陳郁強,謝 揚,韓 溟,張搖威,黃 鏗
隨著經(jīng)濟、高速交通工具的發(fā)展,顱腦創(chuàng)傷的發(fā)病率也在逐年增加,各個部位創(chuàng)傷發(fā)生率顯示,顱腦創(chuàng)傷仍然是僅次于四肢骨折的最常見的外傷類型[1],并且在發(fā)達國家創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury,TBI)已經(jīng)成為40歲以下人群最常見的死亡原因[2]。炎癥反應是顱腦損傷后病理生理重要的組成部分,本實驗通過監(jiān)測創(chuàng)傷性顱腦損傷血清中腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)、白介素-1β(interleukin 1b,IL-1β)和超敏C反應蛋白(high-sensitivity C-reactive protein,hsCRP)的變化規(guī)律的水平變化,進一步探討其變化規(guī)律及其與顱腦損傷程度和預后關(guān)系,現(xiàn)報告如下。
2012年12月~2013年9月我院神經(jīng)外科收治的60例顱腦損傷患者,其中男性47例,女性13例;年齡15~82歲,平均40.9歲。均在傷后24h內(nèi)入院。經(jīng)頭顱CT證實存在顱腦損傷,60例患者根據(jù)病史及糖化血紅蛋白排除糖尿病,傷前無心、肺、肝、腎等重要器官疾病。按入院時格拉斯哥昏迷評分(GCS)分為3組,分別為輕型組(13~15分)30例,中型組(9~12分)13例,重型組(3~8分)17例;按傷后3個月格拉斯哥預后評分(GOS)分為2組,分別為預后良好組(GOS≥4分)46例,預后不良組(GOS≤3分)14例。選擇同期17名正常健康人作為對照組,男性13例,女性4例;年齡20~75歲,平均38.6歲。均排除損傷、感染,無心、肺、肝、腎等重要器官疾病。經(jīng)統(tǒng)計分析,觀察組與對照組兩組之間年齡分布、體重和性別構(gòu)成比經(jīng)統(tǒng)計學處理,均具有可比性。
60例顱腦損傷患者分別于傷后第1、3、7d清晨抽取外周血3ml,對照組17例抽取清晨外周血3ml,離心取上清后放置于-80°C冰箱保存;采用雙抗體夾心ELISA法(試劑盒購于武漢博士德生物工程有限公司)測定顱腦損傷患者血清1、3、7d TNF-α、IL-β水平,采用免疫比濁法檢測hsCRP水平(hsCRP正常水平為0~6mg/L)。
使用SPSS 16.0統(tǒng)計軟件進行統(tǒng)計學處理。數(shù)據(jù)均用均值±標準差(±s)表示,Kolmogoriv-Smimov檢驗用于評估樣本分布狀態(tài)。正態(tài)分布數(shù)據(jù)用t檢驗,非正態(tài)分布數(shù)據(jù)用Mann-Whitney U檢驗。P<0.05有統(tǒng)計學意義。
顱腦損傷患者傷后第1、3、7d血清中TNF-α和IL-1β的水平均顯著高于健康對照組(P<0.05),而各個時間點的水平無顯著差異(P>0.05),但可觀察到TNF-α的水平于傷后第1d開始上升,第3d達峰值,第7d又緩慢下降的變化趨勢(圖1)。
圖1 各時間點血清中TNF-α(a)和IL-1β(b)的水平變化
顱腦損傷患者于傷后第1、3、7d 3個時間點重型組血清中TNF-α(a)和IL-1β(b)水平均明顯高于輕型組(P<0.05),重型組與中型組、中型組與輕型組TNF-α和IL-1β比較均無顯著差異(P>0.05)(圖2)。
圖2 各時間點TNF-α(a)和IL-1β(b)的水平變化與神經(jīng)功能損傷程度的關(guān)系
預后不良組在第1、3、7d血清中TNF-α均顯著高于預后良好組(P<0.05);而血清中IL-1β在第1、3、7d各個時間點中,預后良好組與預后不良組均無顯著差異(P>0.05)(圖3)。
圖3 各時間點TNF-α(a)和IL-1β(b)的水平變化與預后的關(guān)系
顱腦損傷患者于傷后24h內(nèi)重型組、中型組患者血清中hsCRP顯著高于輕型組(P<0.05),重型組與中型組傷后24h內(nèi)血清中hsCRP水平并無統(tǒng)計學意義(P>0.05);預后不良組傷后24h內(nèi)血清中hsCRP顯著高于預后良好組(P<0.05)(圖4)。
圖4 傷后24h內(nèi)神經(jīng)功能損傷(a)與hsCRP水平變化(b)及預后的關(guān)系
TNF-α、IL-1β與顱腦損傷的關(guān)系:顱腦損傷患者在傷后第1、3、7d血清中TNF-α和IL-1β水平與對照組相比顯著升高,該結(jié)果與已往報道相同。傷后血清中第1、3、7d組間對比TNF-α和IL-1β水平并無明顯差異,但從圖1示TNF-α均數(shù)水平變化趨勢與腦水腫高峰期吻合;而IL-1β變化趨勢不明顯。TNF-α、IL-1β在中樞神經(jīng)系統(tǒng)主要是由小膠質(zhì)細胞、星狀細胞分泌的。有研究[3]發(fā)現(xiàn),在細胞培養(yǎng)模型上,TNF-α與IL-1β通過相似的細胞內(nèi)通道協(xié)同調(diào)節(jié)顱腦損傷后的炎性反應。