动脉瘤性蛛网膜下腔出血后中性粒细胞与淋巴细胞比例持续升高是预兆不良结局的独立指标

《Journal of Clinical Neuroscience》：Sustained elevated neutrophil–lymphocyte ratio following aneurysmal subarachnoid hemorrhage is an independent predictor of poor outcome

　　查尔斯·F·耶茨 | 达娜·A·J·罗兰德 | 利亚姆·G·库尔萨德
澳大利亚昆士兰州赫斯顿的皇家布里斯班妇女医院

**摘要**
**目的**
动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH）是中风的一种亚型，在破裂时及之后的几天内具有显著的发病率和死亡率。有人认为，一种促炎反应（其中中性粒细胞相对于淋巴细胞增加）在识别破裂后的风险特征中起着关键作用。本研究旨在确定中性粒细胞与淋巴细胞的比例（NLR）是否是预后的独立预测因子，特别是≥12个月时的功能结局、临床延迟性脑缺血（DCI）和脑积水。

**方法**
这项前瞻性队列研究包括2020年至2023年间因aSAH接受治疗的114名连续入院患者。每日收集全血计数数据，直至发病后第14天以确定NLR。主要结局指标是≥12个月时的功能结局，采用改良Rankin量表进行评估。次要结局指标包括脑积水以及需要通过脑室腹腔分流术（VPS）进行治疗的临床DCI。采用方差分析（ANOVA）并进行事后分析来统计结果。

**结果**
25名患者（21%）在≥12个月时预后较差，28名患者（24.6%）出现临床DCI，26名患者（22.8%）需要长期脑脊液引流。多变量分析显示，发病后第3天至第12天的平均NLR与不良结局的发生率之间存在显著关系。NLR与DCI或脑积水之间没有独立关系。

**结论**
升高的NLR可能是长期炎症的替代标志物，凸显了失调的神经炎症的病理作用，这可能导致长期功能结局不佳。进一步的研究应重点关注阐明aSAH后致病性神经炎症的驱动分子，以确定潜在的治疗靶点。

**1. 引言**
动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH）发生在颅内动脉瘤破裂时。这种类型的中风与26%的即时死亡率和显著的残留发病率相关[1]。aSAH的临床过程常常伴有继发性损伤，包括延迟性脑缺血（DCI）、脑血管痉挛和脑积水，这些都会导致功能结局不佳和医疗负担增加[2][3]。aSAH的神经外科治疗方法侧重于预防继发性损伤；因此，早期识别不良结局的生物标志物对于识别高风险患者至关重要。中性粒细胞与淋巴细胞的比例（NLR）作为一种容易获取的血液学参数，可能反映了aSAH后炎症反应的严重程度。破裂后，蛛网膜下腔内渗出血液的降解会引发神经炎症反应，导致中性粒细胞相对于淋巴细胞的活化增加[4][5]。这种促炎环境和长期炎症被认为与DCI和脑血管痉挛有关，并可能独立预测脑积水和不良功能结局[6][7][8][9][10][11][12][13]。我们的目标是确定NLR是否是aSAH后结局的预测因子，同时考虑各种病理过程之间的潜在相互作用。

**2. 材料与方法**
**2.1 研究设计与患者群体**
这项前瞻性队列研究包括2020年至2023年间因aSAH接受治疗的114名连续入院患者。研究方案获得了皇家布里斯班妇女医院人类研究伦理委员会的批准，每位参与者或在决策能力受损情况下的亲属签署了知情同意书。样本量是根据关于NLR的现有文献进行功效计算确定的。对于蛛网膜下腔出血患者，标准护理措施包括入住重症监护室并监测动脉血压以密切观察。所有患者每四小时接受尼莫地平60毫克治疗，并进行每日血液分析。所有患者均进行了初次颅脑数字减影血管造影（DSA）。通过血管内技术可治疗动脉瘤的患者在此期间接受了治疗，其余患者则在多学科脑血管会议上进行了讨论。出现临床DCI的患者接受了DSA检查以用于诊断和治疗。

**2.2 入排标准**
患者按顺序在RBWH就诊时被纳入研究。纳入标准如下：成人患者（年龄≥18岁），在发病后3天内就诊，并通过CT血管造影、MR血管造影或数字减影血管造影确诊为aSAH。排除标准包括妊娠、就诊时的活动性感染、近期4周内的外科手术、存在已知的神经退行性疾病以及无法从患者或法定代理人处获得同意。

