亞低溫對腦梗死IL-6和sICAM-1表達(dá)的影響

徐彥立 王景超 張思森

鄭州人民醫(yī)院急診科 鄭州 450003

炎性反應(yīng)在缺血性腦血管病的形成中起著關(guān)鍵作用,作為炎性反應(yīng)的標(biāo)志物白細(xì)胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)已被用來探測缺血性腦損傷的危險(xiǎn)性指標(biāo)[1-2]。腦梗死后,由于腦組織缺血壞死,不僅產(chǎn)生大量抗原刺激免疫系統(tǒng),而且有大量的炎癥細(xì)胞浸潤和激活,引起強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答過程,參與腦梗死的病理變化過程。體外細(xì)胞培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)IL-6可以促進(jìn)細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的表達(dá),ICAM-1則可介導(dǎo)白細(xì)胞的黏附和聚集,炎性細(xì)胞的黏附與聚集成為再灌注后微血管循環(huán)障礙的主要因素。腦梗死急性期IL-6和sICAM-1表達(dá)明顯升高,并對梗死病灶引起免疫病理損害[3]。

亞低溫(32℃～34℃)對腦梗死的腦保護(hù)作用已得到大多數(shù)學(xué)者的認(rèn)可,其機(jī)制主要是降低細(xì)胞代謝率,減少耗氧量,減少興奮性氨基酸的釋放,減少細(xì)胞內(nèi)鈣超載,減少氧自由基和一氧化氮產(chǎn)生等。但目前尚未明確亞低溫與腦梗死時(shí)IL-6和sICAM-1表達(dá)之間的關(guān)系。本研究旨在觀察亞低溫對腦梗死IL-6和sICAM-1表達(dá)的影響,并探討亞低溫對腦缺血性損害神經(jīng)保護(hù)作用的其他可能機(jī)制。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 自2007-06～2008-09我科收集的40例腦梗死患者,均為發(fā)病24 h內(nèi)入院。診斷標(biāo)準(zhǔn):按照英國牛津社區(qū)腦卒中項(xiàng)目(Oxfordshire Community Stroke Project,OCSP)分型屬于完全前循環(huán)梗死(TACI)或腦CT顯示病灶超過一個(gè)腦葉或5 cm以上者。排除標(biāo)準(zhǔn):年齡≥70歲;心腎功能不全或嚴(yán)重肺部疾病;糖尿病患者;輕中度腦梗死。隨機(jī)分為亞低溫組和對照組,亞低溫組20例,其中男12例,女8例,年齡45～69歲,平均(51.72±8.38)歲,發(fā)病時(shí)間(18±3.30)h,高血壓史16例,糖尿病史5例,高脂血癥史5例。對照組20例,男 13例,女 7例,年齡45～ 69歲,平均(52.54±7.86)歲,發(fā)病時(shí)間(19.37±3.25)h,高血壓史 14例,糖尿病史6例,高脂血癥史6例。2組年齡、性別、有無高血壓、糖尿病、高脂血癥、發(fā)病時(shí)間等一般臨床資料差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。2組治療前采用美國國立衛(wèi)生研究院腦卒中量表(Natinal Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)評(píng)分,臨床差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

1.2 溫度監(jiān)控及治療方法 2組患者均給予抗血小板聚集,脫水降顱壓,維持水、電解質(zhì)平衡,營養(yǎng)支持、康復(fù)等常規(guī)治療(均連用30 d),亞低溫組入院后即行微量泵24 h持續(xù)泵入冬眠合劑(生理鹽水50 ml+氯丙嗪100mg+異丙嗪100mg),采用水循環(huán)式降溫毯(P&C-A型北京恒邦科技開發(fā)有限責(zé)任公司)使肛溫在 2～4 h內(nèi)使保持在(33±1)℃;治療時(shí)間為7 d。當(dāng)肛溫低于32℃時(shí),調(diào)整降溫毯溫度。復(fù)溫期采用每4～6 h復(fù)溫1℃的方法,在24～28(20±4)h將直腸溫度復(fù)至36.5～37.5℃。對照組除未進(jìn)行亞冬眠及降溫毯降溫處理外,其他治療方法同亞低溫組。

1.3 監(jiān)測指標(biāo)及神經(jīng)功能評(píng)分 2組患者分別于第1、3、7天,應(yīng)用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測血清 IL-6和ICAM-1水平,(上海產(chǎn)511酶標(biāo)分析儀進(jìn)行分析,試劑盒購于武漢博士德生物工程有限公司)。2組治療后30 d應(yīng)用NIHSS評(píng)分量表進(jìn)行評(píng)分。

