《Brain and Behavior》：Inflammatory Markers Mediate the Prognosis of Baseline Mismatch Volume and 90-Day Outcomes in Acute Ischemic Stroke Patients
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本刊推荐：本研究通过回顾性分析473例急性缺血性卒中（AIS）患者，首次系统探讨基线错配体积（代表缺血半暗带）与90天不良预后（改良Rankin量表[mRS] > 2分）的关联，并揭示中性粒细胞-淋巴细胞比值（NLR）、单核细胞-淋巴细胞比值（MLR）及血小板-中性粒细胞比值（PNR）在此过程中的部分中介作用（中介效应分别为22.9%、17.5%和27.4%）。研究创新性地发现，即使错配体积较小，高NLR/MLR和低PNR仍可导致不良预后，提示炎症反应是独立于缺血体积的核心预后决定因素，为AIS个体化抗炎治疗提供了重要依据。
ABSTRACT
背景
既往研究虽提示较大缺血半暗带体积与较差的急性缺血性卒中（AIS）结局相关，但临床结果存在不一致性。本研究旨在探讨基线错配体积（作为缺血半暗带的替代指标）与AIS 90天预后的关系，以及炎症标志物在其中的中介作用。
方法
本研究对473例AIS患者进行回顾性分析。采用逻辑回归和限制性立方样条（RCS）分析评估基线错配体积与90天不良预后的关系。使用Bootstrap法检验炎症标志物的中介作用。根据基线错配体积和结局将参与者分为四组，以进一步探讨炎症在缺血半暗带体积与不良结局中的作用。
结果
逻辑回归分析显示，基线错配体积与90天不良预后显著相关（OR = 1.04 [95% CI, 1.01–1.06]；p < 0.01），RCS曲线分析显示两者呈线性关系（p > 0.05）。炎症标志物部分中介了二者之间的关系（NLR: 22.9%， MLR: 17.5%， PNR: 27.4%）。此外，少数错配体积大的患者预后良好，而错配体积小的患者预后不良，这与他们的炎症反应严重程度显著相关（p < 0.001）。
结论
较大的基线错配体积、较高的NLR和MLR以及较低的PNR与AIS患者90天不良预后显著相关。值得注意的是，在某些错配体积较小的病例中，高NLR和MLR、低PNR的患者仍预后不良；而部分低NLR和MLR、高PNR的患者即使错配体积较大，仍能获得良好预后。这些发现表明，AIS预后不仅取决于基线错配体积，还显著受到全身炎症反应的影响。
1 引言
急性缺血性卒中（AIS）发生时，脑组织因缺血缺氧经历血流动力学改变，导致灌注不足。这可通过定量脑血流成像确定。当脑组织灌注不足超过损伤阈值时，会发生不可逆的梗死核心形成。基线梗死核心体积可以预测临床结局，但梗死进展的个体差异可能导致早期测量无法反映疾病进展过程。相比之下，受侧支循环和缺血时间影响的缺血半暗带体积相对稳定。因此，使用缺血半暗带体积预测特定时期内的AIS结局更符合病理生理过程。随着现代影像技术的发展，CT灌注（CTP）成像已成为一种快速便捷的方法，可提供错配体积，作为缺血半暗带体积的替代定量指标。
错配体积通过低灌注组织体积减去核心梗死体积计算得出，被广泛用作缺血半暗带的定量指标。缺血半暗带是患者从再灌注治疗中获益的关键区域，也是AIS治疗的重要临床靶点。磁共振成像（MRI）和多模态CT是两种最常用的成像方法。CTP成像以其快速、准确和直观的特点，已成为AIS患者初步筛查的重要方法。
缺血半暗带的再灌注可能引发氧化应激和炎症级联反应，导致不可逆的神经元损伤，并损害AIS后的神经功能恢复。一些研究表明，中性粒细胞-淋巴细胞比值（NLR）、单核细胞-淋巴细胞比值（MLR）和血小板-中性粒细胞比值（PNR）可能是参与缺血半暗带基线炎症过程的潜在新型生物标志物，并影响神经功能恢复。
在临床治疗中，我们发现部分AIS患者错配体积小但90天预后差，而部分AIS患者错配体积大却可能预后良好。因此，本研究旨在探讨AIS患者基线错配体积与90天不良结局之间的关系，以及炎症标志物在基线错配体积与90天不良结局关系中的潜在中介作用。
2 方法
2.1 研究设计与参与者
