《Frontiers in Immunology》：Serum sCD163 as a potential biomarker for predicting poor functional outcome at 3 months in acute ischemic stroke without reperfusion: a prospective study
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引言：神经炎症在急性缺血性卒中（AIS）的预后中起着关键作用。可溶性CD163（sCD163）是单核细胞/巨噬细胞活化的标志物，与卒中严重程度相关，但其独立的预后价值和临床效用仍不确定。本研究旨在评估入院24小时内测量的血清sCD163是否能预测未接受再灌注治
引言：神经炎症在急性缺血性卒中（AIS）的预后中起着关键作用。可溶性CD163（sCD163）是单核细胞/巨噬细胞活化的标志物，与卒中严重程度相关，但其独立的预后价值和临床效用仍不确定。本研究旨在评估入院24小时内测量的血清sCD163是否能预测未接受再灌注治疗的AIS患者3个月的不良功能结局，并构建和外部验证包含sCD163的预后模型。方法：这项前瞻性双队列研究纳入了664例首发AIS患者（训练队列，2021-2023年）和来自独立中心的300例患者（外部验证队列，2024年）。所有患者均未接受静脉溶栓或机械取栓。入院时通过ELISA测量血清sCD163水平。主要结局是3个月时的不良功能结局，定义为改良Rankin量表（mRS）>2。采用LASSO变量选择的多变量逻辑回归识别独立预测因子。通过区分度（AUC）、校准度（Hosmer-Lemeshow检验）和决策曲线分析（DCA）评估模型性能，并进行内部Bootstrap验证和外部验证。结果：训练队列中34.1%（226/664）和验证队列中34.0%（102/300）出现不良结局。不良结局患者的血清sCD163水平显著高于良好结局患者（820±110 ng/mL vs. 650±80 ng/mL，P<0.001）。最佳截断值为742.5 ng/mL。经多变量调整后，高sCD163（≥742.5 ng/mL）是不良结局的独立预测因子（调整后OR=7.52，95% CI: 4.42-12.78，P<0.001），其他独立预测因子包括基线NIHSS评分、DWI梗死体积和心房颤动。联合模型在内部Bootstrap验证中AUC为0.877（95% CI: 0.829-0.926），外部验证AUC为0.867（95% CI: 0.815-0.921），校准良好（Hosmer-Lemeshow检验P值分别为0.868和0.680），且DCA显示净临床获益优越。添加sCD163显著改善了模型性能，优于仅用临床预测因子（ΔAUC=0.118，P<0.001）。讨论：入院24小时内的血清sCD163是预测未接受再灌注治疗的AIS患者3个月不良功能结局的稳健、独立的生物标志物。结合sCD163与传统临床和影像变量的预后模型在独立外部队列中表现出优异的区分度、校准度和临床效用。该研究结果支持早期测量sCD163进行个体化风险分层，尽管需要进一步的机制和多中心研究来确认普适性和因果关系。
**研究背景与问题**
急性缺血性卒中（AIS）是全球死亡和长期神经功能障碍的主要原因之一，在中国发病率、患病率和疾病负担均居全球前列，约30%–40%患者在发病后3个月出现中重度神经功能缺损，严重影响生活质量和社会参与。目前AIS预后评估的核心指标包括基线人口学特征、血管危险因素、美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分以及弥散加权成像（DWI）梗死体积等神经影像学参数。然而，这些传统指标存在局限性：NIHSS评分受评估者间变异影响，DWI体积测量需专业设备和经验，且单一指标预测性能有限，难以全面反映患者的病理生理状态和长期预后。因此，识别客观、可量化且易于测量的血清生物标志物，并将其与传统临床和影像指标结合构建精准预后预测模型，是卒中领域的重要研究方向。
CD163是一种主要表达于单核细胞/巨噬细胞表面的清道夫受体，属于富含半胱氨酸超家族，其核心生理功能包括识别和清除血红蛋白-触珠蛋白复合物，以及参与炎症反应调节、免疫稳态维持和组织修复。在病理条件下，CD163可通过蛋白水解从巨噬细胞表面脱落，释放可溶性CD163（sCD163）进入外周血，血清sCD163水平直接反映巨噬细胞活化状态和炎症强度。近年来，sCD163在心血管疾病、自身免疫性疾病和神经退行性疾病等多种炎症相关疾病中的关键作用已被证实。在缺血性卒中领域，小样本研究发现AIS患者外周血sCD163水平显著高于健康对照，且与梗死体积和神经功能缺损程度呈正相关。然而，sCD163对AIS长期功能结局的独立预后价值仍存在争议，多数研究样本量有限，对多重混杂因素调整不足，且缺乏独立外部验证，难以确立sCD163作为不良预后的独立危险因素。此外，尚缺乏将sCD163与传统临床和影像指标结合构建AIS预后模型的研究，该生物标志物的临床效用需进一步系统验证。
