文摘
准确的理解机制个体应对rt-PA治疗对于改善中风患者的管理是至关重要的。我们也回顾了文献以识别生化和遗传因素与卒中后rt-PA管理的安全性和有效性。
1。介绍
中风是一种复杂的疾病,被认为是成年依赖的主要原因和第三死因在工业化国家。缺血性中风,定义的阻塞血管损害脑血流量,占所有中风病例的将近87%。唯一的药物批准用于治疗急性缺血性中风是溶栓或重组组织纤溶酶原激活物(rt-PA)。rt-PA政府的目的是引起及时闭塞血管再通,进而恢复缺血区血液流动,并帮助保护缺血半影。rt-PA药物使用重组技术生产基于组织纤溶酶原激活物(t-PA),在内皮细胞中发现的一种内源性丝氨酸蛋白酶和参与血凝块的分解。这种酶负责激活纤溶酶原在血管内水平和物的catalyzation转换成胞浆素,它是主要的蛋白质与血栓溶解。中风指南建议rt-PA政府不迟于4.5小时后症状发作(1- - - - - -6),基于这一事实,超出这个时间点,不利的风险可能会超过收益(7,8]。
尽管伟大的溶栓对中风患者的好处8),只有14.3%的人正在接受这种方法(9]。这低主要是由于这样的事实,大多数病人到超出了推荐时间窗治疗中风中心,但也与rt-PA政府相关的负面影响。主要的担忧rt-PA管理是它的安全性和有效性。一方面,安全问题是指可能发生严重的出血性转换(HT) rt-PA输液后,这是一种多因子的现象,其中缺血性脑组织转化为出血性病变血管渗漏,血液外渗,脑损伤。HT的有几个亚型,它们可以根据其严重程度分类。出血性梗死通常被认为是一个相对较小的并发症,而实质出血(PH)被认为是最严重的HT,涉及大的血肿,通常造成巨大的影响。症状性颅内出血(西奇),如大多数PH值,包含四个或更多的点神经恶化美国国立卫生研究院的中风尺度(署)得分。它们影响2%至6%的患者治疗评估在36个小时,增加频率直到治疗(1- - - - - -4]。西奇导致临床疗效不佳和阻碍努力延长治疗窗口。另一方面,rt-PA行政效能是指脑动脉的速度可以recanalized,但也没有reocclusion血管再通成功后,相关的神经系统和功能的结果。当前知识血管再通的发生表明,30%到36%的患者rt-PA实现完整的血管再通,和高达70%的经验一定程度的部分再通,虽然33.8%至40%的患者不recanalize [10- - - - - -13]。
更好的理解相关的生物和遗传因素rt-PA病人的反应是必要的,因为它可能是有用的,以最小化西奇的风险。此外,识别患者治疗时间窗之外,但呈现出低并发症的风险,因此可能受益于rt-PA治疗,可能是有用的,因为可以识别呈现抵抗治疗的患者。事实上,这些患者可能不会recanalize但可能受益更多侵入性治疗如动脉内的rt-PA管理、机械血栓切除术,或添加sonothrombolyis标准疗法。最后,理解与个人相关的潜在机制应对rt-PA将有助于医生相应地调整药物剂量。因此本研究的目的是进行文献回顾,编译结果观察血液生物标志物和遗传因素,已与rt-PA治疗中风患者的疗效和安全性。
2。生物标志物与rt-PA治疗有关
生物标志物是一个特性,可以客观地测量和评价指标的正常生物过程,致病过程,或药物对治疗干预的反应14]。生物标志物的使用成为一个标准的做法在某些领域的医学决策过程,其中一些已经被广泛接受。良好的生物标志物理想情况下应特殊和敏感,检测样本中现成的(尿液、血液、头发或呼出的空气),检测迅速,以低成本,应该允许预防措施,应该在伦理上接受。关于溶栓疗法,血浆和血清生物标志物是最常用的研究报道。纤溶治疗或之前收集的血液样本通常是在小时后立即rt-PA输液时间概要文件时要研究。
2.1。生物标志物与血脑完整性和出血性转换的损失