2 結(jié)果

2.1 亞低溫組患者血清IL-6和sICAM-1水平 在發(fā)病不同時(shí)間內(nèi)均低于對照組,分別在腦梗死1 d達(dá)高峰,血清IL-6和ICAM-1水平隨時(shí)間遞減,與常溫組比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);且亞低溫干預(yù)明顯抑制它們的表達(dá)(P＜0.01);并表明隨時(shí)間延長,亞低溫治療的腦保護(hù)作用越來越明顯。

表1 2組患者治療前后血清IL-6和sICAM-1水平的變化比較 ()

表1 2組患者治療前后血清IL-6和sICAM-1水平的變化比較 ()

注:與對照組比較,*P＜0.05(t檢驗(yàn))

時(shí) 間 IL-6(pg/ml)亞低溫組 對照組sICAM-1(μ g/ml)亞低溫組 對照組發(fā)病第1天 184±64 265±73 3.2±0.6 3.9±0.6發(fā)病第3天 125±35 302±125 2.5±0.5 4.5±0.8發(fā)病第7天 67±21* 132±48 2.1±0.4*3.0±0.5

2.2 神經(jīng)功能評(píng)分 治療1個(gè)月后,對兩組的神經(jīng)功能缺損評(píng)分(NIHSS)進(jìn)行比較,亞低溫組積分值(25.4±5.48)顯著低于對照組積分值(32.2±6.87),且亞低溫組神經(jīng)功能缺損較對照組有明顯改善(P＜0.05)。亞低溫組中顯著好轉(zhuǎn)患者為2例,好轉(zhuǎn)13例,未愈2例,死亡 3例,對照組分別為 1、9、4、6例,亞低溫組患者功能改善明顯,與對照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(秩和檢驗(yàn),Uc=2.47,P＜0.05)。

3 討論

在國際上,亞低溫(32℃～34℃)對腦梗死的腦保護(hù)作用已得到大多數(shù)學(xué)者的認(rèn)可,其機(jī)制主要是降低細(xì)胞代謝率,減少耗氧量,減少蛋白質(zhì)丟失,促進(jìn)蛋白質(zhì)合成;降低腦組織能量代謝和乳酸堆積;減少興奮性氨基酸的釋放;抑制白細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥反應(yīng),抑制神經(jīng)元凋亡,減少氧自由基和一氧化氮產(chǎn)生;抑制內(nèi)源性毒性產(chǎn)物對腦細(xì)胞的損害等。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)能顯著降低腦梗死時(shí)顱內(nèi)壓升高,穩(wěn)定血管的舒縮功能,使缺血區(qū)腦血流增加,從而縮小梗死體積。另外亞低溫能通過維持血-腦脊液屏障的完整性來減輕血管源性腦水腫;同時(shí)又能阻止細(xì)胞毒性水腫[4]。Waje-Andreassen等[5]研究證實(shí),在急性腦缺血后,血和腦脊液中IL-6表達(dá)水平均增高,與梗死體積和神經(jīng)功能缺損程度存在一定的相關(guān)性。腦脊液IL-6水平與梗死結(jié)果間的相關(guān)性并不優(yōu)于血清IL-6水平。這提示測定血清IL-6的含量可作為早期診斷急性腦梗死腦損害程度的指標(biāo)[6-7]。

