不同程度顱腦損傷后炎癥因子的表達及其臨床意義

王佳，張紅玉（新疆醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學科，新疆烏魯木齊830054）

?

不同程度顱腦損傷后炎癥因子的表達及其臨床意義

王佳，張紅玉
（新疆醫(yī)科大學第二附屬醫(yī)院重癥醫(yī)學科，新疆烏魯木齊830054）

摘要：目的探討顱腦創(chuàng)傷（TBI）后炎癥因子[腫瘤壞死因子（TNF-α）、白介素-6（IL-6）及C-反應蛋白（CRP）]與顱腦損傷程度、繼發(fā)性顱腦損傷（SCI）的關系。方法選取98例TBI患者，根據急性閉合性TBI的分型標準分為輕型、中型及重型TBI，分別為輕型組（29例）、中型組（41例）及重型組（28例），42例健康志愿者作為對照組；分別于TBI后1、3、5、7及12 d取外周靜脈血，采用免疫組織化學法（SP）檢測患者的TNF-α、IL-6及CRP表達水平，計算腦出血量及腦水腫體積。結果TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均先升高，再下降；但TBI后各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于對照組（P＜0.05）；TBI后1、3及5 d腦出血量逐漸增多、腦水腫體積逐漸增大，TBI后7及12 d腦出血量逐漸減少、腦水腫體積逐漸減?。恢匦徒M各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組及中型組（P＜0.05）；中型組各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組（P＜0.05）；TBI后TNF-α、IL-6及CRP表達水平與TBI程度、腦出血量及腦水腫體積呈正相關（P＜0.05）。結論TBI程度、腦出血量及腦水腫體積與血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平呈單峰性升降密切相關，可作為TBI病情評估、療效及預后的檢測指標，為TBI采取免疫抑制治療提供依據。

關鍵詞：顱腦創(chuàng)傷；炎癥因子；腫瘤壞死因子；白介素-6；C-反應蛋白

創(chuàng)傷性顱腦損傷（traumatic brain injury，TBI）多見于外力強烈作用于頭部，導致腦組織損傷，常繼發(fā)顱內動脈內壁損傷及痙攣性收縮。顱腦損傷屬于應激性腦組織創(chuàng)傷，易導致繼發(fā)性顱腦損傷（secondary craniocerebral injury，SCI），包括腦出血及腦水腫。有關報道，TBI后機體炎癥因子表達水平呈顯著性波動，在不同程度TBI及誘發(fā)SCI中發(fā)揮不同的作用[1-2]。Grossman[3]研究認為不同程度TBI及SCI的預后與炎癥因子聚焦、浸潤TBI病灶密切相關。近年來，應激炎癥反應作為TBI的創(chuàng)傷機制被提出來，應激炎癥反應中炎癥因子，如腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）及C反應蛋白（C reactive protein，CRP）對TBI的病情程度、繼發(fā)腦出血及腦水腫發(fā)揮重要作用。隨著TBI的病理研究不斷深入、抗炎治療在一定程度上改善TBI的預后。為了進一步改善TBI的預后及提高療效，本文旨在探討顱腦損傷后炎癥因子與顱腦損傷程度、SCI的關系。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取本院2012年5月-2014年10月收入院治療的98例TBI患者，根據急性閉合性TBI的分型標準分為輕型組（29例）、中型組（41例）及重型組（28例）。輕型組男性20例，女性9例，平均年齡（43.8±3.6）歲；中型組男性28例，女性13例，平均年齡（45.2±6.1）歲；重型組男性21例，女性7例；平均年齡（45.2±6.1）歲；各組的年齡，性別比例等一般資料差異無統(tǒng)計學意義。TBI致傷原因：交通事故83例，墜物砸傷5例，高空墜落6例，棒打傷4例；TBI病灶：中腦出血30例，腦內出血17例，硬膜外血腫15例，硬腦膜下腔出血16例，蛛網膜下腔出血20例；納入標準：TBI后12 h內送院急救，經CT檢查確診，無并發(fā)多組織器官功能衰竭。42例健康自愿者作為對照組。男性26例，女性16例；年齡22.2～65.8歲，平均（38.5±4.0）歲。

