动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage, aSAH)是脑卒中常见的类型之一，约占卒中的5%~10%，具有高致残率和高死亡率的特点^[1]。相比于其他形式的卒中或心血管疾病，其对年轻患者的危害更大，在全球荟萃分析中，aSAH的中位年龄为60岁，此外，相当大比例的患者仍处于工作年龄^[2]。

脑血管痉挛(cerebral vasospasm, CVS)是aSAH常见的并发症之一，其引发的迟发性脑缺血和神经功能恶化是致死和致残的主要原因。根据病程，CVS可分为早发型CVS与迟发型CVS，前者多于24 h内发生，急诊血管造影时可发现，为SAH后血液对脑血管的局部刺激所致；后者通常发生在aSAH后第3天，第7天至第10天达高峰，持续2~3周后逐渐缓解^[3]。目前对于CVS的诊断，经颅多普勒超声血流检测是临床常用的方法，但其依赖于操作人员的技术水平，具有一定的主观性；血管造影因其侵入性的操作，限制了它的应用。改良Fisher分级可以预测CVS的发生概率，但对于个体病人而言，实时有效的诊断更为重要。因此，寻找客观、高效和无创的生物标记物对CVS的预测和诊断尤其重要。迄今为止，CVS的病因机制尚未阐明，其过程可能是血管平滑肌异常收缩、内皮细胞损伤、一氧化氮及内皮素-1比例失衡和炎症因子介导的血管重塑等多种因素共同作用，遗传因素及基因表达调控亦参与其中^[4-6]。据此推断，与CVS发生发展的相关因素，都有可能是其生物标志物来源。由于早发型CVS的时限性，本文主要针对的是迟发型CVS以及目前可能潜在的生物标志物进行综述。

1 遗传因素

遗传因素在动脉瘤形成发展起重要作用，但是否对CVS产生影响则研究较少。人类存在3种触珠蛋白(haptoglobin, Hp)表型：Hp1-1、Hp2-1或Hp2-2。其中Hp2-2具有降低结合游离血红蛋白(hemoglobin, Hb)的能力，并减弱Hp-Hb复合物的清除。Leclerc等^[7]的研究发现，Hp2-2表型是局灶性和全脑CVS发展的独立危险因素。一项荟萃分析纳入了11项基因中的27项多态性，选择3个基因中的以下6个多态性：载脂蛋白E(ApoE2、ApoE4)、内皮型一氧化氮(eNOS T786C、VNTR内含子4 a/b、G894T)和Hp1/2表型，发现eNOS VNTR和Hp基因多态性分别与迟发型缺血性神经功能缺损和CVS存在很强关联性^[5]。作为强烈的缩血管物质内皮素-1(Endothelins-1, ET-1)，也发现其单核苷酸多态性与aSAH和CVS的发生显著相关^[8]。这些研究结果一起表明，基因的单核苷酸多态性与aSAH患者发生CVS的风险相关。

2 细胞损伤

血液首次流入蛛网膜下腔之后，脑细胞损伤发生，各种细胞因子被释放到蛛网膜下腔，其中许多可作为潜在的生物标志物。Alpha-Ⅱ血影蛋白是细胞骨架蛋白，其分解产物(spectrin breakdown products, SBDPs)是细胞损伤的标志物，Lewis等^[9]研究发现，钙蛋白酶和胱天蛋白酶介导产生的SBDPs水平在CVS发作前12 h显著增加。神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)，是神经元释放的糖酵解酶，已经成为脑卒中、癫痫和创伤性脑损伤等中枢神经系统疾病严重程度的标志物^[10]。Siman等^[11]研究表明，NSE的水平与血管痉挛的严重程度和患者预后不良相关。然而，来自Tawk等^[12]的研究却发现，升高的NSE与不良预后有关，但未发现与CVS相关。因此，仍需要更多的研究证实NSE和CVS水平之间相关性。同样作为脑损伤的标志物，S100B是一种从星形胶质细胞和神经元释放的蛋白质。Amiri等^[13]发现血清和脑脊液中的S100B均不能作为CVS的预测因子。2016年的一篇系统评价也指出了血清和脑脊液中的S100B与CVS之间没有发现关联，但可作为aSAH的预后标志物^[14]。