本研究纳入了2022年3月至2023年12月期间卒中中心收治的500例AIS患者，最终473例符合纳入标准。纳入标准：（1）年龄≥18岁；（2）诊断符合中国急性缺血性脑卒中诊断治疗指南标准；（3）发病在5天内；（4）卒中前改良Rankin量表（mRS）评分≤2分；（5）患者自愿签署知情同意书。排除标准：（1）出血性脑梗死或其他非出血性颅内出血性疾病；（2）发病后接受过溶栓治疗或机械取栓；（3）患有其他严重原发性全身性疾病。
2.2 数据收集
收集所有AIS患者的人口学特征，包括年龄、性别、随机血糖（RBG）、体温（BT）、脑血管病危险因素（包括高血压、糖尿病、冠心病、高脂血症、心房颤动和短暂性脑缺血发作[TIA]）、吸烟饮酒史、用药史（包括抗血小板聚集药、降脂药、降压药和降糖药）、入院时血压、醒后卒中、美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分、mRS评分、卒中后癫痫和卒中后肺炎。入院24小时内采集静脉血样，记录中性粒细胞（N）、淋巴细胞（L）、单核细胞（M）和血小板（P）等血液数据。出院后90天评估NIHSS评分和mRS量表。根据mRS评分确定预后结局。0分表示无残疾，2分表示功能受损，分数越高表示神经功能缺损越严重。所有患者入院24小时内均接受CTP检查。
用药依从性采用MMAS-8量表评估。康复依从性通过完成康复训练天数与计划训练天数的比值评估：比值<80%定义为“差”，≥80%为“好”。
2.3 影像学方法及相关参数计算
参与者使用飞利浦Brilliance 128层螺旋CT扫描仪进行扫描。将50-70 mL造影剂以5 mL/s的速率注入受试者肘静脉。从主动脉弓下缘至颅顶进行标准扫描。参数包括：层厚0.625 mm，层间距0.625 mm，电流250 mA，电压120 kV，机架旋转速度360°/s，扫描阈值150 HU。多次连续扫描后，将灌注数据上传至独立工作站。在病变最明显的层面选择感兴趣区（ROI）。造影剂到达组织引起的CT值变化与每个时间点的造影剂浓度成正比，从而生成每个体素的时间-密度曲线。计算脑血流量（CBF）、脑血容量（CBV）、平均通过时间（MTT）、达峰时间（TTP）、Tmax、rCBF < 30%、Tmax > 6 s、错配体积和错配比率等参数。计算AIS患者的相对脑血容量（rCBV）和相对脑血流量（rCBF）。rCBV是患侧脑血容量与健侧脑血容量的比值（rCBV = 患侧脑血容量/健侧脑血容量），rCBF是患侧脑血流量与健侧脑血流量的比值（rCBF = 患侧脑血流量/健侧脑血流量）。将核心梗死体积定义为rCBF < 30%。错配体积是低灌注组织体积与核心梗死体积之差（错配体积 = Tmax > 6 s的体积 - rCBF < 30%的体积，单位：mL）。
2.3.1 效能分析
本研究主要目的是探讨AIS患者基线错配体积与90天不良结局（mRS评分 > 2分）的关联。采用二元结局的多变量逻辑回归设计，显著性水平（α）设为0.05（双侧），目标效能（1-β）为80%。根据初步分析结果和类似研究的共识，将90天不良结局风险的预期OR设定为基线错配体积每增加10 mL为1.04。事件率根据实际入组的473例患者数据确定，其中105例（约22.2%）发生90天不良结局。该比率与2023年中国急性缺血性脑卒中诊断治疗指南中AIS患者3个月致残率在14.6%至23.1%之间的结论高度一致。使用G*Power 3.1软件验证表明，检测核心关联至少需要28个结局事件和约126的总样本量；本研究实际样本量和事件数远超最低要求。反算显示，在α = 0.05（双侧）、OR = 1.04、4个自变量（基线错配体积、NLR、MLR、PNR）条件下，实际统计效能达到98.2%。此外，根据事件每变量（EPV）准则（EPV = 105 ÷ 4 = 26.25 ≥ 10）验证，确认多变量逻辑回归模型无过拟合偏差，保证了回归系数估计的稳定性和可靠性。
2.4 统计分析
