ADMA-NO-NOX2轴与急性缺血性脑卒中软脑膜侧支循环损伤的关联研究

《Scientific Reports》：The ADMA–NO–NOX2 axis and its association with leptomeningeal collateral impairment in acute ischemic stroke

本研究聚焦急性缺血性脑卒中（AIS）患者软脑膜侧支（LMC）循环功能差异的机制难题。研究人员通过前瞻性队列分析，揭示了内源性一氧化氮合酶（NOS）抑制剂不对称二甲基精氨酸（ADMA）水平升高与不良LMC状态、更严重神经功能缺损（NIHSS评分）及NADPH氧化酶2（NOX2）驱动的氧化应激显著相关，证实了ADMA-NO-NOX2轴在限制侧支循环中的关键作用，为改善AIS预后提供了新的潜在治疗靶点。

　　

当大脑的供血动脉被血栓突然堵塞，发生急性缺血性脑卒中（AIS）时，时间就是大脑。近年来，静脉溶栓（IVT）和血管内血栓切除术（EVT）等血管再通疗法显著改善了患者预后。然而，临床观察到一个有趣的现象：即使在同一时间窗内接受治疗，部分患者效果良好，另一部分患者却效果不佳。这提示，除了“时间窗”概念，还存在一个“脑组织窗”，其核心在于缺血半暗带（可挽救的脑组织）的命运。而决定半暗带存活的关键因素之一，便是大脑的备用血管系统——软脑膜侧支（LMC）循环的效能。

软脑膜侧支是连接大脑主要动脉末梢的微小血管网络。当主干道（如大脑中动脉）堵塞时，这些侧支血管能够迅速扩张、开放，像绕行的小路一样，为缺血区域提供代偿性血流。侧支循环良好的患者，缺血进展缓慢，治疗时间窗可能更宽；而侧支循环差的患者，即使早期再通，也可能因脑组织已发生不可逆损伤而预后不良。因此，理解侧支循环激活与失效的机制，对于制定个体化治疗策略至关重要。目前认为，侧支功能受年龄、代谢因素等影响，但其具体的分子调控机制尚不明确。

内皮功能失调和氧化应激被认为是损害侧支循环的重要因素。一氧化氮（NO）是由内皮型一氧化氮合酶（eNOS）产生的重要血管舒张因子，对维持血管健康至关重要。然而，在卒中急性期，一种名为不对称二甲基精氨酸（ADMA）的内源性物质水平会升高。ADMA是eNOS的抑制剂，它通过竞争性抑制eNOS，减少NO的生成，从而导致血管收缩、内皮功能紊乱。此外，卒中后活跃的NADPH氧化酶2（NOX2）会产生大量活性氧（ROS），加剧氧化损伤，并与炎症反应形成恶性循环。ADMA、NO和NOX2之间是否存在内在联系，并共同影响侧支循环？这正是Manuela De Michele等人发表在《Scientific Reports》上的研究旨在解答的核心问题。

为了探究ADMA-NO-NOX2轴与软脑膜侧支循环的关系，研究人员在意大利罗马的翁贝托一世医院进行了一项前瞻性观察研究。他们纳入了101名发病6小时内或醒后卒中的前循环大血管闭塞（LVO）患者。研究的关键在于对侧支循环进行精确评估。研究人员利用入院时的多期相计算机断层扫描血管成像（CTA），采用Menon等人建立的区域软脑膜侧支评分法（rLMCm），将患者的侧支状态分为良好、中等和不良三个等级。同时，他们在三个时间点（入院时T0、24小时T1、48小时T2）采集患者的静脉血样本，使用酶联免疫吸附测定（ELISA）等技术定量检测血清中的ADMA、NOX2衍生的肽段（sNOX2-dp）以及NO代谢物（NOx）的水平。此外，还收集了患者的神经功能缺损评分（NIHSS）、最终梗死体积（通过弥散加权成像DWI或CT测量）以及90天功能预后（改良Rankin量表mRS）等临床数据，并通过多变量统计模型分析这些指标之间的关联。

患者特征

研究队列中，43.1%的患者侧支循环良好，35.3%为中等，21.6%为不良。三组患者在年龄、性别、既往病史等基线特征上无显著差异。然而，侧支循环不良的患者在入院时（T0）表现出更严重的神经功能缺损（NIHSS评分更高）。

生物标志物

对血清生物标志物的分析揭示了重要发现。首先，ADMA的水平在所有患者中从T0到T2显著升高，且这种升高与侧支状态无关。更重要的是，在入院时（T0），较高的ADMA水平与不良的侧支状态显著相关。此外，T0时的ADMA水平还与T1和T2时更严重的神经功能缺损（NIHSS评分）呈正相关。ADMA水平还与颈动脉粥样硬化程度相关，狭窄>70%的患者ADMA水平更高。一个关键的发现是，在T1时间点，ADMA的血清水平与NOX2的水平呈现出显著的正相关关系。NOX2的水平在T2时间点与中性粒细胞计数正相关，与淋巴细胞计数负相关，提示其与先天免疫激活和系统性炎症有关。此外，研究发现他汀类药物的使用与T1时较低的NOX2水平相关。

特别值得注意的是，在侧支循环不良的患者亚组中，T0时的ADMA和NOX2水平与最终的梗死体积呈正相关，而NO水平与梗死体积呈负相关。这种关联在侧支循环良好或中等的患者中并未出现，突出了ADMA-NO-NOX2轴在侧支功能不全患者中的特殊病理意义。

临床结局与多变量分析

虽然单因素分析未发现侧支状态与90天功能预后（mRS）或死亡率有显著关联，但经过多变量校正的序数回归分析显示，T0时的ADMA水平是侧支状态的独立影响因素。即使在调整了年龄、性别、入院NIHSS评分和NOX2水平后，这种关联仍然存在。然而，侧支状态和ADMA/NOX2水平并未被确定为90天良好功能结局或死亡的独立预测因子。

本研究的结果描绘了一幅急性缺血性脑卒中病理生理的新图景：升高的ADMA通过抑制eNOS，减少具有血管保护作用的NO的生成，这可能直接损害了软脑膜侧支血管的舒张能力，导致侧支循环开放不良。同时，ADMA与NOX2驱动的氧化应激之间存在协同作用，ADMA可能通过抑制降解自身的酶（DDAH）等方式，与NOX2形成恶性循环（ADMA-NO-NOX2轴），加剧内皮损伤和炎症反应。在侧支循环本就脆弱的患者中，这一轴的失衡可能被放大，从而导致更严重的脑组织损伤。

这项研究的结论具有重要的科学和临床意义。它首次在人体中系统地揭示了ADMA-NO-NOX2轴与软脑膜侧支循环功能的关联，为理解卒中后侧支循环失败的机制提供了新的分子视角。这挑战了仅将侧支循环差异归因于遗传或解剖结构的传统观点，强调了代谢和氧化应激调控的重要性。研究结果指出，ADMA和NOX2可能成为评估侧支功能和卒中严重程度的新型生物标志物。更重要的是，该研究为未来开发新的治疗策略指明了方向。例如，探索降低ADMA水平的药物（如阿托伐他汀以外的策略）或NOX2抑制剂，或许能够改善侧支血流，延长治疗时间窗，从而为急性缺血性脑卒中患者带来新的希望。当然，本研究作为单中心观察性研究，其结论仍需更大规模的前瞻性研究和介入性试验来验证。然而，它无疑为攻克急性缺血性脑卒中这一重大健康难题开辟了一条富有潜力的新路径。