其他细胞损伤标志物包括磷酸化神经丝亚基H(phosphorylated neurofilament subunit H, pNF-H)和泛素C水解酶1(ubiquitin C hydrolase, UCHL1)。pNF-H是一种轴突损伤标志物，研究发现除与aSAH预后不良相关外，CVS患者pNF-H水平亦明显升高^[15]。而UCHL1则是损伤后从神经元和神经内分泌细胞释放的另一种蛋白质，在判别临床预后方面起到一定作用，然而其与CVS的发生仍有待进一步探索^[16]。

3 炎症反应

进入脑脊液的红细胞随着时间的推移逐渐被溶解，从而产生富含游离Hb和血红素分解产物的细胞毒性环境^[17]。这个过程引发一系列的炎症反应，涉及相关分子包括选择素家族、整合素、促炎细胞因子和补体级联成分等^[18]。可想而知，与炎症相关的标志物在判别CVS方面也有了一定的研究。

促炎细胞因子肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor alpha, TNF-α)与白介素-6(interleukin-6, IL-6)是氧化应激，细胞凋亡和炎性介质募集相关的促炎细胞因子^[18]。Wu等^[19]的荟萃分析发现，对于TNF-α与IL-6可否作为CVS的预测因子，之前多项研究出现了相互矛盾的结果，经过他们亚组分析后，CVS患者的脑脊液中的IL-6和TNF-α水平均明显高于非CVS患者。作为一种敏感的炎性标志物，C-反应蛋白(C-reactive protein, CRP)已经被临床应用于监测各种疾病炎症反应过程。在Romero等^[20]的一项研究中，CRP水平在aSAH患者的早期阶段(第3天至第7天)显著升高。Fountas等^[21]也发现了CVS的患者的血清和脑脊液中的CRP水平均有升高，且与临床预后和CVS的发生相关。

其他与炎症相关的标志物还有，可溶性P/E-选择素、血管细胞黏附分子-1和细胞内细胞黏附分子-1，补体成分C3、C3d、C4和髓过氧化物酶也都发现与CVS存在一定关联^[22]。

4 血管活性物质

内皮和血管平滑肌细胞损伤后，导致舒血管物质如一氧化氮(nitric oxide, NO)及前列环素等合成及释放减少，缩血管物质如ET-1和神经肽Y(Neuropeptide Y, NPY)等合成及释放增多，其中，NO与ET-1的比例失衡参与了血管痉挛的发生发展^[17]。

作为有效的舒血管物质，NO性质不稳定、生物活性难于测量，迄今为止，尚无在体内精确检测NO的有效方法。目前主要检测其相关的代谢产物。在aSAH的最初24 h达到初始峰值后，脑脊液中亚硝酸盐/硝酸盐(nitrite and nitrate, NOx)水平逐渐降低，并且NOx的脑脊液浓度与氧合Hb之间存在显著的相关性^[23]。Ramesh等^[24]研究发现，与没有CVS的患者相比，CVS的患者NOx水平降低，他们认为血浆总NOx水平可作为CVS及预后的潜在生物标志物。不对称二甲基-L-精氨酸(asymmetric dimethyl-L-arginine, ADMA)是一种内源性一氧化氮合酶抑制剂，其可降低NO的浓度。Jung等^[25]在研究ADMA的增加与CVS的程度的关系时发现，ADMA与CVS的发生和严重程度相关。

