高壓氧治療一氧化碳中毒遲發腦病的療效分析及其機制研究

萬琛宜，黃招君，楊樂

（南昌大學第一附屬醫院 神經內科，江西 南昌330006）

碳物質燃燒時會生成無色、無臭、無刺激性氣體一氧化碳CO，其吸入人體后易引起中毒并對大腦造成損傷，從而導致頭暈、惡心、全身無力、昏迷。雖然治療后上述癥狀發生好轉，但有研究表明，0.2%～47.0%患者在經歷2～60 d 的“假愈期”后會出現失語、認知障礙、急性癡呆等癥狀，這一系列綜合表現被稱作CO 中毒遲發性腦病（delayed encephalopathy after CO poisoning, DEACMP）[1]。DEACMP 的發病機制被認為是CO 由呼吸道進入人體后與血紅蛋白發生反應，生成碳氧血紅蛋白（carbonyl hemoglobin, CoHb），從而導致機體缺氧，給人體中樞神經系統帶來嚴重影響。

高壓氧治療CO 中毒是國內外推薦的方法之一，雖然頻率、療程尚無統一標準，但應用較廣泛，但是高壓氧治療DEACMP 的療效是非確定性的[2]。信號通路作為一種細胞發生某種反應的傳遞信息，近年來在多種疾病中報道，可能有助于研究高壓氧治療DEACMP 的發生機制[3]。本研究對90 例DEACMP 患者進行臨床調查，探討高壓氧對DEACMP 患者Toll樣受體4（Toll-like receptor 4,TLR4）/核轉錄因子-κB（nuclear factor-κB, NF-κB）信號通路及后續療效的作用，并報道如下。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2018年10月—2019年10月在南昌大學第一附屬醫院神經內科就診的DEACMP 患者90 例。根據抽中奇偶數的結果將患者分成兩組，偶數患者作為實驗組，奇數患者作為對照組，每組45 例。實驗組男性26 例，女性19 例；年齡58～75 歲，平均（62.31±4.31）歲；CO 中毒時昏迷時間2～48 h，平均（18.64±3.15）h；假愈期2～60 d，平均（32.54±5.14）d；病程3～70 h，平均（32.15±4.67）h；對照組男性24 例，女性21 例；年齡56～73 歲，平均（61.85±4.26）歲；CO 中毒時昏迷時間2～46 h，平均（18.20±3.01）h；假愈期2～60 d，平均（33.68±5.36）d；病程3～72 h，平均（31.89±4.54）h；兩組上述指標比較，差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。本研究經醫院倫理委員會審批通過，患者及其家屬均知情同意。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準 ①參照DEACMP 診斷標準，有CO 中毒史和明確的假愈期[4]；②年齡56～75 歲；③DEACMP 病程≤72 h，格拉斯哥昏迷評分[5]＞8 分。

1.2.2 排除標準 ①伴有帕金森癥、阿爾茨海默癥、反應性精神病等認知障礙性疾病；②預計生存期≤6 個月；③心、肝、腎功能異常；④合并感染患者；⑤合并腦卒中等其他影響腦器官及日常活動能力的疾病。

1.3 治療方法

1.3.1 對照組 采取常規治療，在發病早期促進患者腦細胞營養代謝，予以改善腦血液循環藥物[血塞通（廣西梧州制藥集團股份有限公司，國藥準字Z20025652）500 mg/次，1 次/d]；靜脈滴注地塞米松（武漢久安藥業有限公司，國藥準字H42020896）10 mg/d，持續1 個月以上；靜脈注射銀杏葉提取物注射液（中豪國際有限公司，國藥準字H20181022）1 次/d。15 d 后根據患者恢復情況調整用藥方案。恢復期給予針灸、按摩，肢體功能鍛煉等。

1.3.2 實驗組 在對照組基礎上使用高壓氧治療，壓力0.2 MPa，持續20 min，穩壓后吸100%純氧約80 min，穩壓吸氧期間休息2 次，約5 min/次，然后持續減壓約20 min，1 次/d。采用煙臺宏遠氧業公司生產的GY3400 型高壓氧艙，10 d 為1 個療程，1 個療程后根據患者恢復情況再調整。

1.4 觀察指標

1.4.1 臨床療效 比較兩組患者治療3 個月后的臨床療效。將臨床療效分為：①痊愈，患者臨床體征消失，腦電圖檢查顯示正常，生活可以自理；②好轉，患者部分癥狀體征消失或減輕，腦電圖檢查顯示輕度異常或中度正常，部分活動需要照顧者幫助）；③無效，患者病情無好轉，腦電圖檢查顯示重度異常，生活無法自理）[6]。總有效率（%）=（痊愈例數+好轉例數）/總例數×100%。