HT,特别是西奇,是最担心的并发症rt-PA管理。因此非常重要的是理解这个病理机制的条件。国家神经疾病和中风研究所(研究所)的研究显示,患自在之物的风险是6% rt-PA-treated患者相比,只有1%的安慰剂组(1];结果后来证实了其他研究[4,15]。随着时间的推移,治疗窗口建立了4.5小时后症状发作(5- - - - - -7]。有用的生物标志物的出现来识别这些患者更高的HT风险是至关重要的安全扩大治疗窗口,让更多的患者受益于这种疗法。
失去完整的血脑屏障(BBB)造成缺血和再灌注被认为是前兆HT和中风后的不良预后显著相关。BBB保护大脑免受分子和病原体通过血液循环。这个专门的神经与血管的接口包括内皮细胞紧密连接、基板、星形脚结束。BBB泄漏和血液成分溢出脑实质是高度相关的基板。因此,维护基膜完整性是一个关键的挑战,以防止出血性并发症和脑损伤引起的这一现象。最近的研究与基质金属蛋白酶(MMPs)在这个过程中,因为他们攻击基板,后来导致微脉管系统的超微结构损伤。外周血中性粒细胞浸润,基底膜胶原IV密切相关退化和BBB破坏,已经证明在梗塞区域(16]。中性粒细胞使用基质金属蛋白酶进行迁移,rt-PA已经被证明可以促进中性粒细胞脱粒和MMP-9释放在体外(17]。
基质金属蛋白酶是zinc-dependent肽链内切酶,有一个明确的角色在不同的细胞过程,如增殖,凋亡和组织形态发生,也参与了大部分生理过程参与细胞外基质重建。除了这个角色在修理和改造,高浓度的基质金属蛋白酶的存在与组织有关的破坏在多种病理过程。一些研究涉及MMP-2 MMP-9在脑缺血(18- - - - - -21]。基质金属蛋白酶是过表达时,血脑屏障的降解底物,增加水肿,炎性细胞浸润,并损害大脑实质卒中后(22- - - - - -24]。此外,高浓度的MMP-9 (> 97 ng / mL)在等离子体rt-PA治疗已被证明预测HT发生(PH值:270.2±87.8 ng / mL, non-HT: 126.3±127.5 ng / mL;)[21,25]。事实上,几乎是基质金属蛋白酶的浓度之间的线性关系和观察HT的严重性(HI-1 = 37.4 ng / mL;HI-2 = 111.0 ng / mL;PH-1 = 202.5 ng / mL;PH-2 = 337.8 ng / mL)。在这个研究中,一个分界点MMP-9 191.3 ng / mL的敏感性为100%,特异性为78%检测存在的PH值的阳性预测值为67%,阴性预测值为100% (21)(表1)。
纤连蛋白,基底膜的一个组件,是一种二聚的糖蛋白,促进细胞间的粘合剂和cell-to-matrix交互,因此参与伤口愈合。高水平的细胞纤连蛋白(c-Fn)可能与内皮损伤有关。事实上,血浆c-Fn水平已报告增加患者的血管损伤(26]。一项研究表明,c-Fn水平高于3.6μ在等离子体g / mL,测量rt-PA政府之前,可以预测HI-2的发展和PH值的敏感性和阴性预测值为100% (27]。之后,多中心前瞻性研究发现,基线血清c-Fn和MMP-9浓度明显高于在HT患者和PH值(28]。他们也观察到的敏感性为100%,特异性为60%,阳性和阴性预测值使用c-Fn PH值≥3.6的水平μg / mL分别为20%和100%,而相应的值分别为92%,74%,26%,和99% MMP-9水平≥140 ng / mL。生物标志物发现以上这些截止点时,特异性增加了87%,预测积极价值高达47%。作者假设c-Fn可以是一个有用的标记来识别病人的风险更大痛苦自在之物(表1)[28]。
这些结果表明,基质金属蛋白酶和c-Fn绝对参与流血症状的发生,尽管他们应该考虑谨慎,因为他们的权力在HT风险预测仍然是未知的。这些生物标记的阳性预测值可能不是足够高,用于临床。此外,这些研究的样本量较小,因此需要HT的研究,不仅有症状的人,这是最相关的由于他们的致命后果。样本量大,需要研究西奇在中风患者由于其低流行率。因此这些结果应该由其他组复制,更大的样本量和有界西奇,之前他们可以通用,用于临床实践。假设标记预测PH值如MMP-9和纤连蛋白可能也很有趣,我们重新计算了LR(+)和(−)文章周晓明et al .,考虑疾病的流行,也就是说,PH = 8.96% (PH值,非PH值),然后检测前概率是8.96%,与他们的数据可能比+ 6.99,和似然比−0.09,所以与这些数据测试后出现的概率= 40%的PH值和1%的缺失。因此,即使对PH值的预测这些标记并不有用排除患者的治疗,可能他们可能只被用于规则很低的患者出血的风险。