1.2方法

分別于TBI后1、3、5、7及12 d抽取患者空腹時的外周靜脈血3 ml，放置離心機15 min（2 500 r/min，5℃），分離血清，置于-70℃冰箱冷凍保存；采用免疫組織化學法（免疫組化法）（streptavidin-perosidase，SP）檢測患者的TNF-α、IL-6及CRP表達水平，具體的實驗步驟按照試劑盒說明書操作。計算腦出血量及腦水腫體積，根據多田法原理，腦出血量=π/6× 長×寬×高，腦水腫體積=CT掃示病灶區(qū)-高密度灶區(qū)。

1.3統(tǒng)計學方法

采用SPSS 12.0統(tǒng)計軟件進行數據分析，計量資料使用均數±標準差（±s）表示，計數資料用χ2檢驗；了解炎癥因子與TBI程度、腦出血量及腦水腫體積的關系，采用Spearman相關性分析，P＜0.05為差異具有統(tǒng)計學意義。

2　結果

2.1TBI后血清炎癥因子表達水平、腦出血量及腦水腫體積的變化

TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均先升高，再下降；但TBI后各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于對照組（P＜0.05）；TBI后1、3及5 d腦出血量不斷增多、腦水腫體積不斷增大，TBI后7及12 d腦出血量不斷減少、腦水腫體積不斷減小。見表1。

2.2不同程度TBI后血清炎癥因子的變化

如表2～4所示，重型組各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組及中型組（P＜0.05）；中型組各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組（P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表達水平與TBI程度呈正相關（r分別為0.662、0.371及0.324，P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表達水平與腦出血量呈正相關（r分別為0.314、0.669及0.302，P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表達水平與腦水腫體積呈正相關（r分別為0.325、0.598及0.298，P＜0.05）。

表1　TBI后血清炎癥因子表達水平、腦出血量及腦水腫體積的變化（±s）

表1　TBI后血清炎癥因子表達水平、腦出血量及腦水腫體積的變化（±s）

組別　TNF-α/（pg/ml）　IL-6/（pg/ml）　CRP/（mg/L）　腦出血量/ml　腦水腫體積/ml對照組　142.15±15.02　104.25±16.35　2.69±1.28 TBI后1 d　169.4±25.64?　243.6±124.30?　29.68±12.36?　10.25±5.24　5.69±2.14 TBI后3 d TBI后5 d 189.2±32.25?220.3±35.35?268.3±138.80?237.5±125.30?45.36±15.69?41.25±14.30?13.67±6.12 16.35±6.87 14.39±5.25 30.24±9.27 TBI后7 d　205.3±32.35?　212.3±102.30?　35.32±10.25?　12.25±5.07　22.25±7.47 TBI后12 d　178.4±26.67?　174.6±78.50?　14.35±5.36?　8.36±3.25　12.17±5.21

注：?與對照組比較，P＜0.05

表2　不同程度TBI后血清TNF-α的變化（pg/ml，±s）

表2　不同程度TBI后血清TNF-α的變化（pg/ml，±s）

組別　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型組　171.54±36.24　202.24±35.36　232.14±35.36　218.24±26.39　186.35±30.25中型組　167.65±25.14　189.24±32.25　221.45±35.16　204.27±32.10　174.41±29.41輕型組　142.58±23.31　175.35±28.35　211.21±24.25　112.10±21.02　152.23±20.54

表3　不同程度TBI后血清IL-6的變化（pg/ml，±s）

表3　不同程度TBI后血清IL-6的變化（pg/ml，±s）

組別　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型組　245.6±127.7　2 786±149.3　255.4±136.3　2 252±112.5　199.6±95.6中型組　240.2±128.6　266.4±140.2　236.6±126.6　210.2±104.5　188.6±90.3輕型組　232.3±126.3　239.6±124.2　218.2±112.0　201.2±95.3　172.3±85.3