本研究使用R统计软件（v 4.3.0）和SPSS（统计包）版本25.0进行数据分析。连续变量比较使用 Whitney检验或t检验，数据以均值±标准差（mean ± SD）表示。使用逻辑回归模型分析AIS患者基线错配体积、NLR、MLR、PNR与90天不良结局的关系。使用Spearman相关性检验评估各指标与mRS量表的相关性，结果以比值比（OR）和95%置信区间（CI）表示。基于单因素分析结果和既往文献报道，筛选并校正混杂因素，并通过限制性立方样条（RCS）分析进一步评估其与AIS患者90天不良结局的关联。同时，基于亚组分析绘制森林分布图。使用Bootstrap法检验NLR、MLR、PNR在AIS患者基线错配体积与90天不良结局关系中的中介作用。所有检验均为双侧，p < 0.05认为有统计学意义。
3 结果
3.1 基线信息
在500例AIS患者中，6例因合并颅内出血性疾病被排除，7例接受血管内治疗，2例患有严重原发性疾病，12例在90天随访时失访。最终473例AIS患者纳入本研究。参与者平均年龄为68.0 ± 11.4岁，其中360例（76.1%）为男性。良好结局组和不良结局组患者的基线特征如表1所示。与良好结局组相比，不良结局组患者年龄更大，基线错配体积更高，入院时RBG水平更高，入院时NIHSS评分更高，入院时mRS评分更高。同时，该组患者入院时平均舒张压较低，抗血小板聚集药物和降脂药物的使用率较低，卒中后癫痫和肺炎并发症的发生率较高，用药依从性和康复依从性较差（p < 0.05）。
3.2 基线错配体积与AIS患者90天不良结局关系的回归分析、限制性立方样条（RCS）分析和亚组分析
在逻辑回归分析中，基线错配体积与AIS患者90天不良结局显著相关（OR = 1.04 [95% CI, 1.02–1.07], p < 0.001）。在模型2中调整性别和年龄后，基线错配体积与AIS患者90天不良结局的关系仍具有统计学意义（OR = 1.04 [95% CI, 1.02–1.07], p < 0.001）。在模型3中调整性别、年龄、既往病史、既往用药史、用药依从性和康复依从性后，基线错配体积与AIS患者90天不良结局的关联仍具有统计学意义（OR = 1.04 [95% CI, 1.01–1.06], p < 0.01）（表2）。为了进一步探讨基线错配体积与AIS患者90天不良结局的关系，我们调整了各种潜在混杂因素并进行了RCS分析，结果显示基线错配体积与AIS患者90天不良结局呈线性正相关（图2）。根据年龄、性别、吸烟史、饮酒史、高血压、糖尿病和冠心病将AIS患者分为不同亚组。亚组分析显示，不同亚组对基线错配体积与AIS患者90天不良结局关系的影响是一致的，组间无显著差异（图3）。
3.3 NLR、MLR、PNR与AIS患者90天不良结局关系的回归分析和RCS分析
在逻辑回归分析中，NLR、MLR和PNR与AIS患者90天不良结局显著相关（OR = 1.21, 1.73, 0.98; p < 0.01）。在模型2中调整性别和年龄后，NLR、MLR和PNR仍与AIS患者90天不良结局显著相关（OR = 1.21, 1.68, 0.98; p < 0.01）；在模型3中调整性别、年龄、既往病史和既往用药史后，NLR、MLR和PNR与AIS患者90天不良结局的关联仍然显著（OR = 1.22, 1.71, 0.98; p < 0.01）。为了进一步探讨炎症标志物与AIS患者90天不良结局的关系，我们将NLR、MLR和PNR纳入RCS分析。结果显示，NLR和MLR与AIS患者90天不良结局呈显著线性相关（p > 0.05）。然而，PNR与AIS患者90天不良结局呈非线性相关（p < 0.05）。根据拐点分析，当PNR ≥ 81.34时（即拐点右侧），PNR与AIS患者90天预后呈负相关。相反，在拐点左侧观察到正相关。因此，高NLR、MLR和低PNR与AIS患者90天不良预后呈正相关。
3.4 中介分析
中介分析结果显示，NLR、MLR和PNR部分中介了基线错配体积与AIS患者90天不良结局之间的关系（图4），中介效应分别为22.9%、17.5%和27.4%（表3）。
为了进一步研究炎症标志物对基线错配体积与90天不良结局关联的影响，根据基线错配体积的中位数（中位数 = 5.9 mL）将患者分为低错配体积组和高错配体积组：低错配体积 < 5.9 mL 对比高错配体积 ≥ 5.9 mL。基于错配体积和结局的二分法，将患者分为四组：低错配体积良好结局组、低错配体积不良结局组、高错配体积良好结局组和高错配体积不良结局组。研究发现，在大多数人群中，较大的急性脑梗死体积与更严重的炎症反应和更差的结局相关，而较小的梗死体积与较轻微的炎症反应和较好的结局相关。然而，我们也发现，一小部分梗死体积大的患者预后良好，而一些梗死体积小的患者预后不良。这种差异与炎症反应的严重程度密切相关（p < 0.001）（表4）。
