馬 辰,韓莉娟

盤錦市中心醫(yī)院急診科,遼寧盤錦 124000

急性一氧化碳中毒(ACMP)是指患者在短時間內吸入較高濃度一氧化碳(CO),而引起的一種以腦組織損害為主的臨床常見急癥[1]。近年來隨著工業(yè)的快速發(fā)展,ACMP已成為全球范圍內中毒死亡的主要原因之一,盡管高壓氧療法極大地改善了ACMP患者預后,但仍有部分患者可在假愈期后發(fā)生ACMP遲發(fā)性腦病(DEACMP),而DEACMP是導致ACMP患者死亡的重要原因[2-3]。因此,及時、準確評估ACMP患者中毒程度和判斷其DEACMP發(fā)生風險對改善ACMP患者預后至關重要。研究表明,炎癥反應和細胞凋亡參與DEACMP的發(fā)生、發(fā)展[4]?？扇苄灾掳┮种埔蜃?(sST2)是白細胞介素(IL)-1受體家族成員,能通過結合IL-1受體參與炎癥反應等眾多病理生理過程[5]。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(Caspase-3)是一種通過裂解細胞脫氧核糖核酸(DNA)促進細胞凋亡的蛋白酶[6]。熱休克蛋白70(HSP70)是一種分子伴侶蛋白,能通過線粒體凋亡途徑調控神經細胞凋亡[7]?；诖?本研究通過分析不同中毒程度ACMP患者血清sST2、Caspase-3、HSP70水平變化,探討血清sST2、Caspase-3、HSP70與ACMP患者中毒程度的關系及對發(fā)生DEACMP的診斷價值,以期為改善ACMP患者預后提供參考。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2020年10月至2022年1月本院收治的110例ACMP患者為ACMP組,其中男66例、女44例,體質量指數(shù)(BMI)17.96～26.93 kg/m2、平均(22.19±1.92)kg/m2,年齡37～72歲、平均(56.36±7.48)歲。納入標準:(1)符合《職業(yè)性急性一氧化碳中毒診斷標準:GBZ23-2002》[8]中ACMP診斷標準;(2)年齡≥18歲。排除標準:(1)臨床資料不完整;(2)既往有顱腦創(chuàng)傷或腦卒中、癡呆、癲癇、帕金森病等腦疾病;(3)合并造血、免疫系統(tǒng)損害或惡性腫瘤;(4)近3個月內有急慢性感染史;(5)妊娠或哺乳期女性;(6)住院或隨訪期間死亡。另選取同期52例體檢健康志愿者為對照組,均排除既往顱腦創(chuàng)傷或腦卒中、癡呆、DEACMP等腦疾病,其中男31例、女21例,年齡22～70歲、平均(55.17±5.63)歲,BMI 18.63～26.77 kg/m2、平均(22.42±1.83)kg/m2。兩組性別、年齡、BMI比較,差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05),具有可比性。本研究經本院醫(yī)學倫理委員會批準。所有患者均簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1入院治療方案及資料收集 ACMP患者入院后均接受高壓氧治療(采用三艙七門高壓氧艙群進行治療,治療壓力0.20 mPa,升壓25 min,穩(wěn)壓吸純氧60 min,減壓30 min,1次/日)。收集ACMP患者臨床資料,包括意識障礙時間、CO暴露時間、高壓氧治療時間、血碳氧血紅蛋白(COHb)飽和度、飲酒史、基礎疾病(高血壓、糖尿病、冠心病等)、吸煙史等。

1.2.2血清sST2、Caspase-3、HSP70水平檢測 ACMP患者于入院次日清晨、對照組于體檢時采集空腹靜脈血3 mL,以離心半徑15 cm、3 000 r/min離心15 min,取上層血清,采用酶聯(lián)免疫吸附試驗檢測血清sST2、Caspase-3、HSP70水平(試劑盒均購自上海名勁生物科技有限公司,編號:B1961、B2086、B2691),嚴格按照試劑盒說明書進行操作。

1.3中毒程度判定標準及分組方法 ACMP患者入院后采用分光光度法檢測血COHb飽和度,參考《職業(yè)性急性一氧化碳中毒診斷標準:GBZ23-2002》[8]進行中毒程度分級。輕度:患者出現(xiàn)惡心、嘔吐、四肢無力、頭昏、頭痛或輕至中度意識障礙,但未昏迷,血COHb飽和度可高于10%;中度:患者出現(xiàn)淺昏迷或中度昏迷,經搶救恢復后無明顯并發(fā)癥,血COHb飽和度可高于30%;重度:患者出現(xiàn)深昏迷或去皮質狀態(tài),或存在錐體系或錐體外系損害體征、上消化道出血、呼吸衰竭、肺水腫、嚴重心肌損害、休克、腦水腫,血COHb飽和度可高于50%。