最近的和重要的发现之一,中风的识别是生物标记血管粘附蛋白1 (VAP-1)作为预测HT rt-PA之后。VAP-1是一种胞外酶,属于semicarbazide-sensitive胺氧化酶(SSAO)的家庭。内皮细胞表达,调节白细胞贩卖,包括中性粒细胞,因此假设与BBB破坏。此外,VAP-1与外渗在炎症条件下,增加缺血性脑损伤,由于其功能作为SSAO,通过产生有毒的代谢产物(29日]。一些研究发现异常高血浆VAP-1 / SSAO活动一些患者血管或炎症条件(35,36]。另一个最近的研究表明,高水平的血浆VAP1 / SSAO活动(> 2.7 pmol /分钟·毫克)测量rt-PA治疗前预测的外观HT(或(5.84 (2.16 - -15.80),)),PH值的发生(或(11.18 (2.19 - -56.93),())和神经恶化29日)(表1)。VAP-1 / SSAO > 2.7 pmol /分钟·毫克的敏感性为87.5%,特异性为61.3%,阳性预测值为62.26%,97.4%的- 1。他们还注意到,推迟rt-PA cotreatment vap-1 / SSAO抑制剂氨基脲,在动物模型中,减少梗塞体积(8.73%(0 - 50%)氨基脲组和35.46%生理盐水组(8.43 - -45.83%);)和流血的存在(分别为18%和43%,分别地。),所以他们建议使用SSAO rt-PA抑制剂可能是辅助治疗,阻断白细胞迁移效应,可能阻止rt-PA-induced中性粒细胞脱粒。潜在有价值的战略研究西奇预防机制是目标分子参与中性粒细胞的浸润缺血性VAP-1 / SSAO等领域。然而,应该进行更多的研究来验证这些结果。大患者群需要为了研究西奇和临床试验的风险应该执行测试这个或其他辅助疗法。另一方面,VAP-1 / SSAO的阳性预测值高于观察和MMP-9 c-Fn(62.26%, 26%和20%,resp)。这表明VAP-1 / SSAO测量之前rt-PA将是一个更好的候选人来预测博士也许在将来几个生物标记的组合会增加预测价值的解决方案,用于日常临床实践。
有趣的是,VAP-1 / SSAO也与氧化应激有关,和我们最近描述了一些相关的氧化应激标志物如丙二醛(MDA)确实是相关的外观HT tPA治疗后(37]。
2.2。生物标记物与纤维蛋白溶解和凝固体内平衡
纤溶酶原激活物inhibitor-1 (PAI-1)是主要的rt-PA内源性抑制剂。它直接绑定到rt-PA,抑制纤溶行动由stechiometric行动1:1。PAI-1一直与急性中风(38- - - - - -40)和其他脑血管疾病(41,42]。Thrombin-activable纤维蛋白溶解抑制剂(TAFI)是一种间接的纤维蛋白溶解剂。它是由复杂的凝血酶激活/ thrombomodulin或血纤维蛋白溶酶,对纤溶过程有抑制作用。TAFI劈开n端赖氨酸残留了纤维蛋白(纤维蛋白单体也可能分裂),从而防止rt-PA和纤溶酶原结合物。TAFI水平升高已报告作为中风的危险因素(43,44]。关于溶栓治疗,一些在体外研究和动物模型表明,抑制TAFI加速凝块溶解rt-PA [45- - - - - -47]。日博等人发现水平的PAI-1 < 21.4 ng / mL和TAFI含量> 180%,血浆,测定前rt-PA政府和由酶联免疫吸附试验(elisa),预测西奇发生(75%阳性预测值、预测价值负97.6%)(30.)(表1)。然而,研究的样本量小,没有其他的研究,这些研究结果的支持。