**2.3 数据收集**
在患者入院时收集临床数据和人口统计学信息，包括性别、年龄、既往病史（高血压、既往aSAH或家族史）以及吸烟状况。临床数据包括入院时的神经状态、出血的放射学严重程度以及脑积水的存在情况。每日收集全血计数数据，直至发病后第14天以确定NLR。每日收集临床数据，包括Glasgow昏迷量表（GCS）和感染症状。在血液、脑脊液（CSF）或痰液培养呈阳性时，确定并发感染。

**2.4 结局指标**
主要结局指标是≥12个月时的功能结局，采用改良Rankin量表（mRS）进行评估。该量表从0（无症状）到6（死亡）评分，评估残疾程度，其中3表示日常生活活动受限制的中度残疾。次要结局指标包括临床DCI（表现为对高血压治疗有反应的神经功能缺损）和需要通过VPS治疗的脑积水。

**2.5 统计分析**
样本量根据α值为0.05、功效为0.8和假设效应量（Cohen’s d）为0.6进行确定。结果分析显示，发病后第3天至第12天的平均NLR与不良结局的发生率之间存在显著关系。NLR与DCI或脑积水之间没有独立关系。

**3. 结果**
**3.1 队列人口统计学特征**
最终分析共纳入114名患者（表1），其中大部分为女性（78.4%，平均年龄56.6±13.4岁）。无患者失访。该患者群体的更多人口统计学细节已在先前文献中描述[22]。单变量分析（表2）显示，预后较差的患者年龄较大（63.2岁[95% CI: 58.5–67.9岁 vs 55.5岁[95% CI: 52.5–57.4岁]; p = 0.002），临床表现更差（包括脑积水[76% vs 52.3%; p = 0.03]、世界神经外科协会（WFNS）评分更高（16% WFNS 5级 vs 2.3级; p = 0.001）以及放射学评分更差（76%改良Fisher 4级 vs 34.8级; p = 0.003）。该队列中临床DCI的发生率也更高（48% vs 18%; p = 0.002），需要外部脑室引流（EVD）的比例更高（76% vs 53.9%; p = 0.05），以及长期脑脊液引流的比例更高（44% vs 16.9%; p = 0.004），此外入院期间的感染率也更高（尿路感染[UTI] 32% vs 10.1%; p = 0.007；肺炎 24% vs 4.5%; p = 0.002）。值得注意的是，预后较差的患者在发病后第3天至第12天的平均NLR显著升高（8.1 [95% CI: 6.3–9.9] vs 5.3 [95% CI: 4.7–5.8]; p < 0.001）。

**表1. 研究队列的基线特征和结局（n = 114）**
| 变量 | 值 | ±标准差 (%) |
|-----------------|-------------|-----------|
| 年龄（岁） | 56.6 ± 13.0 | |
| 性别 | 男性 | 36 (31.6) | |
| | 女性 | 78 (68.4) | |
| 改良Fisher评分 | 117 (15.9) | |
| | 22 (1.9) | |
| WFNS评分 | 339 (36.4) | |
| | 449 (45.8) | |
| | 161 (53.5) | |
| | 220 (17.5) | |
| | 38 (7.0) | |
| | 419 (16.7) | |
| | 56 (5.2) | |
| 入院时感染 | 29 (25.4) | |
| | 尿路感染 | 17 (14.9) | |
| | 肺炎 | 10 (8.8) | |
| | 脑膜炎 | 3 (2.6) | |
| | 线相关败血症 | 0 (0) | |
| 发病日 | 7.2 ± 3.6 | |
| 干预措施 | 微外科夹闭 | 57 (50.0) | |
| | 血管内栓塞/支架 | 57 (50.0) | |
| | 结局 | | |
| | 临床DCI | 28 (24.6) | |
| | VPS | 26 (22.8) | |
| | mRS > 2 | 25 (21.9) | |
| | 死亡 | 8 (7.0) | |