1.4隨訪及DEACMP診斷標準 ACMP患者出院后,通過短信、電話、門診復查等方式隨訪6個月,參考《一氧化碳中毒臨床治療指南(四)》[9]診斷DEACMP:(1)有明確ACMP病史;(2)有假愈期,且假愈期出現(xiàn)以震顫麻痹、肌張力增高、精神癥狀、癡呆為主的臨床表現(xiàn);(3)頭顱MRI存在以側腦室周圍白質和半卵圓中心為主要部位的T2高信號;(4)排除其他原因所致腦病。隨訪6個月后,根據(jù)ACMP患者是否發(fā)生DEACMP分為DEACMP組和非DEACMP組。

2 結 果

2.1ACMP組與對照組血清sST2、Caspase-3、HSP70水平比較 ACMP組血清sST2、Caspase-3、HSP70水平均高于對照組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 ACMP組與對照組血清sST2、Caspase-3、HSP70水平比較

2.2不同中毒程度ACMP患者血清sST2、Caspase-3、HSP70水平比較 根據(jù)中毒程度將ACMP患者分為輕度組32例、中度組45例、重度組33例。重度組血清sST2、Caspase-3、HSP70水平高于中度組、輕度組(P<0.05),中度組血清sST2、Caspase-3、HSP70水平高于輕度組(P<0.05)。見表2。

表2 不同中毒程度ACMP患者血清sST2、Caspase-3、HSP70水平比較

2.3ACMP患者發(fā)生DEACMP的單因素分析 隨訪6個月后,DEACMP組41例,非DEACMP組69例。DEACMP組年齡大于非DEACMP組,有吸煙史、高血壓、意識障礙時間>48 h的比例及血COHb飽和度、血清sST2、Caspase-3、HSP70水平均高于非DEACMP組,CO暴露時間長于非DEACMP組,差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。

表3 ACMP患者發(fā)生DEACMP的單因素分析[n/n或或n(%)或M(P25,P75)]

2.4ACMP患者發(fā)生DEACMP的影響因素分析 以吸煙史(有=1,無=0)、高血壓(有=1,無=0)、意識障礙時間>48 h(是=1,否=0)、年齡、CO暴露時間、血COHb飽和度、血清sST2、Caspase-3、HSP70水平(連續(xù)性變量以原值輸入)為自變量,以ACMP患者是否發(fā)生DEACMP(是=1,否=0)為因變量,進行多因素Logistic回歸分析。結果顯示,意識障礙時間>48 h、年齡增加、CO暴露時間延長、血COHb飽和度升高、高血壓及血清sST2、Caspase-3、HSP70水平升高是ACMP患者發(fā)生DEACMP的獨立危險因素(P<0.05)。見表4。

表4 ACMP患者發(fā)生DEACMP的多因素Logistic回歸分析

2.5血清sST2、Caspase-3、HSP70單項及聯(lián)合檢測診斷ACMP患者發(fā)生DEACMP的ROC曲線分析 ROC曲線分析顯示,sST2、Caspase-3、HSP70診斷ACMP患者發(fā)生DEACMP的AUC分別為0.783、0.788、0.785,血清sST2、Caspase-3、HSP70聯(lián)合檢測診斷ACMP患者發(fā)生DEACMP的AUC為0.913,聯(lián)合檢測診斷的AUC大于各指標單項檢測診斷(P<0.05)。見表5和圖1。

圖1 血清sST2、Caspase-3、HSP70單項及聯(lián)合檢測診斷ACMP患者發(fā)生DEACMP的ROC曲線

表5 血清sST2、Caspase-3、HSP70單項及聯(lián)合檢測對ACMP患者發(fā)生DEACMP的診斷效能

3 討 論

CO被人體吸入后能競爭性結合血紅蛋白形成COHb,降低血紅蛋白攜氧能力和組織氧分壓,引起腦組織缺氧導致ACMP[1]。DEACMP是ACMP常見并發(fā)癥之一,是指ACMP患者在意識障礙恢復后,經過一定時間的假愈期后再次出現(xiàn)一系列精神和神經障礙,致殘率可達78%,病死率可達31%,DEACMP治療難度大、預后差,嚴重危害患者生命健康[3]。因此早期預測ACMP患者發(fā)生DEACMP的風險,對進行DEACMP防治和改善ACMP患者預后具有重要意義。

目前有研究認為,CO進入人體后能激活血小板導致中性粒細胞活化,誘導機體產生免疫炎癥反應,隨著病情進展,組成中樞神經系統(tǒng)髓鞘的堿性髓鞘蛋白,也能與脂質過氧化反應產物形成復合物,通過自身免疫炎癥反應破壞髓鞘,引起神經損害導致DEACMP發(fā)生[3-4]。致癌抑制因子2(ST2)是一種表達于多種免疫細胞表面的糖蛋白,根據(jù)其基因編碼可分為跨膜型ST2(ST2L)與sST2,當受到炎癥刺激時ST2L能結合特異性配體IL-33形成復合物,通過調節(jié)核因子-κB、細胞外調節(jié)蛋白激酶/絲裂原活化蛋白激酶、Jun氨基末端激酶等信號通路抑制炎癥細胞因子釋放,sST2作為誘騙受體能與跨膜型ST2競爭性結合IL-33,抑制ST2L/IL-33介導的炎癥抑制作用,促進炎癥的發(fā)生、發(fā)展[10]。研究表明,sST2能抑制ST2L/IL-33參與慢性心力衰竭、精神分裂癥等疾病的神經炎癥反應[11-12]。本研究結果顯示,ACMP患者血清sST2水平明顯升高,分析與ACMP患者吸入CO后炎癥反應激活導致sST2大量釋放有關。進一步分析顯示,ACMP患者血清sST2水平隨著中毒程度加重而升高,且是發(fā)生DEACMP的獨立危險因素,說明血清sST2水平升高與中毒程度和DEACMP發(fā)生有關。分析其原因是sST2高表達能進一步抑制ST2L/IL-33并加重神經系統(tǒng)炎癥反應,進而增加ACMP患者發(fā)生DEACMP的風險。