**研究目的与意义**
本研究采用前瞻性双队列设计，纳入664例首发AIS患者作为训练队列，300例来自独立中心的患者作为验证队列，所有患者均未接受再灌注治疗（静脉溶栓或机械取栓）。主要目的包括：（1）探讨入院24小时内血清sCD163水平与3个月不良功能结局的关联；（2）确定sCD163是否为3个月不良结局的独立预测因子；（3）构建整合sCD163与传统临床和影像预测因子（NIHSS评分、DWI梗死体积、心房颤动）的预测模型，并在独立队列中进行系统验证。研究结果有望为AIS早期预后评估提供新型可靠血清生物标志物，并为个体化治疗决策提供高质量理论依据。该论文发表在《Frontiers in Immunology》。
**主要关键技术方法**
本研究采用前瞻性双队列设计，训练队列来自徐州医科大学附属市立医院（2021年1月至2023年12月，n=664），外部验证队列来自徐州医科大学第二附属医院（2024年1月至2024年12月，n=300），两个队列在时间和机构上独立，无重叠。所有患者均为首发AIS，且未接受再灌注治疗。血清sCD163水平于入院24小时内采集外周血，采用ELISA试剂盒（R&D Systems）检测，操作者对所有临床和结局数据设盲。主要结局为3个月时改良Rankin量表（mRS）>2（不良功能结局）。预测因子筛选采用最小绝对收缩和选择算子（LASSO）回归结合10折交叉验证，随后用多变量逻辑回归建立最终模型。模型性能评估包括区分度（AUC）、校准度（Hosmer-Lemeshow检验）和决策曲线分析（DCA），内部验证采用Bootstrap重抽样（1000次），外部验证直接应用原始模型系数至独立验证队列，未进行重新校准。
**研究结果**
**研究人群与患者流程**：训练队列共筛查738例AIS患者，排除59例、7例缺失数据、8例失访后，最终纳入664例（438例良好结局，226例不良结局）；验证队列筛查336例，排除27例、5例缺失数据、4例失访后，纳入300例（198例良好结局，102例不良结局）。两组队列在时间、机构和患者群体上无重叠。
**基线特征**：训练队列与验证队列在年龄、性别、吸烟、饮酒、BMI、高血压、高胆固醇血症、糖尿病、心房颤动、卒中家族史、抗血小板/抗凝药物使用、基线NIHSS评分、DWI梗死体积、随机血糖、白细胞计数、中性粒细胞百分比、血小板计数、纤维蛋白原、INR、梗死部位、责任血管分布、血管狭窄程度、发病至入院时间、TOAST分型及血清sCD163水平方面均无显著差异（所有P>0.05，标准化均差<0.1），证实两组队列具有良好可比性。
**血清sCD163水平分层分析**：按3个月功能结局分层，不良结局组血清sCD163水平显著高于良好结局组（训练队列：820±110 ng/mL vs. 650±80 ng/mL，P<0.001；验证队列：797±115 ng/mL vs. 658±78 ng/mL，P<0.001）。以ROC分析确定的最佳截断值742.5 ng/mL分组，高sCD163（≥742.5 ng/mL）在不良结局组中比例显著更高（训练队列：69.9% vs. 20.1%，P<0.001），低sCD163组不良结局发生率仅为16.3%，而高sCD163组为64.2%。
**ROC分析与最佳截断值**：训练队列中，血清sCD163预测3个月不良结局的AUC为0.82（95% CI: 0.78–0.87），最佳截断值742.5 ng/mL对应的敏感度为69.9%，特异度为79.9%。
**预测因子选择**：LASSO回归（10折交叉验证，1-SE准则）从候选变量中筛选出6个非零系数预测因子：血清sCD163、基线NIHSS评分、DWI梗死体积、心房颤动、年龄和TOAST亚型。多变量逻辑回归后，年龄和TOAST亚型失去统计学显著性，最终保留4个独立预测因子：血清sCD163（高vs.低）、基线NIHSS评分（每1分）、DWI梗死体积（每1 mL）和心房颤动（有vs.无）。共线性诊断显示所有候选变量VIF<5，交互作用检验P>0.1，表明无显著多重共线性和交互作用。
**单变量与多变量逻辑回归分析**：单变量分析中，高sCD163的粗OR为9.24（95% CI: 6.40–13.36，P<0.001）。