糖皮質(zhì)激素對腦外傷患者血漿腫瘤壞死因子α及白細(xì)胞介素1β的調(diào)控作用

馬寶林，林吳用Δ，高麗麗

(1.廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院 神經(jīng)外科，福建 廈門 361022；2.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，福建 福州 350108)

糖皮質(zhì)激素對腦外傷患者血漿腫瘤壞死因子α及白細(xì)胞介素1β的調(diào)控作用

馬寶林1，林吳用1Δ，高麗麗2

(1.廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院 神經(jīng)外科，福建 廈門 361022；2.福建中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二人民醫(yī)院 神經(jīng)內(nèi)科，福建 福州 350108)

目的研究糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid，GC)對腦外傷患者血漿腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)及白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)的調(diào)控作用，指導(dǎo)臨床合理用藥。方法隨機選取2013年4月～2016年8月入住廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科的腦外傷患者120例，依隨機表對照法隨機分為激素組60例和非激素組60例，另外選擇60例健康的體檢者作為對照組。激素組給予常規(guī)劑量的地塞米松治療1周。對照組不做任何處理。采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測定2組患者在治療后第1、2、7、14天時血漿中TNF-α和IL-1β的含量。結(jié)果在第1、2天激素組的血漿中TNF-α和IL-1β的含量明顯高于對照組(P<0.05)，與非激素組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而在第7、14天明顯低于非激素組(P<0.05)，與對照組無明顯差異。結(jié)論糖皮質(zhì)激素對腦外傷患者TNF-α和IL-1β的調(diào)控具有明顯的滯后性，損傷早期不能及時降低TNF-α和IL-1β的含量，在恢復(fù)期又使其降低，削弱了其對神經(jīng)的保護(hù)作用，這可能會加劇患者的病情。

糖皮質(zhì)激素；腦外傷；腫瘤壞死因子α；白細(xì)胞介素1β

腦外傷患者由于大腦局部或廣泛性受損而造成不同程度的永久性功能障礙，其死亡率和致殘率極高[1]。神經(jīng)外科醫(yī)生通過對大量患者的臨床研究，找到了腦外傷的各種發(fā)病機制，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子，尤其炎性細(xì)胞因子在患者受損后明顯增加，參與腦部的局部炎癥反應(yīng)，損害大腦功能，這可能會加重病情，具有損害性作用[2-3]。隨著神經(jīng)免疫學(xué)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)炎性細(xì)胞因子腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)及白細(xì)胞介素1β(interleukin-1β，IL-1β)在炎癥反應(yīng)中起主導(dǎo)作用，它們的表達(dá)水平可以作為腦外傷后繼發(fā)炎癥的重要指標(biāo)。因此，通過合理調(diào)控其表達(dá)對治療腦外傷患者有重要的意義。糖皮質(zhì)激素(glucocorticoid，GC)是由腎上腺皮質(zhì)分泌的具有抑制免疫應(yīng)答、抗炎、抗毒等作用的一類激素。在20世紀(jì)六七十年代有研究發(fā)現(xiàn)糖皮質(zhì)激素能改善血腦屏障，活化鈉-鉀泵，修復(fù)并改善細(xì)胞膜的穩(wěn)定性，減少腦脊液的生成，從而治療腦水腫[4-5]。所以多數(shù)醫(yī)師主張用糖皮質(zhì)激素治療腦外傷患者，但近年來多數(shù)臨床實踐表明糖皮質(zhì)激素對此類患者的療效甚微，甚至存在副作用，所以目前其不宜被用于常規(guī)治療或長期使用。由于過度的炎癥反應(yīng)在腦外傷患者早期是有害的，輕度的炎癥反應(yīng)在恢復(fù)期有利于腦組織的修復(fù)[6-7]。糖皮質(zhì)激素功能的合理發(fā)揮與否將直接影響腦外傷患者的恢復(fù)。本實驗通過研究糖皮質(zhì)激素對腦外傷患者損傷后不同時間點血漿中TNF-α和IL-1β的影響程度，來證明糖皮質(zhì)激素是否能用于治療腦外傷患者，指導(dǎo)臨床合理用藥，從而降低腦外傷患者因治療不當(dāng)而造成的死亡。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取2013年4月～2016年8月入廈門大學(xué)附屬第一醫(yī)院神經(jīng)外科的符合診斷標(biāo)準(zhǔn)的腦外傷患者120例，依隨機表對照法分為激素組60例和非激素組60例，激素組男38例，女22例，年齡在17～66歲，平均年齡(35.52±6.37)歲。非激素組男33例，女27例，年齡在16～61歲，平均年齡(35.46±5.13)歲。選擇60例健康的體檢者作為對照組，男30例，女30例，年齡在21～57歲，平均年齡(34.28±7.19)歲。2組患者及對照組在性別、年齡等差異不具有統(tǒng)計學(xué)意義，有可比性，且患者和體檢者皆已簽署知情同意書。