1.4.2 TLR4/NF-κB 信號通路 比較兩組患者治療前后TLR4/NF-κB 信號通路的表達，分別采集患者治療前及治療3 個月后空腹靜脈血10 ml，2 000 r/min 離心后進行細胞培養，采用實時熒光定量聚合酶鏈反應（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）檢測TLR4 mRNA 的表達。TLR4 mRNA 相對表達量為TLR4 與β-action 條帶灰度值的比值。采用Western blotting 檢測NF-κB p65蛋白的表達。兔抗人磷酸化NF-κB p65 抗體、β-action 抗體購自美國Abcam 公司，TLR4 單克隆抗體購自美國Biolegend 公司。

1.4.3 洛文斯頓作業治療用認知評定量表（Lovins cognitive rating scale for occupational therapy,LOTCA）、日常生活能力量表（activity of daily living scale, ADL）、Wahlund 改良腦白質疏松分級量表（Wahlund modified leukoaraiosis rating scalem ARWMC）評分 比較兩組患者治療前后LOTCA[7]、ADL[8]、ARWMC[9]評分的變化。LOTCA 評分分別從定向力、知覺、視組織運動、思維運作及注意力5 個方面進行評定，共21 個測評項。除思維運作有3 項滿分為5 分，余者每項滿分皆為4 分，分數越低表示其認知障礙越嚴重。ADL 評分從進食、入廁、大小便控制、修飾、洗澡、轉椅床椅、步行、洗澡、上下樓梯10 個項目進行評定，每項滿分10 分，總分越高其生活自理能力越好。ARWMC 評分可依照不同時間點獲取的影像圖像進行判定，分別從兩側腦組織重要組成部分的局部破壞情況進行分析，滿分30 分，總分＞10 分時為嚴重的腦白質疏松，總分越低其腦白質疏松程度越輕微。本研究均由專業醫師（對本研究不知情）于治療前及治療3 個月后對患者進行評估。

1.4.4 預后評分 比較兩組患者治療后3 個月、6 個月和12 個月預后評分的變化。預后評分采用改良Rankin（improved Rankin, mRS）評分[10]，mRS 評分依照患者病后生活狀態來計算分數，0 分表示無明顯障礙；1 分為有輕微癥狀但無明顯功能障礙；6 分表示患者已無生命體征。mRS ≤2 分表示預后良好。

1.5 統計學方法

數據分析采用Epi Data 3.1 和SPSS 17.0 統計軟件。計量資料以均數±標準差（±s）表示，用t檢驗或重復測量設計的方差分析，進一步兩兩比較用LSD-t檢驗；計數資料以率（%）表示，用χ2檢驗。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組臨床療效比較

兩組總有效率比較，經χ2檢驗，差異有統計學意義（χ2=5.000，P=0.025），觀察組高于對照組。見表1。

表1 兩組臨床療效比較 [n=45，例（%）]

2.2 兩組患者治療前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相對表達量的變化

兩組患者治療前后TLR4 mRNA、NF-κB p65 相對表達量的差值比較，經t檢驗，差異有統計學意義（P＜0.05），實驗組大于對照組。見表2。

表2 兩組患者治療前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相對表達量的差值比較 （n=45，±s）

表2 兩組患者治療前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相對表達量的差值比較 （n=45，±s）

組別實驗組對照組t 值P 值TLR4 mRNA 1.04±0.21 0.92±0.18 2.910 0.005 NF-κB p65 0.29±0.05 0.20±0.04 9.429 0.000

2.3 兩組患者治療前后各項評分的變化

兩組患者治療前后LOTCA、ADL 及ARWMC 的差值比較，經t檢驗，差異有統計學意義（P＜0.05），實驗組治療前后LOTCA、ADL 的差值大于對照組，ARWMC 的差值小于對照組。見表3。

表3 兩組治療前后各項評分的差值比較（n=45，分，±s）

表3 兩組治療前后各項評分的差值比較（n=45，分，±s）

組別實驗組對照組t 值P 值LOTCA 26.35±3.35 20.39±2.79 9.171 0.000 ADL 32.28±4.10 27.35±3.35 6.246 0.000 ARWMC 4.79±2.38 6.35±2.29 3.168 0.002