多变量调整后，高sCD163仍为独立预测因子（调整后OR=7.52，95% CI: 4.42–12.78，P<0.001），其他独立预测因子包括基线NIHSS评分（调整后OR=1.35，95% CI: 1.20–1.52，P<0.001）、DWI梗死体积（调整后OR=1.06，95% CI: 1.03–1.09，P<0.001）和心房颤动（调整后OR=1.58，95% CI: 1.01–2.47，P=0.045）。最终模型公式为：Z = ?5.123 + 2.015·X1 + 0.298·X2 + 0.057·X3 + 0.455·X4，其中X1为血清sCD163（高vs.低），X2为基线NIHSS评分，X3为DWI梗死体积，X4为心房颤动。
**sCD163的增量预测价值**：与仅含临床预测因子（NIHSS + DWI体积 + 心房颤动）的模型相比，加入sCD163的全模型AUC从0.795显著提升至0.913（ΔAUC=0.118，DeLong检验P<0.001）。似然比检验显示模型拟合显著改善（χ2=6.85，P=0.009）。净重新分类改善指数（NRI）为0.218（95% CI: 0.089–0.347，P=0.003），综合区分改善指数（IDI）为0.032（95% CI: 0.014–0.050，P=0.001），表明sCD163正确地将相当比例的患者重新分类至合适的风险类别。
**内部验证**：Bootstrap重抽样（1000次）校正后，全模型AUC为0.877（95% CI: 0.829–0.926），R2=0.908，Brier评分=0.085。校准截距为0.039（95% CI: ?0.127至0.205），校准斜率为0.862（95% CI: 0.781–0.943），均接近理想值（截距=0，斜率=1）；Hosmer-Lemeshow检验P=0.868，表明模型校准良好，无过度拟合。
**外部验证**：直接应用原始模型系数至独立验证队列（n=300），校正后AUC为0.867（95% CI: 0.815–0.921），R2=0.904，Brier评分=0.092。校准截距为0.032（95% CI: ?0.125至0.189），校准斜率为0.881（95% CI: 0.805–0.957），Hosmer-Lemeshow检验P=0.680，进一步证实模型在独立队列中保持优异的区分度和校准度。
**决策曲线分析**：DCA显示，全模型在大多数阈值概率范围内净临床获益优于仅含sCD163的预测模型、仅含临床指标的模型以及“全部治疗”或“全部不治疗”策略，表明sCD163具有良好临床应用价值。
**敏感性分析**：为排除存活偏倚，将入院48小时内死亡的10例患者纳入分析（3个月mRS=6，缺失sCD163用多重插补处理），结果一致：高sCD163仍为独立预测因子（调整后OR=6.98，95% CI: 4.08–11.93，P<0.001），Bootstrap校正AUC为0.862（95% CI: 0.815–0.909）。为排除ROC衍生的二分类可能导致的过度乐观，将sCD163作为连续变量（每10 ng/mL增加）分析，调整后OR=1.08（95% CI: 1.05–1.11，P<0.001），Bootstrap校正AUC为0.848（95% CI: 0.798–0.898），与二分类模型AUC（0.877）差异微小（ΔAUC=0.029），证实sCD163的预测性能稳健，不受编码方式显著影响。
**讨论与结论**
本研究通过大规模前瞻性双队列设计及独立外部验证，系统证实了入院24小时内血清sCD163水平与AIS患者3个月不良功能结局的强关联。多变量逻辑回归模型整合sCD163、基线NIHSS评分、DWI梗死体积和心房颤动，内部验证AUC为0.877，外部验证AUC为0.867，校准良好，DCA显示净临床获益。该模型能够准确识别AIS不良预后风险患者，具有重要临床应用价值。研究结论总结如下：**通过一项大规模前瞻性双队列研究及独立外部验证，该研究证实了发病24小时内血清sCD163水平与AIS患者3个月不良功能结局之间的强关联。整合sCD163、基线NIHSS评分、DWI梗死体积和心房颤动的多变量逻辑回归模型（内部验证AUC=0.877，外部验证AUC=0.867）能够准确识别AIS预后不良风险患者，具有重要的临床应用价值。虽然该研究结果支持sCD163作为有前景的预后生物标志物，但其潜在机制仍需充分阐明。未来需要多中心前瞻性研究进一步验证该发现，探索sCD163在AIS中的病理生理机制，并研究其在接受再灌注治疗人群中的预后价值，同时明确所观察到的关联是否反映因果通路还是全身炎症的伴随现象，从而为AIS患者的个体化治疗和预后评估提供新的靶点和临床工具。**