4 讨论
急性期脑组织灌注异常的程度存在个体差异。本研究发现，基线错配体积与AIS患者90天不良结局显著相关（即AIS患者基线错配体积越大，90天预后越差），这可能与缺血脑组织长期缺乏再灌注以及部分缺血半暗带组织转化为梗死核心组织有关。中介分析表明，NLR、MLR和PNR部分中介了基线错配体积与AIS患者90天不良结局的关系，并发挥了15%至30%的中介效应。
本文对缺血半暗带体积的判断与既往文献发现不同，既往文献认为缺血半暗带体积越大，预后越好，而本研究发现存在一定局限性。基于本研究分析，对于大多数参与者，缺血半暗带体积越大，神经元细胞损伤越广泛，需要挽救的脑组织越多。当缺血半暗带神经元细胞遭受持续、广泛的严重炎症反应和氧化应激时，AIS患者神经修复的可能性降低，预后结局越差，基线缺血半暗带体积与预后不良结局呈正相关。然而，我们在少数参与者中发现缺血半暗带体积与预后结局不匹配（即基线错配体积小但预后差，基线错配体积大但预后良好）。通过深入分析，这种现象可能与脑侧支循环的丰富程度和炎症反应的严重程度有关。一方面，脑组织丰富的侧支循环为缺血组织再灌注提供了更多可能性。另一方面，损伤后的炎症反应对预后结局产生更大影响。大量研究表明，卒中后的一系列炎症反应可加速神经元死亡，导致功能迅速丧失。具体机制目前尚不清楚，但大量假说和研究提示，AIS后的病理变化与严重的免疫抑制密切相关。NLR和MLR可能反映了先天免疫、适应性免疫和炎症免疫反应之间的平衡。卒中后，外周免疫细胞被激活，导致中性粒细胞增加，释放活性氧和蛋白酶，从而破坏血脑屏障，加剧脑损伤程度。同时，细胞凋亡导致淋巴细胞耗竭，增加感染风险，导致神经功能恶化。单核细胞在损伤发生时因细胞因子刺激而增殖活化，随后分化为巨噬细胞，在清除受损细胞碎片的同时，释放细胞因子加剧炎症反应。一些研究推测，AIS患者发病时，由于血栓形成会发生血小板消耗。此外，血小板在卒中后与中性粒细胞相互作用，血小板可以介导中性粒细胞诱导的炎症反应。因此，较低的PNR可以预测较差的预后。
炎症标志物NLR和MLR可能反映先天免疫、适应性免疫和炎症免疫反应之间的平衡。血小板在卒中后与中性粒细胞相互作用，血小板可以介导中性粒细胞诱导的炎症反应。也有研究发现，NLR、MLR和PNR水平与90天功能预后和死亡风险相关。除此之外，炎症反应中的细胞因子，如肿瘤坏死因子α和白介素，已被发现影响新生血管形成和侧支循环，进而影响缺血半暗带区域脑组织的恢复。这些发现进一步强调了在AIS诊治中关注炎症反应对预后影响的重要性，以及积极抗炎治疗对改善神经修复的重要性。因此，基线错配体积结合炎症标志物可以更好地预测AIS患者的预后结局。
近年来，MRI技术日益成熟，其“灌注-扩散不匹配”研究已广泛应用于临床。然而，对于AIS等时间相关性疾病，CTP在速度和可及性方面优于MRI。因此，CTP越来越多地被临床急诊医生用于评估AIS患者的预后并指导再灌注治疗。
此外，Zeinhom等人（2024年）进行的一项多中心随机试验证实，基线NIHSS评分和血糖水平是接受阿替普酶治疗患者不良预后的独立预测因素。这与本研究关于入院时血糖水平升高和基线NIHSS评分高对预后影响的发现一致。同时，他们针对中东和北非地区房颤相关栓塞性卒中的研究表明，用药依从性和基础疾病控制影响长期预后，这也与本研究的结论相符。既往研究已验证，血糖升高可加剧缺血半暗带细胞损伤，而较高的NIHSS和mRS评分通常提示梗死体积较大。随着核心梗死体积的扩大和缺血半暗带细胞损伤的进一步加重，AIS患者的神经功能恢复过程直接受损，最终导致不良结局。
5 结论
本研究证明，基线错配体积越大，AIS患者90天预后越差。NLR、MLR和PNR中介了基线错配体积与AIS患者90天不良结局之间的关联。在少数AIS患者中，基线错配体积结合炎症标志物可能更好地预测预后结局。这些发现提示，急诊临床医生可利用基线错配体积快速评估病情严重程度，并指导积极的治疗方案，包括血管内治疗和抗炎治疗，以改善AIS患者的神经功能和长期生活质量。