最近,活化蛋白C (APC),血浆丝氨酸蛋白酶的抗凝活性和广泛的cytoprotective函数(48- - - - - -51),表明防止rt-PA引起的出血在活的有机体内在动物模型和减少MMP-9在人类大脑内皮细胞的表达在体外(52]。因此,建议这种蛋白质的共同rt-PA可能有助于扩大rt-PA治疗窗口(53]。然而,由于APC蛋白具有抗凝作用,缺血性中风患者这种药可能会出血并发症(54]。最近,一个协会的APC浓度rt-PA治疗后出血并发症和死亡率一直显示。两个小时后开始治疗,APC水平超过176%预测PH值而APC水平超过157%预测死亡率(31日)(表1)。在这项研究中,作者指出,高APC水平可能是一个原因,甚至后HT发生的结果。然而,APC不是一个有用的生物标志物与HT以来观察2小时之前,而不是之后rt-PA管理。
2.3。生物标记物与血管再通
关于治疗功效,几个分子与大脑血管的血管再生或再通。最重要的是与纤维蛋白溶解和凝固系统有关。增加PAI-1活动一直在报道中风患者,与控件(11.6 U /毫升与8.8 U /毫升,)[40],更高浓度的PAI-1患者血浆(PAI-1 > 34 ng / mL),之前rt-PA管理、显示可怜的血管再通率(33]。血纤维蛋白溶酶的主要内源性抑制剂,这是一个关键的纤维蛋白溶解酶,alpha-2-antiplasmin,也发现,虽然相互矛盾的结果,在rt-PA后血管再通。一项研究表明,患者没有recanalize纤溶治疗后六百一小时内等离子体的比那些alpha-2-antiplamin水平较低(分别为96.5%和87.5%,分别地。)和功能性TAFI(91.7%和104.4%,)[58]。但后来研究同一组没有发现协会(59]。Thrombin-Antithrombin(乙)复杂的凝血酶可以作为间接测量浓度在等离子体中,被认为是中央酶凝血级联的。凝血酶产生相反效果和止血的监管是一个关键因素60]。一份报告描述了高水平的答在等离子体测量24小时后rt-PA注入预测差结果缺血性中风(后三个月61年]。此外,最近的一项研究表明,低血浆的基线水平答与更好的率相关的完整的纤溶治疗后动脉再通一个小时(或IC 95% 1.4 - -434.8 = 24.8;),以及2小时(或= 6.3 1.5 -27年IC 95%;)和6个小时(或IC 95% 1.5 - -26.5 = 6.4;)[34)(表1)。这项研究并没有证实一个重要答水平和死亡率之间的联系在3个月,但这个可怜的结果所涉及的机制可能是血管再通的缺席而不是HT的增加率,因为众所周知,没有船重新开放与较差的神经学结果和死亡率(62年]。
2.4。与其他模式生物标志物的行动
最后,S100B,据报道一种钙结合蛋白,血清标志物的BBB功能障碍(63年]。监管职能在一个细胞内和细胞外水平,细胞迁移和增殖,抑制细胞凋亡,细胞分化,与HT发生有关。S100B是重要的星形胶质细胞的激活在脑损伤和神经退行性过程(64年]。它已经与一些脑血管疾病有关,如缺血脑损伤或脑出血。高浓度的蛋白质(S100B > 0.21μg / L)与HT溶栓治疗后的风险增加(2.80 (1.40 - 5.62;))(32)(表1)。他们发现0.23的分界点μ0.82 g / L提供了特异性预测PH-2(阳性预测值为12%,阴性预测值为97%,AUC = 0.661,),但是这个生物标志物的临床实用性并不清楚由于其较低的阳性预测值。在任何情况下,S100B似乎反映BBB破坏缺血性中风急性期的,尽管它不够具体显示BBB泄漏扩展和反映,因此,HT的程度。
同时,尿微macroalbuminuria,表明血管内皮功能障碍,据报道独立预测急性缺血性中风和出血性转换可能会因此被添加到列表的通路参与HT的过程(65年]。
3所示。遗传药理学的rt-PA
遗传药理学是一门学科,研究有机体的反应,根据其遗传背景,对于一个给定的药物。它已经成为一个强大的工具来个性化治疗的目的preidentifying病人将更好地响应给定的治疗或选择最合适的剂量或每个病人所需类型的药物66年]。许多正在努力确定基因生物标记物,可以用来预测一个人的反应患者纤溶治疗。