表4　不同程度TBI后血清CRP的變化（mg/L，±s）

表4　不同程度TBI后血清CRP的變化（mg/L，±s）

組別　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型組　33.61±13.69　49.68±17.47　45.28±14.57　38.97±14.25　27.36±9.69中型組　30.25±12.47　46.36±15.74　40.28±13.69　34.47±11.24　23.69±8.45輕型組　27.25±11.02　41.02±13.25　32.25±11.07　27.36±7.25　14.25±6.32

3　討論

TBI的預后及繼發(fā)性創(chuàng)傷與炎癥因子的介導密切相關。在本研究中TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α表達水平先升高，再下降；但TBI后各個時間點的血清TNF-α、CRP高于對照組。提示TNF-α、CRP可作為TBI病情評估的標志物，介導TBI的免疫損傷。Zhao[4]認為，IL-6作為雙重作用的炎癥因子，對早期TBI具有神經保護作用；而過度炎癥反應時，可加劇SCI病情。本研究結果表明，TBI后IL-6與腦出血量及腦水腫體積呈正相關，提示IL-6主要參與SCI過程。由于重型組各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組及中型組；中型組各個時間點的血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均高于輕型組，提示血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平均可作為TBI病情評估、療效及預后的檢測指標，為采取免疫抑制治療TBI提供依據。

TBI病情重、療效重復性差、致殘率及并發(fā)癥發(fā)生率高，與原發(fā)TBI及SCI直接相關；而顱內炎癥反應是影響原發(fā)TBI及STBI預后的重要因素。TBI引起過度炎癥反應，炎癥因子高度表達，導致腦部微循環(huán)紊亂、血腦屏障通透性改變、腦水腫及神經元壞死等，誘發(fā)二重創(chuàng)傷，導致TBI預后較差。炎癥因子對應激反應、免疫反應、神經修復及組織重建均具有調節(jié)作用，對TBI具有多效性及雙重性[5]。

TNF-α可由中樞神經系統(tǒng)內多種細胞分泌，介導多種生物活性；與TNF-α受體結合，在免疫炎癥反應、神經毒性及細胞毒性中發(fā)揮重要作用。郭梅鳳[6]研究證實，TNF-α為TBI后最早出現(xiàn)的炎癥因子，在TBI早期及繼發(fā)性炎癥反應中高度表達。生理水平的TNF-α可維持T細胞的免疫殺傷能力，但過度炎癥反應時,TNF-α可改變血管內壁通透性，釋放大量自由基，促發(fā)細胞毒性腦水腫；發(fā)揮神經毒性，導致神經元壞死；進一步增加血腦屏障的通透性，誘發(fā)腦水腫、炎癥壞死及腦部微循環(huán)障礙。

IL-6是指在多種炎癥因子的刺激下，由多種免疫細胞共同介導合成的炎癥因子，受TNF-α的轉錄調控[7]。對于TBI高度表達的IL-6，主要來源于神經膠質細胞，作為TBI早期出現(xiàn)的炎癥因子,在TBI血腦屏障缺損狀態(tài)下，IL-6可轉移浸潤腦實質，提高血清中IL-6的表達水平。唐忠[8]研究認為，IL-6具有免疫調節(jié)、神經元修復及舒張腦血管平滑肌，改善腦部缺氧、缺血狀態(tài)。

既往研究顯示CRP的表達水平與IL-6呈正相關，在應激性神經元損傷條件下，IL-6可促進肝合成分泌CRP[9-10]。CRP作為在細胞急性損傷的炎癥反應中合成的急性像蛋白，可作為過度炎癥反應的標志物。TBI后CRP作為機體強烈應激原，激活補體系統(tǒng)，加劇免疫損傷。

綜上所述，血清TNF-α、IL-6及CRP表達水平與TBI程度、腦出血量及腦水腫體積存在單峰性升降關系，可作為TBI病情評估、療效及預后的檢測指標，為采取免疫抑制治療TBI提供實驗基礎。

參考文獻：

[1]安模,苗露,黃春云,等.急性顱腦損傷患者血清及腦脊液中炎性因子的變化及臨床意義[J].國際神經病學神經外科學雜志, 2013, 40(5): 408-411.

