血清caspase-3 NSE聯(lián)合O2UCc早期預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的價值

白艷艷, 李睿博, 趙 瑞, 喬晶晶, 張 燕, 封 婷

(陜西省榆林市第一醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科, 陜西 榆林 719000)

急性一氧化碳中毒(ACMP)是我國生活中和工作中常見中毒疾病,部分患者經(jīng)高壓氧等積極治療后僅短暫意識恢復(fù)、癥狀緩解,即為“假愈期”,其后可再次出現(xiàn)癡呆、意識障礙等神經(jīng)系統(tǒng)癥狀,稱為一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病(DEACMP)[1]。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶-3(caspase-3)是細(xì)胞凋亡級聯(lián)反應(yīng)終末蛋白酶,主要調(diào)節(jié)真核生物細(xì)胞的凋亡。神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)是一種存在于中樞神經(jīng)元細(xì)胞質(zhì)中的糖酵解酶,在軸突受損等情況下可釋放入血,因此可作為神經(jīng)元細(xì)胞損傷標(biāo)志物[2]。氧利用率(O2UCc)是組織氧耗與氧供之間的比值,可揭示機(jī)體氧代謝狀態(tài),全面反映機(jī)體腦組織灌注和缺氧狀態(tài)。因無法對早期昏迷ACMP患者進(jìn)行全面神經(jīng)精神病學(xué)評估,故在ACMP早期尋找相關(guān)檢查指標(biāo)預(yù)測DEACMP發(fā)生至關(guān)重要。本探究旨在觀察caspase-3、NSE及O2UCc在ACMP患者血清中的表達(dá),探索caspase-3、NSE聯(lián)合O2UCc早期預(yù)測DEACMP的價值。

1 資料與方法

1.1一般資料:選取我院2019年1月至2020年12月經(jīng)收治的125例急性一氧化碳中毒患者,根據(jù)患者中毒后60d內(nèi)是否發(fā)生一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病,將患者分為腦病組34例和對照組91例。納入標(biāo)準(zhǔn):①患者具有明確的一氧化碳中毒史,診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《一氧化碳中毒臨床治療指南》[3]中的標(biāo)準(zhǔn);②納入患者的年齡19～75歲;③一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《現(xiàn)代職業(yè)病診療手冊》[4]中的標(biāo)準(zhǔn);④患者出現(xiàn)中毒后48h內(nèi)入院;⑤本研究符合醫(yī)學(xué)倫理的基本要求。排除標(biāo)準(zhǔn):①患者合并頭顱外傷病史或手術(shù)等病史;②合并免疫系統(tǒng)疾病;③合并嚴(yán)重的心肺功能疾病;④老年癡呆、帕金森疾病患者;⑤癲癇患者;⑥惡性腫瘤疾病患者。

1.2指標(biāo)檢測方法:清晨采集空腹患者肘靜脈血3mL,用GT16-3型高速臺式離心機(jī)以4000r/min速率離心10mins,留取上清液待測;采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)(ELISA)檢測患者血清caspase-3、NSE水平,試劑盒均購自武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司。于入院時(0h)、6h、24h、72h在不吸氧條件下分別抽取患者股動脈、股靜脈血3mL,行動、靜脈血?dú)夥治?均采用丹麥ABL5型血?dú)馍治鰞x測定。O2UCc=SaO2-SvO2/SaO2(SaO2:動脈血氧飽和度;SvO2:靜脈血氧飽和度)。

1.3治療方法:所有患者均常規(guī)給予氫化潑尼松注射液(20mg,2次/d,靜脈注射,江西國藥有限責(zé)任公司生產(chǎn)),依達(dá)拉奉注射液(30mg,2次/d,靜脈注射,安徽華源醫(yī)藥集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)),維生素C注射液(3g,1次/d,靜脈注射,河南省國藥醫(yī)藥集團(tuán)有限公司生產(chǎn)),胞磷膽堿鈉片(0.2g,3次/d,口服,濟(jì)南利民制藥有限責(zé)任公司生產(chǎn))治療;并給予常規(guī)高壓氧治療,1次/d。