3.1。出血性转化的基因预测
因子十三世(FXIII)是一种凝血因子参与凝血级联,它的主要作用是交联纤维蛋白。FXIII由凝血酶激活,负责凝块稳定,将蛋白质如纤连蛋白、血小板反应蛋白和纤溶蛋白α2-antiplasmin,从而使血栓相对抗纤维蛋白溶解(67年,68年]。FXIII Val34Leu多态性的基因被广泛研究在一些血管疾病如心肌梗塞、静脉血栓和缺血性中风和出血性中风,但给出了矛盾的结果。一些报道表明,低浓缩铀等位基因是心血管疾病的一个保护性因素(69年,70年),而其他人则尚未证实这种联系(71年,72年]。关注中风,结果也是矛盾的。一些研究表明,低浓缩铀等位基因是出血性和缺血性中风的危险因素73年而其他人不能观察到这种效果(74年,75年]。关于溶栓治疗,患者Val / Val基因型提出了西奇的发生率低于低浓缩铀等位基因携带者。同样,纯合子Val / Val运营商显示较低的死亡率。此外,Val / Val患者纤维蛋白原浓度低于3.6 g / L了死亡率的8.8%对35.7%的患者。评估神经赤字时,病人携带低浓缩铀等位基因+纤维蛋白原浓度≥3.6 g / L署获得最高的价值,显示较差的神经学状况(55)(表2)。目前,Val34Leu多态性是唯一的遗传变异与HT有关;然而新的研究增加样本量要求证实这些结果。
关于MMP-9 C1562T多态性,位于MMP-9基因的启动子区域,被描述为一个因素,可以修改MMP9的水平在体外。在这项研究中,T等位基因授予MMP-9浓度的增加由于MMP-9子活动增加76年]。同时,T等位基因与浓度的增加有关MMP-9在不同病理像冠状动脉疾病77年动脉硬化),大型船只的78年和腹主动脉瘤79年]。自从MMP-9水平与HT的外表,这是假设这种等位基因可能与这种并发症的发展体内。然而,到目前为止,没有了协会之间的多态性和MMP的浓度或出血性并发症在人类中,可能是因为这个突变不是功能针对脑缺血在活的有机体内或由于小样本大小(80年]。
3.2。基因预测血管再通
血管紧张素转换酶(ACE)是一种酶,这种酶属于kallikrein-kinin和肾素-血管紧张素系统。ACE扮演着一个重要的角色在高血压和血管收缩催化血管紧张素I转换为血管紧张素ⅱ(81年]。多项研究相关的抑制renin-angiotensin-aldesterone系统缺血性中风和血管性复发的发生率较低(心脏预防评估结果(希望),洛沙坦干预端点减少高血压研究(生活)和急性坎地沙坦Cilexetil评价在中风幸存者(AACESS))。插入/缺失(I / D)多态性的基因内区16基因影响血清酶的水平(82年]。D等位基因纯合子呈现高水平的血清ACE,我和等位基因携带者显示低水平。基因也与PAI-1,在某种意义上,删除等位基因与高浓度的PAI-1 [83年,84年),进而与血管再通电阻(61年),因此其纤溶行为。另一方面,D等位基因也被降低凝血因子X活性和七世(85年和纤维蛋白原水平较低86年),添加一个抗血栓形成的活动。最近,因此,研究表明,DD基因型与更好的再通的利率在缺血性中风治疗rt-PA (DD = 69.2%, ID + 2 = 31.6%,在1 h;DD = 91.3%, ID + 2 = 51%,在6小时;DD = 100%, ID + 2 = 72.3%,在24 h post-t-PA政府)不增加出血的几率()[56)(表2)。然而,作者没能证明D等位基因与PAI-1或外汇的一个协会和FVII活动。