[2]張搖威,謝揚,陳郁強,等.顱腦損傷患者急性期血清TNF-α和IL-1β水平的動態(tài)變化分析[J].現(xiàn)代醫(yī)院, 2014, 14(3): 18-20.

[3] Grossman R, Tyler B, Rudek MA, et al. Microdialysis measurement of intratumoral temozolomide concentration after cediranib, a pan-VEGF receptor tyrosine kinase inhibitor, in a U87 glioma model[J]. Cancer Chemotherapy and Pharmacology, 2013, 72(1): 93-100.

[4] Zhao QJ, Zhang XG, Wang LX. Mild hypothermia therapy reduces blood glucose and lactate and improves neurologic outcomes in patients with severe traumatic brain injury[J]. Journal of Critical Care, 2011, 26(3): 311-315.

[5]陳光丑.顱腦損傷早期血清炎性細胞因子的變化與預后關系分析[J].浙江創(chuàng)傷外科, 2014, 19(6): 889-891.

[6]郭梅鳳,孫寶玲.急性顱腦損傷患者血清TNF-α和IL-2水平的變化及臨床意義[J].實用臨床醫(yī)學, 2012, 13(3): 1-3.

[7] Vespa P, McArthur PL, et al. Tight glycemic control increases metabolic distress in traumatic brain injury: A randomized controlled within-subjects trial[J]. Critical Care Medicine, 2012, 40(6): 1923-1929.

[8]唐忠,陳啟富,徐巖,等.顱腦損傷病人血清S-100B和TNF-α的變化及其與預后的相關性研究[J].中國微侵襲神經外科雜志, 2015, 4(20): 158-160.

[9] Saw MM, Chamberlain J, Barr M, et al. Differential disruption of blood-brain barrier in severe traumatic brain injury[J]. Neurocritical Care, 2014, 20(2): 209-216.

[10]陳成.顱腦損傷患者自然殺傷T細胞與性激素的相關性及其臨床意義分析[J].立體定向和功能性神經外科雜志,2013,2(26):85-89.

（王榮兵編輯）

Expression of inflammatory cytokines after traumatic brain injury and its clinical significance

Jia Wang, Hong-Yu Zhang (ICU, the Second Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi, Xinjiang 830054, China)

Abstract:Objective To explore the relationship between inflammatory factors (TNF-α, IL-6 and CRP) following traumatic brain injury (TBI) and brain injury degree and secondary cerebral injury (SCI). Methods According to the criterion for classification of acute closed TBI, 98 patients were divided into mild group (29 cases), moderate group (41 cases) and severe group (28 cases). During the same period, 42 healthy volunteers were selected as the control group. The peripheral blood was taken 1, 3, 5, 7 and 12 d after TBI. Immunohistochemistry SP method was used to detected TNF-α, IL-6 and CRP expression levels; and cerebral hemorrhage amount and cerebral edema volume were calculated. Results Serum TNF-α, IL-6 and CRP expressions first increased, and then decreased 1, 3, 5, 7 and 12 d after TBI. However, serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels at each time point after TBI were significantly higher in the TBI patients than those in the control group (P＜0.05). Cerebral hemorrhage and cerebral edema volume gently increased 1, 3 and 5 d after TBI, but gradually declined 7 and 12 d after TBI. Serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels in the severe group were significantly higher than those in the mild and moderate groups at each time point (P＜0.05). Serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels in the moderate group were significantly higher than those inbook=73,ebook=79the mild group at each time point (P＜0.05). TNF-α, IL-6 and CRP expression levels following TBI were positively correlated with cerebral hemorrhage and cerebral edema (P＜0.05). Conclusions Serum TNF-α, IL-6 and CRP levels show single-peak shapes and are closely related to TBI degree, cerebral hemorrhage and cerebral edema volume. They could be used as indexes for assessment of disease, treatment effect and prognosis of TBI, and also provide the basis for immunosuppressive therapy.

Keywords:traumatic brain injury; inflammatory factor; TNF-α; IL-6; CRP

收稿日期：2015-05-07

文章編號：1005-8982（2016）03-0072-04

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.015

中圖分類號：R651.15

文獻標識碼：A