2 結(jié) 果

2.1腦病組和對照組的caspase-3、NSE、O2UCc測定值比較:腦病組患者的caspase-3、NSE測定值高于對照組,腦病組患者O2UCc測定值低于對照組,上述指標(biāo)的差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表1。

表1 腦病組和對照組的caspase-3 NSE O2UCc測定值比較

2.2caspase-3、NSE、O2UCc預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的價值:繪制ROC曲線,caspase-3、NSE、O2UCc、caspase-3+NSE+O2UCc(以caspase-3、NSE、O2UCc三項指標(biāo)建立回歸模型Y=0.882+2.772×caspase-3+1.606×NSE+1.477×O2UCc,生成一個新的聯(lián)合診斷變量繪制三項指標(biāo)聯(lián)合診斷的ROC曲線)預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病靈敏度分別為63.41%、57.52%、62.77%、92.33%,特異度分別為85.28%、80.66%、82.94%、78.58%,ROC曲線下面積AUC值分別為0.802、0.797、0.798、0.936,見表2、圖1。

圖1 為caspase-3、NSE、O2UCc、caspase-3+NSE+O2UCc預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的ROC曲線

表2 caspase-3 NSE O2UCc預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的價值

2.3腦病組和對照組各項資料的單因素分析:腦病組患者的年齡大于對照組,腦病組患者CO暴露時間、意識障礙時間長于對照組,腦病組患者重度中毒患者占比顯著高于對照組,差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05),見表3。

表3 腦病組和對照組各項資料的單因素分析

2.4caspase-3、NSE、O2UCc與急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的多因素分析:以患者是否發(fā)生急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病作為因變量(否=0、是=1),以單因素分析具有統(tǒng)計學(xué)意義的年齡、CO暴露時間、意識障礙時間(<10h=0、≥10h=1)、中毒程度(輕中度=0、重度=1)、caspase-3、NSE、O2UCc測定值作為自變量,建立Logistic回歸模型,結(jié)果顯示:年齡增大、CO暴露時間延長、意識障礙≥10h、重度中毒、caspase-3升高、NSE升高、O2UCc降低是急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病發(fā)的獨(dú)立危險因素(P<0.05),見表4。

表4 caspase-3 NSE O2UCc與急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的多因素分析

3 討 論

DEACMP是ACMP最常見且極其嚴(yán)重的異常神經(jīng)后發(fā)癥,發(fā)病率約為10%～40%,其治療時間長、效果差,可嚴(yán)重降低患者生活質(zhì)量。既往研究表明腦損傷時可改變患者血清NSE濃度,其可能在DEACMP發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮一定作用;腦缺氧缺血后caspase-3可導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡,其可在DEACMP神經(jīng)元死亡中發(fā)揮關(guān)鍵作用;顱內(nèi)高壓使腦動脈閉塞發(fā)生嚴(yán)重血流減少時O2UCc也降低,O2UCc水平可能與DEACMP腦缺氧程度有關(guān)[5]。但目前血清caspase-3、NSE、O2UCc是否能早期預(yù)測DEACMP尚無定論,因此本研究旨在探討其在早期預(yù)測DEACMP的價值,為臨床診斷、評估和治療提供循證依據(jù)。

朱婉秋等[6]研究表明ACMP患者腦組織皮質(zhì)、海馬和基底核區(qū)均存在組織損傷、細(xì)胞凋亡等現(xiàn)象,本研究結(jié)果顯示腦病組患者血清caspase-3、NSE測定值顯著高于對照組,O2UCc測定值顯著低于對照組,說明血清caspase-3、NSE、O2UCc可提示ACMP患者存在缺氧、細(xì)胞損傷等表現(xiàn)。caspase-3是真核生物細(xì)胞凋亡級聯(lián)反應(yīng)的核心,因此腦病組患者血清caspase-3水平可明顯升高[7]。NSE是神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì),由神經(jīng)元、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞等釋放,在健康人體液中含量微小,CO中毒時可通過引起炎癥反應(yīng)進(jìn)而破壞神經(jīng)細(xì)胞完整性、損傷血腦屏障釋放NSE,故腦損傷嚴(yán)重的患者血清NSE水平相對更高[8]。腦部血液主要由機(jī)體兩側(cè)頸內(nèi)動脈和椎動脈供應(yīng),通過頸內(nèi)靜脈回流入上腔靜脈,ACMP嚴(yán)重?fù)p傷繼發(fā)DEACMP時腦組織多處于缺血缺氧狀態(tài),由于氧消耗是能直接反映患者腦氧代謝的指標(biāo),因此O2UCc水平明顯降低[8]。

