosis，which will be summed up the five biomarkers in order to provide a theoretical basis for clinical application in the future.

[Key words] Ischemic stroke；Oxidative stress；Biomarker

人脑仅占体重的2%，但需20%的总氧气消耗量，抗氧化能力也只及肝脏的10%。研究已证明少量的氧化剂是必要的，可作为信号分子参与调节各种功能，如调节血管紧张度、监测氧张力和促红细胞生成素产生，但过量的氧化剂能不可逆地氧化DNA、脂质、蛋白质等大分子，导致细胞损伤，还参与细胞凋亡的信号通路并引起线粒体功能障碍。氧化应激由机体内产生的活性氧（reactive oxygen species，ROS）介导，导致氧化与抗氧化失衡，从而引起组织、细胞的氧化损伤[1]。大量证据表明，氧化应激在多种神经变性、失常疾病的发病机制中具有很大的作用，包括阿尔茨海默病、帕金森病和急性中枢神经系统（CNS）损伤所致的缺血性脑卒中等[2]。脑缺血后诱导活性氧等自由基产生，造成氧化应激性损伤。因此寻找合适的氧化应激生物标志物对缺血性脑卒中的诊断、治疗、预后评估都具有非常重大的意义。本文主要概述氧化型低密度脂蛋白（ox-LDL）、8-异前列腺素F2α（8-iso-PGF2α）、γ-谷氨酰转移酶（GGT）、对氧磷酶（PON）、硫氧还蛋白-1（Trx-1）五种氧化应激生物标志物与缺血性脑卒中相关性的研究现状。

1 氧化型低密度脂蛋白

ox-LDL是导致血管损伤的重要起始因子，研究发现，氧化应激会加重ox-LDL的致病作用[3]，通过ELISA检测，缺血性脑卒中患者组血浆ox-LDL水平明显高于健康对照组[3-5]；脑卒中患者急性期与恢复期的ox-LDL水平比较差异有统计学意义[4]；轻型脑梗死组、中型脑梗死组与重型脑梗死组血清ox-LDL水平比较差异有统计学意义（P

2 8-异前列腺素F2α

8-iso-PGF2α在所有异前列腺素中最主要、最稳定，具有收缩血管，促血小板黏附、聚集和变形的作用，通过直接消耗NO、改变NO合酶的活性而减弱NO的保护性生物学效应，使内皮损伤加重[7]。8-iso-PGF2α作为一种氧化应激损伤标志物，广泛应用于脑缺血再灌注损伤和脑外伤等疾病的诊断和评估[8]，且被认为是评估对DNA、脂质的氧化损伤中最完善最可靠的生物标志物[9]，是测定体内氧化应激的金标准[10]。用ELISA检测血浆8-i so -PGF2α水平发现，急性缺血性脑卒中（ACI）患者组明显高于健康对照组；ACI患者组中年龄>45岁者高于年龄

3 γ-谷氨酰转移酶

GGT是一种可分解体内抗氧化剂谷胱甘肽（GSH）的糖蛋白。黄荣宁等[13]用酶速率法对96例脑梗死、59 例短暂性脑卒中（TIA）、60 例健康体检者进行GGT检测，发现缺血性脑血管病组明显高于健康对照组，并且急性脑梗死组明显高于TIA组；有研究发现男性脑卒中患者大多数血脂指标随GGT水平的升高而改变，提示血清GGT活性升高可能是男性脑卒中患者的一个危险因素[14]；Shimizu等[15]对日本年龄在40～69岁的6281例女性和3471例男性进行前瞻性研究，在18年的随访中，发现有202（3.2%）例女性与230（6.6%）例男性脑卒中，提示血清GGT水平与女性而非男性脑卒中风险呈正相关，尤其是不饮酒的女性；Weikert等[16]在欧洲一项大型前瞻性研究中通过测试血浆GGT水平评估脑卒中的发生风险，结果显示GGT每改变1个单位，对应的脑卒中风险就会增加1.20。GGT水平与缺血性脑卒中的发生风险率是否密切相关，有待进一步研究，这对临床上预测不同性别脑卒中的发生具有重要意义。

4 对氧磷酶

PON基因家族中有PON1、PON2和PON3三个成员，PON1具有抗氧化抗炎症反应、抑制LDL氧化、逆转ox-LDL的生物学活性、保护卵磷脂胆固醇酰基转移酶（LCAT）的活性、抑制HDL脂质过氧化并增加其抗氧化能力的作用，对缺血性脑卒中和心血管等疾病有很大的保护作用[17-18]。宋云等[19]用紫外分光光度法检测中国汉族人血清PON1活性，发现动脉粥样硬化性血栓性脑梗死（ATCI）组明显低于健康对照组；Zhang等[20]对中国汉族508例健康者、328例缺血性脑卒中患者与170例出血性脑卒中患者的PON1基因多态性进行分型统计分析，发现不同基因型的PON1与不同类型卒中的发生有关，提示PON1基因多态性可能是脑卒中的一个危险因素；Michalak等[21]研究发现血清PON与脑卒中后3个月的观察结果直接相关，PON与芳基酯酶（ARE）的比值与脑卒中的良好预后相关性最强；Liu等[22]通过系统性回顾和meta分析，发现PON1Q192R基因的多态性与缺血性脑卒中发生风险密切相关；Lazaros等[23]在研究中发现PON2S311C等位基因在严重缺血性脑卒中患者中表达显著，提示PON2S311C等位基因可能是严重缺血性卒中病例的诱发因素。以上研究结果提示，PON作为缺血性脑卒中的危险因素之一，对研究以人群为单位的脑卒中以及脑卒中的预后发展有很大作用，但缺血性脑卒中与其基因的相关性仍需近一步研究确定。

5 硫氧还蛋白-1

Trx是一种广泛存在于细胞的热稳定蛋白（约12 kDa），作为一种强大的抗氧化剂，Trx是核苷二磷酸变成相应脱氧产物反应中的氢供体，已被证明能够清除活性氧、抗氧化应激以及抗细胞凋亡。周小爽等[24]研究发现灯盏花和三七提取物可明显恢复脑缺血再灌注所致的Trx-1降低，提示Trx-1在缺血性脑卒中再灌注过程中是一个重要因子；有研究发现，Trx-1可以保护局灶性缺血的神经元，缺血再灌注后Trx转基因小鼠比野生型小鼠检测到的caspase-3和TUNEL阳性细胞少，提示Trx-1过表达对缺血再灌注所导致的神经元损伤具有保护作用[25]；最新研究显示，重组人Trx-1通过ERK信号通路可促进神经元再生，并有效改善了脑缺血成年小鼠的空间学习和记忆能力[26]。目前对Trx研究不多，但是 Trx可作为评估治疗脑缺血再灌注药物疗效的检测指标，并且将会成为缺血性脑卒中重要的生物标志物之一。

6 展望

目前对缺血性脑卒中相关生物标志物的研究有很多，但仍未找到公认、可靠、特异性的生物标志物作为其早期诊断、风险预测和预后的评价指标。缺血性脑损伤为一种瀑布式级联反应，病程复杂，加上脑组织结构特殊，单一生物学标志物有一定局限性，只能反映缺血损伤的某一环节，因此在临床上应该建立不同的生物标志物诊断组，以缩短临床使用周期，尽快做出诊断治疗。相信随着科学技术的不断发展，大量准确性高、敏感性强、特异性好的生物标志物将被发现，并为疾病的预防和治疗提供更好的指导。

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（收稿日期：2014-04-18 本文编辑：祁海文）