我們發(fā)現(xiàn)顱腦損傷患者各個時間點的血清中TNF-α和IL-1β水平只有重型組與輕型組組間比較有統(tǒng)計學差異,但重型組TNF-α和IL-1β水平略高于中型組,而中型組略高于輕型組,表明血清中的TNF-α、IL-1β的水平與顱腦損傷程度有密切關(guān)系。顱腦損傷后體內(nèi)TNFα、IL-1β水平迅速上升,參與了多種病理生理過程,刺激白細胞在損傷部位黏附、集聚浸潤,與血腦屏障的通透性增加、破壞密切相關(guān),使神經(jīng)元賴以生存的內(nèi)環(huán)境發(fā)生變化,導致神經(jīng)元變性,是腦缺血性損傷和腦創(chuàng)傷后血管源性腦水腫形成的重要原因[2,4]。以上結(jié)果提示,顱腦創(chuàng)傷后TNF-α和IL-1β的水平高低與其損傷程度呈正相關(guān),并介導了顱腦損傷后的炎癥反應過程,與創(chuàng)傷后腦組織受到二次損害有著密切的聯(lián)系。
TNF-α、IL-1β與顱腦損傷預后的關(guān)系:本研究結(jié)果顯示,預后不良組第1、3、7d的血清中TNF-α水平均顯著高于預后良好組(P<0.01),表明顱腦創(chuàng)傷患者血清中TNF-α的水平與其預后呈正相關(guān),即顱腦損傷后血清中TNF-α的水平越高,患者的預后就越差。關(guān)于IL-1β與顱腦損傷預后的關(guān)系,Cederberg和Siesj?[5]研究發(fā)現(xiàn)顱腦損傷后血清中IL-1β水平與患者預后呈正相關(guān),但Stein等[6]研究則未能提示兩者相關(guān)。本研究提示預后不良組在各個時間點的血清中IL-1β水平與預后良好組并無明顯差異(P>0.05),但預后不良組在各個時間點的IL-1β均值水平均略高于預后良好組。有研究[4]表明顱腦損傷后血清中IL-1β升高幅度小,較難準確測量,這可能會影響IL-1β真實值的測量,我們將在后續(xù)實驗中加大樣本量,以期更準確地反映IL-1β與顱腦損傷的關(guān)系及其變化趨勢。
hsCRP與顱腦損傷程度及預后關(guān)系:顱腦創(chuàng)傷后,在炎性因子特別是IL-6、TNF-α的參與下,刺激肝臟分泌C反應蛋白(CRP)進入血液中,數(shù)小時血清中CRP水平便迅速升高,然后通過循環(huán)系統(tǒng),穿過受損的血腦屏障進入顱內(nèi)[7]。CRP被認為具有促使炎癥消退和促進組織修復的功能,修復受損的腦組織及血腦屏障,顱腦損傷越嚴重則CRP水平越高,故CRP水平在一定意義上反映了顱腦損傷的程度。本研究發(fā)現(xiàn)顱腦損傷重型組、中型組傷后24h內(nèi)血清中hsCRP顯著高于輕型組,重型組與中型組傷后24h內(nèi)血清中hsCRP并無統(tǒng)計學意義,說明血清中hsCRP與顱腦損傷的程度密切相關(guān);我們還發(fā)現(xiàn)預后不良組傷后24h內(nèi)血清中hsCRP顯著高于預后良好組,可見顱腦損傷后血清中hsCRP水平可以作為預測預后的指標之一。CRP的半衰期為19h,當體內(nèi)的炎癥得到控制時,少了炎癥因子的刺激,體內(nèi)的CRP水平也會迅速回落[8]。
由圖1可見,TNF-α在顱腦受損后的均值水平>600pg/ml,較正常值均值(約48pg/ml)升高十幾倍;而IL-1β在顱腦受損后的均值則在5pg/ml以內(nèi),與正常值相比雖有統(tǒng)計學差異,但是相差不大。我們研究的數(shù)據(jù)顯示IL-1β在顱腦損傷后峰值升高幅度較小,這與Singhal等[9]的研究相符,另外部分患者血清中IL-1β峰值低于正常水平均值,而TNFα的峰值則顯著高于其正常水平均值,可見顱腦損傷TNF-α較IL-1β在血清中的水平含量升高程度更加明顯。因此,在判斷顱腦損傷患者的神經(jīng)功能損傷程度及預后時,檢測血清中TNF-α水平的靈敏度優(yōu)于IL-1β,TNF-α可以更加真實準確地反映顱腦損傷程度,更好地預測患者的預后水平。同時,相對于IL-1β、hsCRP這些炎癥因子,TNF-α還能在一定程度上反映腦水腫的情況,所以監(jiān)測顱腦損傷患者血清中TNF-α水平,特別是對于缺少顱內(nèi)壓監(jiān)測、不宜搬動去行頭顱CT平掃的患者來說,能夠幫助臨床上更好、更及時地判斷患者的病情變化,給予準確的治療方案?;谖覀兊难芯堪l(fā)現(xiàn),我們認為TNFα與顱腦創(chuàng)傷后的關(guān)系更加密切,在以后的臨床應用中,更具臨床價值。
綜上所述,監(jiān)測顱腦創(chuàng)傷患者血清中TNF-α、IL-1β和hsCRP的水平,特別是對TNF-α的水平監(jiān)測,對于反映顱腦損傷的嚴重程度、臨床診斷、判斷顱腦創(chuàng)傷患者的預后水平等有著十分重要的意義。另外He[10]、汪君[11]等分別使用孕酮、促紅細胞生成素治療模擬腦部創(chuàng)傷的大鼠,發(fā)現(xiàn)能夠降低大鼠血清中TNF-α、IL-1β的水平,且能提高大鼠的認知功能恢復,可見監(jiān)測TNF-α、IL-β的水平變化可用于指導臨床顱腦損傷藥物的使用,抑制顱腦損傷后TNF-α、IL-1β參與的炎癥反應,可能有利于預后的恢復,為臨床治療顱腦損傷帶來新途徑。
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