2.4 兩組患者不同時間點mRS評分的變化

實驗組與對照組患者治療后3 個月、6 個月、12 個月mRS 評分比較，采用重復測量設計的方差分析，結果：①不同時間點mRS 評分有差異（F=122.783，P=0.000）；②實驗組與對照組mRS 評分有差異（F=43.885，P=0.000）；③兩組mRS 評分變化趨勢有差異（F=66.939，P=0.000）。見表4。

表4 兩組患者不同時間點mRS評分比較（n=45，分，±s）

表4 兩組患者不同時間點mRS評分比較（n=45，分，±s）

注：①與治療后3個月比較，P ＜0.05；②與治療后6個月比較，P ＜0.05。

組別實驗組對照組t 值P 值治療3個月3.47±0.57 3.72±0.54 2.136 0.036治療6個月2.81±0.48①3.04±0.51①2.203 0.030治療12個月1.98±0.24①②2.57±0.35①①9.326 0.000

3 討論

CO 中毒后，腦組織自由基生成增加，脂質過氧化，從而損傷線粒體；大量生成的自由基引起髓鞘堿蛋白的修飾，激活自身免疫系統，導致髓鞘脫失，T 淋巴細胞活化，釋放炎癥因子，最終引起腦血管病變[11]。TLR4 作為人類發現的第1 個TLR 蛋白，與臨床上許多炎癥性疾病關系密切，其受體與病原相關分子模式結合，利用信號傳導激活NF-κB，調控下游炎癥基因，增強機體炎癥因子的表達，促進機體多種器官炎癥性疾病的發生、發展[12]。

本研究中觀察組總有效率高于對照組，提示高壓氧治療DEACMP 臨床療效更好。李哲等[13]研究高壓氧改善患者臨床療效的機制，認為高壓氧治療能增加血氧分壓，改善大腦缺氧癥狀，減輕腦水腫的惡性循環，相同時間內增快神經纖維髓鞘活性，使血管因缺氧而造成的損傷得到修復，并成功形成側支循環，增強微血栓生成的抑制效果，激活中樞神經生化過程。這也證實了高壓氧可增強生命體抗氧化能力，盡快恢復大腦功能，減少神經細胞的變質及凋亡，改善患者癥狀。

本研究中實驗組治療前后TLR4 mRNA、NF-κB p65 相對表達量的差值大于對照組，提示高壓氧可能通過改善TLR4/NF-κB 信號通路來提高治療效果。DEACMP 患者大腦通常存在微循環功能障礙，神經細胞凋亡及氧化應激等病理生理改變，引起炎癥級聯反應，而TLR4/NF-κB 信號通路也參與了免疫信號傳遞和炎癥因子釋放的過程[14]。TLR4 主要在抗原呈遞細胞及一些實質細胞中表達。在中樞神經系統中，TLR4 主要分布在小膠質細胞和神經元表面，可在一系列反應下激活NF-κB 并暴露核定位信號，促使NF-κB 活化并進入細胞核啟動轉錄，誘導產生腫瘤壞死因子α（Tumor necrosis factor alpha,TNF-α）、白細胞介素1β（interleukin-1β, IL-1β）、IL-6、IL-8、IL-12，從而促進外周炎癥細胞向缺血腦組織移動、黏附和浸潤，加重組織損傷。高壓氧通過提高腦組織氧含量和氧分壓，增加腦組織毛細血管的彌散距離，減少細胞變性壞死，提高超氧化物歧化酶活性，加強清除自由基和抗氧化能力，糾正因無氧酵解產生的酸中毒，從而逆轉神經細胞損傷，降低炎癥因子水平，實現對TLR4/NF-κB 信號通路的調控[15]。

本研究中實驗組治療前后LOTCA、ADL 的差值大于對照組，ARWMC 的差值小于對照組，提示高壓氧治療可顯著減輕患者認知障礙，提高生活自理能力，且可以逆轉腦組織損傷。CO 中毒后，血腦屏障呈非特異性炎癥狀態，高壓氧治療可明顯增強其通透性，降低由氧成分不足而對腦神經器官產生的破壞，促進腦功能逐漸恢復，改善認知功能[16]。

本研究中實驗組與對照組治療后3 個月、6 個月和12 個月mRS 評分有差異，提示高壓氧治療可顯著改善患者預后。方建飛等[17]研究證實，較長時間的高壓氧治療能使病情得到較有效恢復，遠期預后良好，與本研究結果相符。

綜上所述，高壓氧可改善DEACMP 患者TLR4/NF-κB 信號表達，同時緩解其大腦缺氧狀態，提高臨床療效，且遠期預后良好，值得臨床推廣。