亞低溫療法對(duì)重癥病毒性腦炎患兒血清和腦脊液中基質(zhì)金屬蛋白酶的干預(yù)作用

李強(qiáng) 趙明 郝珉

病毒性腦炎是兒童發(fā)病率較高的疾病之一, 嚴(yán)重的病例可留有神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥, 甚至死亡。致殘率、死亡率高, 危害極大。循證醫(yī)學(xué)證實(shí), 亞低溫治療可以有效降低重癥病毒性腦炎患兒的致殘率和死亡率。而基質(zhì)金屬蛋白酶(MMPs)可能在重癥病毒性腦炎發(fā)病過程中通過破壞血腦屏障參與腦損傷［1-3］。作者通過觀察亞低溫治療重癥病毒性腦炎過程中患兒血清和腦脊液MMP-2、MMP-9的濃度, 探尋其可能的治療機(jī)理, 報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2008年1月～2013年11月在本市3所醫(yī)院住院治療的120例重癥病毒性腦炎患兒作為研究對(duì)象, 均符合《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》第7版中的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)。其中手足口病腦炎58例, 單純皰疹病毒腦炎17例, 流行性腮腺炎病毒腦炎13例, 其他病毒腦炎32例。所有患兒隨機(jī)分為對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組, 每組60例。兩組患兒的年齡、性別、病因構(gòu)成及疾病嚴(yán)重程度比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05), 具有可比性。所有患兒入組前均征得患兒家長(zhǎng)同意。

1.2 方法 所有患兒均給予抗感染、退熱、降顱壓等對(duì)癥支持治療, 必要時(shí)給予呼吸機(jī)輔助呼吸等生命支持。實(shí)驗(yàn)組的患兒在常規(guī)治療的基礎(chǔ)上, 應(yīng)用YZK-1076型醫(yī)用智能低溫治療儀對(duì)頭部進(jìn)行亞低溫治療。并用MC-510型歐姆龍紅外線耳式溫度計(jì)監(jiān)測(cè)鼓膜溫度, 使之保持在33～35.5℃之間。

選擇性頭部亞低溫治療5 d后, 撤掉治療儀, 使頭部自然升溫。速度控制在每4小時(shí)1℃以內(nèi), 24 h升至正常溫度為宜。所有患兒分別于治療前、治療第3天和治療第7天穿刺取靜脈血和腦脊液。標(biāo)本取出后置室溫2 h, 以1000×g離心20 min, 取上清液, 使用0.1 M的PBS稀釋(pH值在7.0～7.2之間)100倍。采用酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)法測(cè)定血清和腦脊液中MMP-2、MMP-9的含量。試劑盒購自廈門慧嘉生物科技有限公司, 嚴(yán)格按照說明書要求進(jìn)行檢測(cè)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS10.0軟件分析數(shù)據(jù)。計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示, 采用t檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)。P<0.05為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組患兒血清和腦脊液中MMP-2濃度的比較 所有患兒血清和腦脊液中MMP-2的濃度在治療前較高, 第3天達(dá)到高峰, 第7天明顯下降。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組患兒血清和腦脊液中MMP-2的濃度在治療前差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。經(jīng)過亞低溫療法干預(yù)后, 實(shí)驗(yàn)組患兒血清和腦脊液中MMP-2的濃度在第3天和第7天均明顯低于對(duì)照組患兒(P<0.01)。見表1, 2。

2.2 兩組患兒血清和腦脊液中MMP-9濃度的比較 同MMP-2相似, 所有患兒血清和腦脊液中MMP-9的濃度也有在治療前較高、3天達(dá)到高峰、7天明顯下降的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組患兒血清和腦脊液中MMP-9的濃度在治療前差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。經(jīng)過亞低溫療法的治療, 實(shí)驗(yàn)組患兒血清和腦脊液中MMP-9的濃度在第3天和第7天均明顯低于對(duì)照組患兒(P<0.01)。見表3, 4。

表1 兩組患兒血清中MMP-2濃度的比較( ±s, ng/ml)

表1 兩組患兒血清中MMP-2濃度的比較( ±s, ng/ml)

注：與對(duì)照組比較, aP<0.01

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表2 兩組患兒腦脊液中MMP-2濃度的比較( ±s, ng/ml)

表2 兩組患兒腦脊液中MMP-2濃度的比較( ±s, ng/ml)

注：與對(duì)照組比較, aP<0.01

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表3 兩組患兒血清MMP-9濃度的比較( ±s, pg/ml)

表3 兩組患兒血清MMP-9濃度的比較( ±s, pg/ml)

注：與對(duì)照組比較, aP<0.01

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表4 兩組患兒腦脊液MMP-9濃度的比較( ±s, pg/ml)

表4 兩組患兒腦脊液MMP-9濃度的比較( ±s, pg/ml)