診斷及排除標(biāo)準(zhǔn)：患者昏迷指數(shù)(Glasgow coma scale，GCS)評分為3～8分，CT頭顱平掃結(jié)果為顱內(nèi)出血、腦挫裂傷或硬膜下血腫，近期無感染和其他器官的損傷。排除對本次研究藥物過敏，或有糖尿病、心血管疾病和免疫系統(tǒng)疾病的患者。

1.2 方法

1.2.1 治療方法：激素組以10 mg地塞米松(上海北杰集團(tuán)關(guān)東藥業(yè)有限公司，國藥準(zhǔn)字H22022648)連續(xù)靜脈滴注治療1周，其余用藥2組患者大致相同。對照組不做任何處理。

1.2.2 標(biāo)本檢測：標(biāo)本的采集和測定：在腦外傷患者受損后第1、2、7、14天時抽取其肘靜脈血4 mL，經(jīng)低溫離心后分離出血漿置于-40 ℃的冰箱中保存留待檢測。采用ELISA法由本院檢驗科嚴(yán)格檢驗樣品的濃度，TNF-α和IL-1β試劑盒購自武漢博士德公司。

TNF-α測定程序：①準(zhǔn)備工作：提前20 min從冰箱中取出試劑盒；將試劑管離心數(shù)分鐘；配制1 000、500、250、125、62.5、31.3、15.6 pg/mL的TNF-α標(biāo)準(zhǔn)品；在使用前2 h內(nèi)準(zhǔn)備生物素標(biāo)記抗人TNF-α抗體工作液；在使用前1h內(nèi)準(zhǔn)備ABC工作液；多次用至少0.4 mL的TBS洗滌緩沖液吸去酶標(biāo)板內(nèi)的液體。②實驗步驟：取酶標(biāo)板的一孔僅加入樣品稀釋液作為對照孔，然后將配制好的1 000、500、250、125、62.5、31.3、15.6 pg/mL TNF-α標(biāo)準(zhǔn)品各0.1 mL分別加入到另7個孔。最后將50 mL的樣品稀釋液和50 mL的樣品依次加入到各孔，將酶標(biāo)板加上蓋，37 ℃環(huán)境下反應(yīng)2 h；反應(yīng)后甩去酶標(biāo)板內(nèi)液體，保證酶標(biāo)板內(nèi)沒有殘留液體；每孔依次加入0.1 mL的生物素標(biāo)記抗人TNF-α抗體工作液，37 ℃下反應(yīng)1 h；用PBS洗滌浸泡酶標(biāo)板，甩去或吸取多余液體；每孔依次加入0.1 mL的ABC工作液，37 ℃下反應(yīng)半小時；用PBS洗滌浸泡酶標(biāo)板，甩去或吸取多余液體，保證沒有殘留液體；將0.1 mL的TMB顯色液依次加入每個孔，在37 ℃條件下避光反應(yīng)20 min；按每孔0.1 mL依次加入TMB終止液；用酶標(biāo)儀檢測A值，與零孔進(jìn)行對照。

IL-1β的檢測步驟同上。③結(jié)果評判：以A值為縱坐標(biāo)，濃度作為橫坐標(biāo)繪制曲線；根據(jù)A值利用CurveExpert 1.3 軟件計算樣品的濃度值。

2 結(jié)果

2.1 各組血漿中TNF-α的含量比較 經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析可知在第1、2天激素組血漿中TNF-α的含量明顯高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而與非激素組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而在第7、14天明顯低于非激素組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 各組血漿中TNF-α的含量比較Tab.1 Comparison of plasma TNF-α levels in each group (±s，pg/mL)

*P<0.05，與對照組比較，compared with control group；#P<0.05，與非激素組比較，compared with non-hormonal group

2.2 各組血漿中IL-1β的含量比較 在第1、2天激素組血漿中IL-1β的含量明顯高于對照組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，而與非激素組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。而在第7、14天明顯低于非激素組，差異具有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，與對照組差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表2 各組血漿中IL-1β的含量比較Tab.2 Comparison of plasma IL-1β levels in each group(±s，pg/mL)