本研結(jié)果顯示血清caspase-3、NSE、O2UCc聯(lián)合預(yù)測DEACMP靈敏度為92.33%,特異度為78.58%,ROC曲線下面積AUC值為0.936,提示其三者聯(lián)合可作為DEACMP病情早期預(yù)測的重要指標(biāo)。血清caspase-3不僅可滅活神經(jīng)細(xì)胞中的Bcl-2和裂解蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),而且可參與機(jī)體缺血缺氧性神經(jīng)元損傷病理過程[9]。NSE可特異性反映神經(jīng)元損傷,其分子量高、半衰期長,敏感性高。O2UCc下降與腦部血液分流增加、氧彌散異常以及細(xì)胞線粒體功能障礙等諸多因素有關(guān)。DEACMP病情較重時,機(jī)體缺血缺氧加重可引起較多細(xì)胞凋亡,作為“死亡蛋白”執(zhí)行凋亡階段的caspase-3因子可被顯著激活,導(dǎo)致機(jī)體神經(jīng)細(xì)胞顯著凋亡,線粒體功能障礙,進(jìn)而引起血清NSE水平升高,O2UCc水平下降。血清caspase-3、NSE、O2UCc可相互影響,且均與DEACMP病情密切相關(guān),并伴隨病情進(jìn)展而發(fā)生變化,因此可作為臨床早期預(yù)測DEACMP的重要指標(biāo)[10]。

本研究單因素分析結(jié)果顯示腦病組患者的年齡大于對照組,CO暴露時間、意識障礙時間長于對照組,重度中毒患者占比顯著高于對照組,多因素分析結(jié)果顯示齡增大、CO暴露時間延長、意識障礙≥10h、重度中毒、caspase-3升高、NSE升高、O2UCc降低是DEACMP病發(fā)的獨(dú)立危險因素,提示DEACMP的發(fā)生與年齡、CO暴露時間、意識障礙持續(xù)時間、中毒程度等相關(guān)。老齡患者機(jī)體多出現(xiàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)和腦部血管功能減退、腦血管舒縮機(jī)能障礙,一氧化碳中毒后容易導(dǎo)致腦代謝異常,有研究表明伴隨有高血壓等腦血管病危險因素的患者是DEACMP發(fā)病高危人群,且預(yù)后較差[11]。意識障礙≥10h患者腦白質(zhì)區(qū)神經(jīng)元的彌散功能受限明顯,腦部損傷嚴(yán)重,進(jìn)而導(dǎo)致DEACMP的發(fā)生。CO與血紅蛋白親和力遠(yuǎn)高于O2,因此長時間CO暴露可加重機(jī)體腦組織缺血缺氧性損傷,更易進(jìn)展為DEACMP[12]。中重度患者、caspase-3升高、NSE升高、O2UCc降低提示患者腦部細(xì)胞凋亡多,神經(jīng)元損傷嚴(yán)重,常規(guī)治療不能逆轉(zhuǎn)其損傷,后續(xù)易進(jìn)展為DEACMP。

本研究通過觀察兩組患者血清caspase-3、NSE、O2UCc水平,歸納出其與急性一氧化碳中毒患者發(fā)生遲發(fā)性腦病具有明顯關(guān)系的研究結(jié)果,可為臨床早期預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病提供依據(jù)。但本研究腦病組樣本量較小,需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本,并進(jìn)行前瞻性研究,進(jìn)一步明確血清caspase-3、NSE聯(lián)合O2UCc早期預(yù)測急性一氧化碳中毒遲發(fā)性腦病的可行性。

綜上所述,血清caspase-3、NSE聯(lián)合O2UCc預(yù)測早期急性一氧化碳中毒患者發(fā)生遲發(fā)性腦病的靈敏度高,特異性強(qiáng),可作為早期預(yù)測急性一氧化碳中毒患者發(fā)生遲發(fā)性腦病的指標(biāo)。