血清AQP4水平與腦出血周圍水腫體積相關性的研究

章曉英 宋水江 遲淑梅 王超

血清AQP4水平與腦出血周圍水腫體積相關性的研究

章曉英 宋水江 遲淑梅 王超

目的探討急性腦出血患者發病第3、7天的血清水通道蛋白4（AQP4）水平與腦組織水腫體積的相關性。方法對50例自發性腦出血患者采用ELISA法檢測出血第3、7天血清AQP4水平，通過頭顱CT計算腦出血和腦水腫體積，計算相對水腫體積并分析其與AQP4水平的關系。結果腦出血后第7天AQP4水平與相對水腫體積均較第3天升高，差異有統計學意義（均P＜0.05）；第3天與第7天AQP4水平的改變與相對水腫體積差值呈正相關（r=0.555，P＜0.01）。結論腦出血后血腫周圍水腫的形成及發展與血清AQP4的異常表達密切相關，減少AQP4的過度表達有可能成為腦出血后腦水腫治療新途徑。

水通道蛋白4腦出血腦水腫

腦出血是一種常見的急性腦血管疾病，年發病率為60～80/10萬人口，占急性腦血管病的20%～30%，致殘率及病死率均較高。究其原因，除了出血灶對腦組織的壓迫外，更為重要的是腦出血后繼發性腦水腫的形成以及有害物質對腦細胞的損害。水通道蛋白（AQP）家族是新近發現的首個涉及特異性轉運水分子的細胞膜蛋白家族，其中以APQ4對于腦水腫的形成最為重要[1]，故對AQP4的研究成了尋找治療腦水腫的新途徑。目前有關AQP4對出血性腦水腫的作用機制研究大多局限于動物實驗，臨床研究偶見報道[2]。本研究觀察急性腦出血患者在發病第3、7天的血清AQP4水平，探討其與腦水腫體積之間的相互關系，現將結果報道如下。

1 對象和方法

1.1 對象收集2013年1月至9月浙江大學醫學院附屬第二醫院神經內科住院治療的50例腦出血患者，均符合我國2010年頒布的《成人自發性腦出血診斷標準》。納入標準：（1）臨床診斷為自發性腦出血；（2）年齡為18～80周歲；（3）起病3d之內；（4）無全身嚴重并發癥；（5）顱腦CT檢查排除梗死性出血；（6）患者和（或）家屬知情同意。排除標準：（1）繼發性腦出血、原發或繼發腦室內或幕下出血；（2）潛在動脈瘤、血管畸形；（3）治療中使用抗凝劑；（4）合并有肺炎或嚴重全身感染；（5）伴心功能不全、慢性肝病（AST、ALT＞正常上限2倍），腎功能障礙[肌酐（Cr）＞135mmol/L]、血液系統疾病；（6）腫瘤；（7）嚴重精神病及癡呆；（8）過敏體質，對多種藥物有過敏史；（8）經治療血壓≤90/60mmHg或≥200/ 110mmHg者；（9）處于妊娠期。終止標準：病情加重不能承受檢查者或不能配合導致實驗中斷。觀察過程中所有受試者治療方案保持不變。

1.2方法

1.2.1 血清AQP4標本的采集和檢測采用武漢優兒生科技股份有限公司的檢測試劑盒，患者發病后第3、7天抽取其空腹肘靜脈血2～3ml，室溫下血液自動凝固10～20min，離心20min（2 500r/min），仔細收集上清液，保存過程中如出現沉淀，應再次離心，獲取的血清置于-70℃低溫冰箱保存,采用ELISA法集中檢測AQP4水平。

1.2.2 影像學檢查采用AW4.2GE Adwentage工作站運行的圖像處理軟件對患者發病第3、7天的頭顱CT片進行離線處理，通過半自動方法計算血腫和水腫體積。手工畫出每層病變的高-低-交界區域的適當周界并圈出感興趣區域，采用基于Hounsfield unit測量的自動閾值區分血腫和頭骨、腦實質和血腫周圍的水腫帶。通過閾值區分血腫和水腫，自動加入臨近的體積算出血腫和絕對水腫體積，計算相對水腫體積[（水腫體積-血腫體積）/血腫體積]。為了保證測量值的準確及腦室內出血的干擾，排除伴有腦室內出血的患者。

1.3 統計學處理采用SPSS16.0統計軟件，符合正態分布的計量資料以表示，不同時點間比較采用t檢驗。通過Pearson來判定兩者之間的相關性。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

50例腦出血患者發病后第3、7天比較，血腫體積縮小[（24.310±20.189）、（20.810±19.297）ml]，水腫體積增大[（30.332±26.331）、（56.143±40.090）ml]。相對水腫體積增大（0.248±0.493、1.698±1.060），AQP4水平升高[（2.572±1.449）、（3.959±2.116）ng/ml]，差異均有統計學意義（均P＜0.01）。腦出血后第7天與第3天AQP4水平的差值為（1.416±1.228）ng/ml，相對水腫體積差值為（1.45±0.18），兩者呈正相關（r=0.555，P＜0.01）。

3 討論

腦出血后水腫的形成涉及諸多機制，AQP4對水腫的形成和發展起到了非常重要的作用[3]。腦出血后腦組織缺血、缺氧、凝血酶、滲透壓改變等各種變化作為胞外刺激因素，激活位于星形膠質細胞終足上的AQP4，使其自身發生蛋白磷酸化[4]，導致細胞膜結構發生改變，增加膜對水的通透性，導致細胞內水腫。AQP4不僅參與了腦出血中期水腫的形成，還參與腦出血后期（發病后第3天后）水腫的形成。