神經細胞凋亡在DEACMP中發(fā)揮重要作用,ACMP患者發(fā)病后CO神經毒性、缺血缺氧、細胞內Ca2+超載等多種因素能啟動細胞凋亡機制,引起額葉皮質、海馬、基底節(jié)等部位神經細胞凋亡導致DEACMP發(fā)生[13]。CASP是一組以酶原形式存在于細胞質內并介導細胞凋亡的半胱氨酸蛋白酶,Caspase-3是該家族內介導細胞凋亡的關鍵執(zhí)行分子,在細胞凋亡早期被激活,能裂解相應的細胞質細胞核底物,從而加速細胞凋亡[14]。有實驗報道,缺氧后大鼠腦組織中Caspase-3高表達,與神經凋亡和認知功能降低有關[15]。本研究結果顯示,ACMP患者血清Caspase-3水平明顯升高,分析其與ACMP患者細胞凋亡機制被激活引起Caspase-3大量釋放有關。進一步分析顯示,ACMP患者血清Caspase-3水平隨著中毒程度加重而升高,是發(fā)生DEACMP的獨立危險因素,說明血清Caspase-3水平升高與中毒程度和DEACMP發(fā)生有關。這是因為Caspase-3水平升高表明細胞凋亡途徑被激活,高水平Caspase-3能通過加重神經細胞凋亡導致ACMP患者病情加重,并增加DEACMP風險[16]。

HSP是一類熱應激蛋白質,HSP70是目前該家族內被研究最深入的成員,在細胞受到外界刺激時能大量產生,并通過觸發(fā)機體自身免疫以發(fā)揮應激保護作用,當細胞功能恢復時表達減少[17]。研究顯示,HSP70參與抑制腦缺血后細胞凋亡,當腦細胞修復后HSP70表達減少[18]。另有實驗顯示,缺氧后大鼠腦組織中HSP70高表達,與腦組織損害和神經細胞凋亡程度密切相關[19]。本研究結果顯示,ACMP患者血清HSP70水平顯著升高,這可能與ACMP患者受缺氧應激影響后引起HSP70大量釋放有關。進一步分析顯示,ACMP患者血清HSP70水平隨著中毒加重而升高,是發(fā)生DEACMP的獨立危險因素,說明血清HSP70水平升高與ACMP患者中毒程度加重和發(fā)生DEACMP風險增加有關。這可能與HSP70水平升高是機體適應環(huán)境變化的一種防御措施有關,HSP70水平升高表明腦組織和神經細胞損傷加重,因此DEACMP風險更高[20]。

本研究結果還顯示,年齡增加、高血壓、意識障礙時間>48 h、CO暴露時間延長、血COHb飽和度升高也會增加ACMP患者發(fā)生DEACMP的風險。這是因為患者年齡越大,中樞神經功能減退越嚴重,ACMP后更易發(fā)生神經功能異常;高血壓患者多存在腦動脈硬化,ACMP后會加劇腦部缺氧和神經細胞凋亡,增加DEACMP風險;意識障礙和CO暴露時間越長,表明ACMP患者受到的CO毒性影響越嚴重,因此發(fā)生DEACMP風險更高;血COHb飽和度越高表明ACMP患者腦組織缺氧程度和神經細胞損傷越嚴重,因此DEACMP風險更高。然而,目前臨床尚缺乏有效的DEACMP預測指標,本研究通過繪制ROC曲線發(fā)現(xiàn),血清sST2、Caspase-3、HSP70單項檢測與聯(lián)合檢測診斷ACMP患者發(fā)生DEACMP的AUC分別為0.783、0.788、0.785、0.913,3項聯(lián)合檢測的AUC最大,說明血清sST2、Caspase-3、HSP70有可能成為ACMP患者發(fā)生DEACMP的輔助診斷指標,且3項指標聯(lián)合能提升其對ACMP患者發(fā)生DEACMP的診斷價值。

綜上所述,ACMP患者血清sST2、Caspase-3、HSP70水平升高,與中毒程度加重和DEACMP發(fā)生有關,可能成為ACMP患者發(fā)生DEACMP的輔助診斷指標,聯(lián)合檢測能提升其診斷價值,有助于輔助臨床對DEACMP高風險患者進行早期干預,以改善患者預后。