*P<0.05，與對照組比較，compared with control group；#P<0.05，與非激素組比較，compared with non-hormonal group

3 討論

大量腦外傷患者的臨床研究發(fā)現(xiàn)細(xì)胞因子尤其是炎性細(xì)胞因子在患者受損后會明顯增加，參與腦部的局部炎癥反應(yīng)，損害大腦功能，具有損害性作用[8]。細(xì)胞因子(cytokines,CK)是能通過結(jié)合相應(yīng)受體調(diào)節(jié)細(xì)胞生長、分化和效應(yīng)及調(diào)控免疫應(yīng)答的一類可溶性蛋白質(zhì)，維護(hù)著個體細(xì)胞的完整性。隨著神經(jīng)免疫學(xué)的發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)炎性細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β會在腦外傷患者損傷后大量表達(dá)，對患者造成繼發(fā)性傷害[9-10]。小膠質(zhì)細(xì)胞 (microglia)作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)中最主要的一道免疫防線，不斷地清除中樞神經(jīng)系統(tǒng)中損壞的神經(jīng)及感染性物質(zhì)[11-12]。目前研究發(fā)現(xiàn)過多激活或失控的小膠質(zhì)細(xì)胞是促炎因子的重要來源，如腫瘤壞死因子α，白細(xì)胞介素β。它們在受到刺激時會促進(jìn)TNF-α和IL-1β等炎性細(xì)胞因子的表達(dá)，甚至超量生成。這些細(xì)胞因子一方面會引發(fā)腦外傷患者后繼發(fā)炎癥反應(yīng)的可能，另一方面又有利于腦組織的修復(fù)[13-14]。本研究結(jié)果表明，與對照組相比，腦外傷患者7 d內(nèi)血漿中TNF-α和IL-1β含量明顯升高(P<0.05)，患者早期由于血腦屏障受損，小膠質(zhì)細(xì)胞等被激活后產(chǎn)生大量促炎因子TNF-α和IL-1β進(jìn)入血液循環(huán)，會導(dǎo)致腦神經(jīng)的死亡，從而引發(fā)腦外傷患者的后繼發(fā)損傷。糖皮質(zhì)激素雖能改善血腦屏障，同時具有抗炎的作用，但本研究結(jié)果表明，激素組血漿中TNF-α和IL-1β水平在7 d內(nèi)并無明顯下降，直到14 d時才降至正常水平(P<0.05)。同時非激素組血漿中TNF-α和IL-1β水平在14 d時依然高于對照組?？梢娞瞧べ|(zhì)激素在腦外傷患者受損早期并不能有效地降低TNF-α和IL-1β的含量。大多醫(yī)學(xué)者認(rèn)為原因可能是：腦外傷患者受損后糖皮質(zhì)激素受體GR的表達(dá)水平下降，在受損前2 d其功能狀態(tài)也明顯下降，外界輸入的大量外源性GC不能與GR穩(wěn)定結(jié)合從而無法發(fā)揮其抗炎作用。反而由于游離在血漿中GC具有一定副作用，會加重神經(jīng)細(xì)胞受到額外的損傷[15-16]。而在患者受損后4 d左右GR的表達(dá)會上升，此時GC會與GR結(jié)合從而發(fā)揮抗炎作用。非激素組血漿中TNF-α和IL-1β含量在14 d后有所下降，但仍高于對照組和激素組。輕度炎癥反應(yīng)有利于腦組織的修復(fù)，激素組TNF-α和IL-1β含量影響患者的恢復(fù)。

綜上所述，糖皮質(zhì)激素對腦外傷患者血漿中TNF-α和IL-1β的調(diào)控具有明顯的滯后性，損傷早期不能及時降低TNF-α和IL-1β的含量，在恢復(fù)期又使其降低，削弱了炎性細(xì)胞因子對神經(jīng)的保護(hù)作用，這可能會加劇患者的病情[17]。由于炎性細(xì)胞因子TNF-α和IL-1β的雙重作用，研制在合適時間點的抑制劑，將為未來治療腦外傷患者提供合理有效的方向。

[1] 周染云, 孫靜, 王國權(quán),等.顱腦外傷患者住院期間康復(fù)護(hù)理的研究進(jìn)展[J].解放軍護(hù)理雜志, 2014,31(5):41-42.