既往已有多項研究證實AQP4與腦水腫的形成和發展密切相關，但大多限于動物模型[5-7]，且樣本均來源于腦組織，血清AQP4水平和腦出血后周圍水腫的相關性研究臨床鮮有報道。本研究對50例原發性腦出血患者不同時間段血清AQP4動態表達和CT上水腫體積變化進行分析，納入患者的腦出血部位多位于基底核區，解剖位置鄰近腦室，此處有較高水平的AQP4表達。結果顯示：腦出血患者血腫體積第7天較第3天縮小，而水腫體積增大，AQP4值對應升高，前后比較差異均有統計學意義，說明AQP4在水腫的形成方面起到了促進作用。出血后第7天血清AQP4水平及CT相對水腫體積均顯著高于第3天，AQP4的增加和相對水腫體積的增加呈正相關，說明AQP4表達增加進一步促進了水腫的發展。這種動態改變與既往動物模型研究結果一致，但血清AQP4水平及水腫的高峰未出現在出血第3天，與動物實驗結果有一定的差異。高峰推遲原因考慮：動物實驗對象一般為健康成年大鼠，人工注射自體血入尾狀核造模[8]，注入量約5μl，量少且出血形態基本規則，剔除了影響結果的夾雜因素（如高血壓、糖尿病、吸煙、飲酒等），符合腦出血水腫觀察的理想條件。而人自發性腦出血后水腫形成受更多因素影響，除上述因素外，血腫形態及脫水劑的應用是部分病人水腫高峰延長的重要原因，符合臨床腦出血后水腫發生在24～72h，3～7d達到水腫高峰，然后逐漸消退，2周左右腦水腫得到充分吸收的自然過程。

本實驗中血清AQP4水平差值和相對水腫體積差值之間的相關系數為0.555，相關性欠高的可能原因有：（1）入組病例數太少，缺乏大樣本的臨床研究資料；（2）既往研究大多以動物為模型，選取腦出血水腫區新鮮腦組織行免疫組化和免疫電鏡檢查，干擾因素小，結果較為可靠。本研究AQP4從血清中獲取，除來源于血腫周圍水腫區外，還有少部分可能來源于肺、腎臟等組織[9]。故測得的血清AQP4值可能偏高，不能完全反映血腫周圍水腫區AQP4水平；（3）本研究血腫及水腫體積是通過GE半自動軟件進行測量，新鮮血腫的CT值一般為60～90Hu，正常腦組織的CT值范圍在25～40Hu，水腫帶CT值一般＜20Hu，鄰近出血灶的腦水腫區含水量多，CT值更低[10]。在手工勾畫感興趣區域時，腦組織、水腫帶與血腫區不同閾值可能存在技術誤差。同時水腫帶中的水分可能向正常腦組織及血腫區滲透，但強度并未引起CT值的明顯改變。這樣計算得出的水腫體積較實際水腫體積可能偏小。（4）研究結果發現，血腫體積大小和相對水腫體積相關，故再次出血或血腫擴大對結果均有不同程度的影響。患者在出血第1天至第3天再次出血或血腫擴大的可能性較大，而此次研究選擇點在出血第3天和第7天，雖然“再出血”或血腫擴大發生率降低，但仍存在，故對結果仍有一定的影響。

此項目為自身縱向研究，缺乏實驗對照，若能進行健康對象組和腦出血組血清AQP4水平的對照研究，結果將更加完善。腦出血后腦水腫形成的病理機制是一個十分復雜的過程，至今仍未完全闡明。AQP4和腦出血后水腫之間的這種變化關系為臨床使用選擇性AQP4抑制劑的可行性提供了理論依據。能否早期利用AQP4的抑制劑或通過信號轉導機制控制AQP4的表達來調節水平衡，減緩腦組織中水分子的積聚，進而達到防治腦水腫、減輕腦損傷的目的，將成為探討的新方向。

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Association between serum AQP4 level and brain edema volume following intracerebral hemorrhage

ZHANG Xiaoying,SONG Shuijiang,CHI Shumie,et al.Department of Neurology,Hangzhou Seventh People's Hospital 310007,China

ObjectiveTo investigate the association betweenserum AQP4 level and brain edema volume following intracerebral hemorrhage(ICH).MethodsSerum AQP4 was measured in 50 patients with spontaneous intracerebral hemorrhage within 3-7 d after onset.Hematoma volume,peripheral edema volume and relative edema were measured at the same time by CT scan.ResultsSerum AQP4 levels and relative edema volume at 7d following ICH were significantly increased,compared to those at d3.Serum AQP4 levels were positively correlated withrelative edema volume at d3 and d7(r=0.555,P＜0.01). ConclusionAQP4 may be involved in the development of cerebral edema and cerebral injury after ICH,indicating that AQP4 might be a new therapeutic targed for brain edema after cerebral hemorrhage.

Aquaporin4Intracerebral hemorrhageBrain edema

2015-08-03）

（本文編輯：楊麗）

10.12056/j.issn.1006-2785.2017.39.13.2015-901

310007杭州市第七人民醫院神經內科（章曉英、遲淑梅）；浙江大學醫學院附屬第二醫院神經內科（宋水江），影像科（王超）

宋水江，E-mail：shuijiangs@163.com