**表2. 与≥12个月时不良功能结局相关的因素的单变量分析**
| 因素 | 良好结局 (n) | 不良结局 (n) | p值 |
|-----------------|-------------|-------------|--------------|
| 发病后第3-12天的平均NLR | 5.3 (4.7–5.8) | 8.1 (6.3–9.9) | <0.001 |
| 年龄 | 55.5 (52.5–57.4) | 63.2 (58.5–67.9) | 0.002 |
| 女性 | 61 (68.5%) | 17 (68%) | 0.96 |
| 吸烟者 | 30 (34.9%) | 9 (37.5%) | 0.94 |
| 酒精过量 | 14 (15.7%) | 5 (20%) | 0.61 |
| BMI | 27.7 (26.5–28.8) | 27.4 (24.3–30.4) | 0.54 |
| 抗血小板/抗凝治疗 | 10 (11.2%) | 4 (16%) | 0.52 |
| 动脉瘤大小 | 5.9 mm (5.3–6.6) | 5.8 mm (4.6–7.0) | 0.90 |
| 后循环 | 17 (19.1%) | 4 (16%) | 0.72 |
| 脑积水 | 46 (52.3%) | 19 (76%) | 0.03 |
| 改良Fisher评分 | 117 (19.1%) | 1 (4%) | 28 (9%) |
| | 1 (4%) | 333 (37.1%) | 4 (16%) |
| | 431 (34.8%) | 19 (76%) | 0.003 |
| | WFNS | 154 (60.7%) | 7 (28%) | 217 (19.1%) |
| | 3 (12%) | 4 (16%) | 0.001 |
| 治疗过程 | EVD | 48 (53.9%) | 19 (76%) | 0.05 |
| | 尿路感染 | 9 (10.1%) | 8 (32%) | 0.007 |
| | 肺炎 | 4 (4.5%) | 6 (24%) | 0.002 |
| | 脑膜炎 | 3 (3.4%) | 0 (0%) | 0.35 |
| 其他感染 | 0 (0%) | 1 (4%) | 0.06 |
| 发病日感染 | 7.3 (5.4–9.1) | 7.2 (4.7–9.6) | 0.95 |

**3.2 结果**
在114名患者中（表1），25名（21.9%）在≥12个月时预后较差，28名（24.6%）出现DCI，26名（22.8%）需要通过VPS进行治疗。如图1所示，这些结局既可能单独发生，也可能同时发生；有5名患者同时出现DCI和VPS需求，从而导致不良结局。