针对aSAH患者脑脊液或血浆中ET-1水平可否预测CVS的研究中存在结论不一的现象。Mascia等^[26]研究发现脑脊液ET-1水平与神经系统恶化平行，但不能预测CVS。而Bellapart等^[27]发现血浆中ET-1在第5天显著升高，认为血浆ET-1浓度是血管痉挛的潜在标志物。其中的解释可能为血浆与脑脊液中的ET-1改变不平行，这需要进一步研究证实。NPY是具有神经递质和血管收缩功能的神经肽，其效力超过了去甲肾上腺素，被认为是脑血流量的调节因子以及CVS和迟发性脑缺血的一个重要因素^[28]。然而，Rasmussen等^[29]研究结果并未支持外周血中NPY与CVS之间的相关性，尽管高水平的NPY与良好的临床预后相关。

5 细胞外囊泡

细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是由含有跨膜蛋白的双脂层组成，囊泡中包含了胞质蛋白和RNA，细胞可以通过EVs的分泌与邻近细胞或远距离细胞进行通信。细胞可以分泌根据其亚细胞来源的不同分为不同类型的EV，这些EV显示出不同的尺寸(直径100~1 000 nm)，在文献中通常称为微泡，外泌体或微粒^[30]。在血浆、尿液、唾液和炎症组织中均发现了EVs的存在，它们的生物标志物潜力已经引起了极大关注。正常个体的循环中通常存在少量的EVs，但在各种心血管疾病中发现其明显升高，包括动脉粥样硬化、冠状动脉疾病、心力衰竭和血管炎等^[31]。此外，在缺血性卒中，内皮细胞来源的EVs的水平与临床疾病严重程度和梗死体积直接相关，并且是血管病变的标志物^[32]。事实上，EVs参与了炎症、内皮损伤、氧化应激、细胞凋亡等病理生理过程^[33]，而这些都与CVS的发生发展有关。

Lackner等^[34]研究表明，与健康对照组相比，aSAH患者的内皮、白细胞和红细胞来源的EVs升高，而CVS的患者中CD105(+)和CD62e(+)内皮EVs均显著升高，CD105(+)在CVS发作时增高尤其明显。在另外一项研究中，研究人员通过质谱分析脑脊液EVs中的差异蛋白质表达用于预测CVS发生，结果显示：ApoE，ApoD、突触核膜蛋白1、凝聚素、α-1-酸性糖蛋白、血浆蛋白酶C1抑制剂和前列腺素H2D异构酶下调，触珠蛋白、纤维蛋白原α和γ链、突触核膜蛋白2和血红蛋白亚基α和β上调^[35]。

6 微小RNA

微小RNA(microRNA, miRNA)是一类长度约为19~25核苷酸的非编码单链RNA分子。miRNA通过与特定的mRNA3'UTR的完全或不完全互补结合，抑制靶mRNA的翻译或促进其降解，调节基因的表达，进而参与细胞增殖、分化和凋亡等，而miRNA的本身的生物合成及代谢异常亦可导致疾病的发生发展^[6]。研究已知，miRNA在不同组织、器官中的表达具有时间及空间差异性，在中枢神经系统中表达丰富，其作为中枢神经系统疾病潜在生物标志物的价值已经引起极大的兴趣，特别是在阿尔茨海默病、亨廷顿病、多发性硬化症、精神分裂症和双相情感障碍中^[36]。

然而，目前miRNA在aSAH的研究仍相对偏少，尤其CVS方面。最近，Stylli等^[6]使用表达谱芯片研究了来自aSAH患者和健康患者脑脊液中的miRNA表达谱，发现36个miRNA存在差异表达，其中miR-27a-3p、miR-516a-5p、miR-566和miR-1197在CVS和非CVS之间具有显著差异性。Bache等^[37]则是使用高通量测序并验证了脑脊液中的miR-132-3p、miR-19b-3p、miR-210-3p、miR-221-3p和miR-484在CVS患者中相对表达增加。因此，作为目前的研究热点，miRNA是一类具有潜在研究价值的新型生物标志物。

7 总结

综上所述，CVS的发病机制复杂，单一的生物标记物很难做到准确的预警CVS发生发展。且多数仍需要大样本、多中心的临床试验来评估这些生物标志物的实用性和有效性。