关于TAFI,纤维蛋白溶解的间接抑制剂之一,多态性基因的编码区(C1040T)导致Thr325Ile替换,有关TAFI活动增加了60% (87年,88年),与它的治疗效果有关。此外,研究发现,用力推/ Ile多态性的存在是降低血管再通率结合PAI-1 4 g / 5 g多态性(57]。4 g / 5 g多态性位于PAI-1基因的启动子区域。经典,4 g等位基因与高水平的有关PAI-1在等离子体83年,89年]。大量的相关研究主要集中在中风和心血管事件和矛盾的结果(40,90年- - - - - -92年]。溶栓药物的功效,据报道,4 g等位基因的组合和Ile / Ile PAI-1基因的基因型TAFI的阻力血管再通的风险增加(或11.1 (95% CI 1.4 - -89.8,)[57)(表2)。药理遗传学研究的样本量较小。类似于生物标记研究,复制的重要应该执行结果阐明这些snp的角色rt-PA安全性和有效性。然而,似乎是有遗传易感性rt-PA响应因为一些研究已经确定了不同的多态性与rt-PA反应有关。这些发现的临床实践的实现将是困难由于缺少快速多态性检测系统。
4所示。讨论
许多一直努力识别生物和遗传标记可以预测西奇和成功rt-PA灌注后血管再通,但所有的研究带来一些方法论的问题。他们中的大多数使用小样本大小,这使得它很难研究西奇(由于其低流行率),所以他们分析所有类型的HT。需要更多的研究只关注西奇。因此,需要更大的样本大小复制并验证这些结果。,迄今发表的生物标志物研究应当被视为初步研究,因为他们没有说明任何单一的临床相关性标志或一组不同的标记。大多数这些研究进行的小样本大小和阳性预测值在他们中的大多数太低。VAP-1 / SSAO似乎是一种很有前途的生物标志物由于其适度接受积极的预测价值。不幸的是,目前还没有可靠的风险指标使这些高风险患者充分确定。生物标志物的诊断准确性研究迄今为止(即。,matrix metalloproteinase-9, fibronectin, S100B, VAP-1/SSAO) does not appear to be good enough to function as a reliable test in acute stroke management.
另一个重要的问题是如何辨别是否标记发现HT相关或中风的严重程度。MRI研究rt-PA之前执行政府可能帮助我们阐明这一点,通过使用梗塞体积纤溶治疗前和基底署作为变量的统计分析,并评估特定的BBB的存在泄漏迹象如hyperintense急性再灌注损伤标记(伤害)93年),
还必须做进一步的研究试图发现新基因多态性,解释发生并发症或贫穷为了提高血管再通治疗的病人。结果也应该被复制和验证在不同的和更大的人群。
一个更有意义的理解基因表达可以通过大规模技术作为微阵列或全基因组关联研究(gwas),因为新基因和他们的产品可以被发现。然而,很明显,所有这些信息虽然重要,是不够的。大多数基因的功能仍然是未知的,和蛋白质组学研究正试图填补这一需要。最终表型的细胞、器官和生物反映瞬时蛋白质组的概要文件。改变人类的健康是蛋白质组的变化的结果个别患者加班和内源性和/或外部刺激的反应。然而,新方法的出现和大规模的技术来研究人类疾病的复杂性承诺的发病机理上揭示广泛的疾病,包括中风和中风药物基因组学。事实上,最近的一份报告表明,第一次,改变蛋白质的概要文件在人类中风大脑样本与控制导致的出现新的蛋白质,应该深入研究来测试他们是否能被认为是良好的生物标志物的中风(94年]。因此似乎清除功能蛋白质组学的方法将有利于了解中风的信号通路和治疗反应,让期待已久的个性化治疗,也可以帮助识别蛋白质的新列表,可以涉及rt-PA反应,因此可以考虑和分析进一步治疗靶点或rt-PA响应的新生物标志物。
5。结论
尽管最近有很大的进步在基础研究考虑rt-PA治疗的安全性和有效性在中风患者,仍很难翻译结果观察到临床实践,还有很长的路要走之前,这些发现可以实现在医院设置。目前的技术允许在几分钟蛋白质的定量检测,但风险多态性的检测病人的到来后及时去医院现在仍然是不可能的。因此应该努力在这个方向上,为了让快速筛选的病人,结合遗传、生化和临床因素,从而提高这些工具的预测价值,指导临床医生的治疗选择。