**图1. 文氏图显示临床DCI（28名患者）、VPS放置（26名患者）和不良结局（mRS ≥ 3；25名患者）的发生情况及其重叠情况。**次要结果以一个框的形式呈现，其中面积代表了总共114名患者的总体情况。3.3 日间NLR值的变化将所有三个结果的时间变化绘制成图表，如图2所示。在发作后第3天到第12天之间，NLR值呈现出一个共同的稳定平台期。尽管在DCI与非DCI、VPS与非VPS以及不良结果与良好结果之间总体上NLR值有升高的趋势，但使用t检验分析每日数据时，只有功能结果具有统计学意义，其p值和q值均小于0.05。因此，计算了第3天到第12天的平均NLR值，分别为不良结果为8.1 [95% CI: 6.3–9.9]，良好结果为5.3 [95% CI: 4.7–5.8]；p值< 0.001。在平台期内（第3天到第12天），评估了NLR的各个组成部分（中性粒细胞计数、淋巴细胞计数）。不良结果组的中性粒细胞计数显著高于良好结果组（10.6, 95% CI 9.4–11.8 vs 7.7, 95% CI 7.2–8.2, p< 0.0001）。而在平台期内，良好结果组和不良结果组的淋巴细胞计数没有显著差异（1.9, 95% CI 1.7–2.0 vs 1.8, 95% CI 1.5–2.1, p = 0.655）。下载：下载高分辨率图片（235KB）下载：下载全尺寸图片图2. 发作后各天的平均中性粒细胞-淋巴细胞比率（NLR）：(A) 临床DCI与非DCI，(B) 腹膜-脑室分流（VPS）与非VPS，(C) 良好结果（mRS < 3）与不良结果（mRS ≥ 3）之间的比较。误差条代表平均值的标准误差。(D) 发作后第3天到第12天每名患者的NLR中位数，分为良好结果和不良结果两组。条形图代表组平均值±平均值的标准误差。*p < 0.05, **p < 0.01, ***<0.001, ****p < 0.0001。3.4 不良功能结果的预测因子鉴于功能结果是该队列中唯一具有统计学意义的指标，进行了标准的单变量分析，以确定其他p值< 0.05的变量（表2）。这些变量包括第3天到第12天的平均NLR（8.1 [95% CI: 6.3–9.9] vs 5.3 [95% CI: 4.7–5.8]; p < 0.001）、年龄（63.2 [95% CI: 58.5–67.9] vs 55.5 [95% CI: 52.5–57.4]; p = 0.002）、发病时的脑积水（76% vs 52.3%, p = 0.03）、改良Fisher评分4分（76% vs 34.8%, p = 0.003）和WFNS评分5分（16% vs 2.3%, p = 0.001）。在整个治疗过程中，显著的变量还包括EVD放置（76% vs 53.9%, p = 0.05）和需要VPS插入（44% vs 16.9%, p = 0.004）、尿路感染的发生（32% vs 10.1%, p = 0.007）和肺炎（24% vs 4.5%, p = 0.002），以及临床DCI的发生率（48% vs 18%, p = 0.002）。3.5 多变量分析为了防止模型过拟合，多变量回归限制在三个变量上。评估了平均NLR（第3天到第12天）、年龄和WFNS评分的共线性，并使用多变量回归分析来识别与12个月后不良结果相关的独立预测因子（表3）。调整后，第3天到第12天的平均NLR升高与不良结果独立相关（OR 1.2, 95% CI 1.0–1.4; p = 0.03）。患者年龄（OR 1.06, 95% CI 1.0–1.1, p = 0.04）和WFNS评分5分（OR 15.7, 95% CI 2.1–115.0; p = 0.007）也与SAH后的不良结果独立相关。多变量逻辑回归显示出优异的区分能力，接收者操作特征曲线下面积（AUC）为0.83（95% CI 0.74–0.92, p < 0.0001），并且拟合优度检验结果不显著（X2 = 5.42, df = 8, p = 0.71）。表3. 不良功能结果的预测因子的多变量逻辑回归分析。变量比值比（95% CI）p值平均NLR第3天到第12天1.2 (1.0–1.4) 0.03年龄（年）1.0 (1.0–1.1) 0.4WFNS20.7 (0.1–3.9) 0.4935.2 (0.9–30.1) 0.0741.9 (0.5–7.5) 0.35515.7 (2.1–115.0) 0.007NLR；中性粒细胞-淋巴细胞比率，WFNS；世界神经外科医师联合会评分，CI；置信区间4. 讨论在这里，我们展示了发作后第3天到第12天NLR升高、WFNS评分5分和患者年龄是动脉瘤性蛛网膜下腔出血后超过12个月不良结果的独立预测因子。当考虑其他发病因素时，我们没有发现NLR与临床DCI或NLR与脑积水之间存在显著关系，这与先前的报告相反。NLR是炎症状态失调的替代标志物，反映了中性粒细胞驱动的细胞因子反应与淋巴细胞功能相关的适应性免疫机制之间的平衡[23],[24]。