注：與對(duì)照組比較, aP<0.01

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3 討論

在重癥病毒性腦炎的發(fā)病過程中, 病毒感染引發(fā)腦組織和毛細(xì)血管的炎癥反應(yīng), 使血腦屏障受損, 通透性增加, 造成腦水腫, 進(jìn)而損害腦細(xì)胞, 使其毒性水腫甚至死亡。血管基底膜上的Ⅳ型膠原、層粘連蛋白和纖維粘連蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)(ECM)是構(gòu)成血腦屏障的重要結(jié)構(gòu)。MMPs是一組蛋白水解酶家族, 依賴鈣、鋅離子維持穩(wěn)定, 可分解ECM。它們?cè)跈C(jī)體內(nèi)與其內(nèi)源性抑制劑TIMPs以非共價(jià)鍵形式結(jié)合成復(fù)合物, 處于失活狀態(tài)。當(dāng)腦組織出現(xiàn)炎癥反應(yīng)時(shí), 氧自由基等缺氧代謝產(chǎn)物可以促進(jìn)復(fù)合物分解, 激活MMPs。MMPs通過分解細(xì)胞外基質(zhì)破壞了血腦屏障的完整性, 導(dǎo)致其通透性增加。除了引發(fā)腦水腫外, 還便于活化白細(xì)胞的趨化運(yùn)動(dòng), 使炎癥加重［4,5］。研究發(fā)現(xiàn), 所有重癥病毒性腦炎患兒血清和腦脊液中的MMP-2、MMP-9隨著病情的變化在第3天達(dá)到高峰,然后降低。表明MMPs在重癥病毒性腦炎腦損傷中發(fā)揮作用。

研究表明, 亞低溫治療可能通過以下幾個(gè)方面來保護(hù)腦細(xì)胞、減少腦損傷：①減少腦細(xì)胞的耗氧, 減少乳酸、氧自由基等細(xì)胞缺氧代謝產(chǎn)物的生成及在腦組織中的堆積；②保護(hù)受損的血腦屏障, 降低其通透性, 減輕腦水腫；③抑制炎癥因子的釋放從而抑制炎癥反應(yīng)。感染后的組織可以通過釋放炎癥因子來殺滅病原體。但如果炎癥因子過多, 也會(huì)損傷組織, 加重組織的缺氧、缺血, 并造成再灌注損傷。亞低溫治療可抑制白細(xì)胞介素(IL)-1、6、8和腫瘤壞死因子-α(TNF-α)等炎癥因子的釋放, 減少炎癥損傷；④抑制細(xì)胞毒素的釋放。腦損傷可以促使細(xì)胞釋放興奮性神經(jīng)遞質(zhì)(如谷氨酸等)、乙酰膽堿等細(xì)胞毒素, 造成驚厥, 加重腦損傷。亞低溫可以抑制這些細(xì)胞毒素生成和釋放；⑤抑制鈣離子的內(nèi)流。鈣離子在腦細(xì)胞內(nèi)的堆積可造成腦細(xì)胞壞死。亞低溫治療可以降低鈣離子內(nèi)流速度, 降低其在腦細(xì)胞中的濃度；⑥抑制凋亡基因的表達(dá), 減少腦細(xì)胞凋亡；⑦調(diào)節(jié)腦組織內(nèi)各種酶和蛋白質(zhì)的表達(dá), 減輕損傷, 促進(jìn)修復(fù)。通過本實(shí)驗(yàn)可以看到, 實(shí)驗(yàn)組的患兒的MMP-2、MMP-9在治療第3天、第7天的血清和腦脊液中的濃度均顯著低于對(duì)照組患兒(P<0.01)。表明亞低溫治療降低了血清和腦脊液中MMPs,減少其損傷血腦屏障, 從而減輕腦水腫。亞低溫治療可能通過抑制氧自由基、鈣離子或其他炎癥因子來抑制MMPs的活性 , 從而減少腦損傷［6］。

綜上所述, 重癥病毒性腦炎患兒血清和腦脊液中的MMP-2和MMP-9在腦損傷過程中起重要作用, 而亞低溫治療可以有效抑制其濃度, 從而減輕損害、促進(jìn)修復(fù)。

［1］李紅云, 韓迪, 紀(jì)曉軍.亞低溫治療對(duì)單純皰疹病毒性腦炎早期康復(fù)的影響.中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志, 2009, 31(1):51-54.

［2］Barber PA, Rushforth D, Agrawal S, et al.Infrared optical imaging of matrix metalloproteinases (MMPs)up regulation following ischemia reperfusion is ameliorated by hypothermia.BMC Neurosci, 2012(13):76.

［3］李紅云, 韓迪, 紀(jì)曉軍.亞低溫治療單純皰疹病毒性腦炎.中華急診醫(yī)學(xué)雜志, 2009, 18(3):306-308.

［4］張傳新, 賈國(guó)存, 陳國(guó)洪, 等.結(jié)核性腦膜炎患兒腦脊液中IL-17和MMP-9的水平及意義.中國(guó)實(shí)用醫(yī)刊, 2013, 40(18):25-26.

［5］李小鵬, 張倫理, 黃呈輝.金屬基質(zhì)蛋白酶-9在中樞神經(jīng)系統(tǒng)感染患者腦脊液中的表達(dá)水平及意義.中華傳染病雜志, 2012,30(3):141-145.

［6］郝珉, 李好蘭, 宋文, 等.亞低溫治療對(duì)新生兒缺氧缺血性腦病血清MMP-9水平的影響.中國(guó)中醫(yī)藥現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育, 2012,10(23):52-53.