正常情況下血液中IL-6和ICAM-1含量較少,急性腦梗死后引起機(jī)體的應(yīng)激反應(yīng),并激活體內(nèi)的單核巨噬細(xì)胞,導(dǎo)致IL-6等炎癥因子的合成和釋放增加,刺激局部血管內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞,誘導(dǎo)細(xì)胞表面黏附分子數(shù)量和功能上調(diào),使白細(xì)胞黏附于血管內(nèi)皮細(xì)胞,并誘導(dǎo)細(xì)胞變形,引起微血管血栓。腦梗死早期產(chǎn)生的IL-6和ICAM-1加速了局部的炎癥反應(yīng),使腦梗死范圍擴(kuò)大和功能障礙加重[8]。Liu[9-10]等研究表明:急性腦梗死后血清IL-6和ICAM-1濃度升高,二者可能在腦缺血炎癥損壞中發(fā)揮作用,且ICAM-1的升高與IL-6升高有關(guān)。二者血清水平值可能反映腦缺血后炎性病理損傷的程度和腦梗死的體積。臨床觀察揭示,許多卒中患者在急性期出現(xiàn)體溫升高,體溫與腦損傷嚴(yán)重程度和臨床預(yù)后密切相關(guān)[11-12]。血清IL-6水平在腦梗死急性期明顯升高,說明T淋巴細(xì)胞、B淋巴細(xì)胞和單核巨噬細(xì)胞處于激活狀態(tài)。腦梗死后,由于腦組織缺血壞死,不僅產(chǎn)生大量抗原刺激免疫系統(tǒng),而且有大量的炎癥細(xì)胞浸潤和激活,引起強(qiáng)烈的免疫應(yīng)答過程,從而產(chǎn)生大量的IL-6,參與腦梗死的病理變化過程。IL-6可直接損傷血管內(nèi)膜,影響血管通透性,增強(qiáng)血管內(nèi)皮與血細(xì)胞的黏附性,使自由基產(chǎn)生增多,抑制血栓調(diào)節(jié)因子蛋白C、蛋白S系統(tǒng),促進(jìn)凝血,引起炎性介質(zhì)增多、髓鞘損傷和少突膠質(zhì)細(xì)胞溶解,從而導(dǎo)致細(xì)胞死亡。IL-6可增強(qiáng)血小板生成素的活性,阻止前列腺素-2的產(chǎn)生,導(dǎo)致血管收縮。IL-6可刺激Loci基因表達(dá),從而間接促進(jìn)血漿纖維蛋白原合成,高水平的血漿纖維蛋白原也是腦梗死的危險(xiǎn)因素[13]。研究發(fā)現(xiàn)[14],對實(shí)驗(yàn)性腦缺血誘發(fā)的腦部炎癥反應(yīng)的大鼠實(shí)施亞低溫治療,1 d后ICAM-1、單核細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞顯著低于常規(guī)組,因此亞低溫可以減輕腦卒中的炎癥反應(yīng),具有直接的抗炎作用。

本研究發(fā)現(xiàn),選擇亞低溫作為干預(yù)手段,觀察亞低溫對腦梗死1 d、3 d、7 d時(shí)間點(diǎn)IL-6和ICAM-1的表達(dá),亞低溫組的血清IL-6和sICAM-1表達(dá)水平在各時(shí)間點(diǎn)均較常溫組明顯減少或降低,差異有顯著性。2組在治療第1天血清IL-6和sICAM-1有明顯差別,且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05);在治療第3天亞低溫組中的血清炎癥因子開始下降,第7天亞低溫組IL-6和ICAM-1已接近正常,常溫組均高于正常,說明亞低溫能明顯抑制腦梗死后白細(xì)胞介導(dǎo)的炎癥細(xì)胞在缺血區(qū)血管內(nèi)的聚集和黏附,阻斷了IL-6和ICAM-1過度表達(dá),抑制炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生;以及隨后在缺血區(qū)腦實(shí)質(zhì)內(nèi)的浸潤,從而阻斷炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)起到腦保護(hù)作用,這與Wang等[15]研究結(jié)果一致。推測亞低溫降低IL-6和ICAM-1表達(dá)可能為亞低溫減輕腦缺血性損害的腦保護(hù)作用的一種重要機(jī)制。經(jīng)亞低溫治療患者1月行NIHSS評(píng)分均有顯著改善(P＜0.05),這與Schwab研究結(jié)果一致[16]。

我們通過與常溫組比較,在改善預(yù)后方面亞低溫組比常溫組具有明顯的優(yōu)勢,2組病死率有顯著性差異,這與Wang等[17-18]研究結(jié)果一致。推測亞低溫降低IL-6和ICAM-1表達(dá)為亞低溫減輕腦缺血性損害的神經(jīng)保護(hù)作用機(jī)制之一。血漿IL-6濃度升高是早期神經(jīng)學(xué)功能惡化的預(yù)測因子,尤其是在腦卒中發(fā)病24h內(nèi)的IL-6水平可預(yù)測最終腦損害程度,也是與最終梗死面積相關(guān)的較重要的分子標(biāo)志[19-21]。

總之,腦梗死后腦組織局部過度的IL-6和ICAM-1表達(dá)是造成腦損傷的主要原因之一,阻斷腦梗死后的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)是減輕腦損害的策略,采用亞低溫治療不同程度地阻斷了這一過程,從而有效地減輕腦缺血性損傷。亞低溫可作為腦缺血損傷時(shí)的神經(jīng)保護(hù)措施。因此,亞低溫在缺血性腦卒中治療方面有著顯著的的作用和廣闊的應(yīng)用前景。

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