动脉瘤破裂和蛛网膜下腔血液引起的炎症反应被认为会促进SAH并发症的发病机制。例如，炎症可能导致血管扩张剂和血管收缩剂之间的不平衡，以及微血管功能障碍和微血栓形成，从而导致临床DCI[25],[26]。免疫反应失调还会促进蛛网膜颗粒纤维化并增加脑脊液分泌，可能引发脑积水[27],[28]。不良的功能结果也可能由持续的炎症引起，导致神经元细胞死亡和神经可塑性受损[29]。然而，不良结果也由DCI和脑积水引起，这使得之前仅关注SAH单一并发症的研究结果解释变得复杂。我们的发现表明，NLR是独立预测长期不良功能结果的指标，即使考虑到其他导致不良结果的原因，这一关系仍然显著。这表明持续的、失调的炎症状态可能是不良结果的致病因素。了解这种炎症如何损害认知功能的病理生理学机制对于改善SAH后的结果可能是至关重要的。虽然一些研究，如Al-Mufti等人[8]和Wu等人[10]的研究显示NLR与临床DCI之间存在相关性，但我们的分析并不支持这一观点（表3）。一个关键区别在于使用的是发作后第3天到第12天的NLR平台期，这代表的是持续的炎症而非超急性炎症。急性应激反应后的病理生理过程可能有所不同，支持了先天免疫而非适应性免疫在介导临床DCI中的作用。这些结果同样没有描述持续NLR升高与慢性脑积水之间的关系，尽管炎症引起的纤维化可能影响脑脊液吸收在生物学上是合理的。一种假设可能是脑脊液而非全身炎症对蛛网膜颗粒纤维化更为关键[6],[9],[27]。SAH后持续炎症的因果关系尚不明确。据推测，蛛网膜下腔内渗出的红细胞破裂和周围血管的刺激会促进细胞因子的释放，从而引发炎症级联反应[4],[5],[30],[31]。我们发现平台期内NLR升高的主要驱动因素是中性粒细胞计数，这在良好结果组和不良结果组之间存在显著差异。这表明相对于适应性免疫，先天免疫反应更为强大和持久。在发作后十分钟内就观察到了神经元退化和细胞死亡[31]，导致白细胞接触细胞碎片后进一步释放促炎介质[4]。小胶质细胞和星形胶质细胞的激活促进了初始的神经炎症，进一步破坏血脑屏障，使得外周循环的白细胞得以进入[4],[5],[31]。尽管这一过程对于清除红细胞和促进神经元恢复至关重要，但它也促进了活性氧的产生，进一步加剧了神经元和胶质细胞的损失。有研究表明，这种持续的全身性炎症加上血脑屏障的缺陷可能导致周围细胞因子渗入脑实质，从而引起持续的组织损伤[32]。这种持续的全身性炎症也被认为可能是SAH后不良结果的致病因素[5],[32],[33]。NLR的持续升高可能作为持续炎症的替代标志物，而炎症标志物的持续上升可能代表了超出蛛网膜下腔出血急性阶段的不良结果的病理机制。这项研究的独特之处在于，它是首批在大型队列中测量NLR在十四天住院期间的时间变化的研究之一，并使用多变量分析来控制结果之间的混杂因素。根据这些数据，我们挑战了之前关于发作后早期NLR升高及其与临床DCI和脑积水关联的观察结果。然而，这项研究有几个局限性，应在未来的研究中加以解决。首先，单中心设计可能限制了我们发现的外部有效性。其次，114名患者的样本量可能会影响II类错误的可能性。不过，我们注意到之前声称NLR与临床DCI之间存在关系的研究使用的参与者数量要少得多[13]。5. 结论我们的研究表明，持续升高的NLR与不良功能结果独立相关，可能是持续炎症的标志。虽然先前的研究描述了与临床DCI和不良结果相关的早期NLR峰值（入院时或第1-3天），但我们描述了一种与临床DCI和脑积水无关的延迟且持续的炎症机制。与平台期NLR升高相关的关联表明了一种持续的亚急性病理生理过程，而不是发作后的早期现象。未来的研究应优先识别SAH后致病性神经炎症的分子驱动因素，并进一步区分先天免疫和适应性途径，以确定潜在的治疗靶点。财务披露。作者声明：本研究的完成未获得任何资助。伦理批准和参与同意：本研究获得了皇家布里斯班妇女医院人类研究伦理委员会（EC00172, HREC/2020/QRBW/48496）的批准。所有程序均符合该机构研究委员会的伦理标准以及1964年赫尔辛基宣言及其后续修订案。所有参与者或其法定代理人在决策能力受损的情况下均获得了书面知情同意。CFY参与了研究的概念制定、数据管理、分析、手稿撰写和审稿。DJR参与了数据收集、分析和手稿准备及审稿。LGC监督了研究，参与了研究设计、数据分析和手稿审稿。所有作者均阅读并批准了最终手稿。这项工作得到了澳大利亚新南威尔士州Crows Nest脑基金会的研究资助，以及澳大利亚昆士兰布里斯班RBWH基金会的资助（项目编号RBWH-PR-032–2021）。CRediT作者贡献声明Charles F Yates：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，正式分析，数据管理，概念制定。Dayna AJ Roeland：撰写 – 审稿与编辑，撰写 – 原稿，正式分析，数据管理。Liam G Coulthard：撰写 – 审稿与编辑，监督，正式分析，概念制定。