[2] 史家欣, 李家樹.糖皮質(zhì)激素抗炎作用機制的研究進(jìn)展[J].實用醫(yī)學(xué)雜志, 2014(6):983-984.

[3] 何耀華, 翁習(xí)生, 邱貴興.白細(xì)胞介素1β、腫瘤壞死因子α在膝關(guān)節(jié)原發(fā)性骨關(guān)節(jié)病發(fā)病中的作用[J].中華骨科雜志, 2014, 19(5):281-284.

[4] 侯曉東, 劉洪柏, 劉克敏.體外沖擊波對兔膝骨關(guān)節(jié)炎軟骨白細(xì)胞介素-1β及腫瘤壞死因子-α表達(dá)的影響[J].中國康復(fù)理論與實踐, 2014，(2):121-124.

[5] Patel H, Platt R, Lozano JM, et al.Glucocorticoids for acute viral bronchiolitis in infants and young children[J].Jama, 2014, 311(1):87-88.

[6] Tomic-Canic M, Brem H, Samuels HH.De novo synthesis of glucocorticoids in the epidermis and its uses and applications: US, US 8802660 B2[P].2014, 371(2):119-129.

[7] Iannuzzi L.The Effect of Glucocorticoids on Joint Destruction in Rheumatoid Arthritis — NEJM[J].N Engl J Med, 2015, 9(2):488-492.

[8] NICE-SUGAR Study Investigators for the Australian and New Zealand Intensive Care Society Clinical Trials Group and the Canadian Critical Care Trials Group.Intensive versus conventional glucose control in critically ill patients with traumatic brain injury: long-term follow-up of a subgroup of patients from the NICE-SUGAR study.[J].Intensive Care Med, 2015, 41(6):1037-1047.

[9] Faul M, Coronado V.Chapter 1-Epidemiology of traumatic brain injury[J].Handbook of Clinical Neurology, 2015, 127:3-13.

[10] Iaccarino MA, Bhatnagar S, Zafonte R.Rehabilitation after traumatic brain injury.[J].Handb Clin Neurol, 2015, 127(55):411-422.

[11] Ni W, Zheng M, Xi G, et al.Role of lipocalin-2 in brain injury after intracerebral hemorrhage[J].J Cereb Blood Flow Metab, 2015，35(9):1454-1461.

[12] Johnson VJ, Vohr HW.Tumor Necrosis Factor-α[M].Springer Berlin Heidelberg, 2016.

[13] Nossent JC, Sagenjohnsen S, Bakland G.Tumor necrosis factor-α promoter -308/238 polymorphism association with less severe disease in ankylosing spondylitis is unrelated to serum TNF-α and does not predict TNF inhibitor response[J].J Rheumatol, 2014, 41(8):1675-1682.

[14] Park KH, Yoon YD, Kang MR, et al.Hypothemycin inhibits tumor necrosis factor-α production by tristetraprolin-dependent down-regulation of mRNA stability in lipopolysaccharide-stimulated macrophages[J].Int Immunopharmacol, 2015, 29(2):863-870.

[15] Wu G, Fan H, Huang Y, et al.Duhuo Jisheng Decoctioncontaining serum promotes proliferation of interleukin1βinduced chondrocytes through the p16cyclin D1/CDK4Rb pathway[J].Mol Med Rep, 2014, 10(5):2525-2534.

[16] Shen J, Arnett DK, Peacock JM, et al.Interleukin1β Genetic Polymorphisms Interact with Polyunsaturated Fatty Acids to Modulate Risk of the Metabolic Syndrome[J].J Nutr, 2013, 137(8):1846-1855.

[17] Zhong Y, Zhou LJ, Ren WJ, et al.Interleukin1β Induces Long-Term Potentiation of C-Fiber Evoked Field Potentials in Spinal dorsal Horn in Rats with Neuropathic Pain[J].Open Pain J, 2014, 2(1):18-23.

(編校：王儼儼)

Regulationofglucocorticoidsonplasmatumornecrosisfactor-αandinterleukin-1βinbraintrauma

MA Bao-lin1, LIN Wu-yong1Δ, GAO Li-li2
(1.Department of Neurosurgery, The First Affiliated Hospital of Xiamen University, Xiamen 361022, China; 2.Department of Neurology, The Second People’s Hospital Affiliated to Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350108, China)

ObjectiveTo study the regulation of glucocorticoid (GC) on plasma tumor necrosis factor-α (TNF-α) and interleukin-1β (IL-1β) in patients with brain trauma and guid rational drug use.Methods120 patients with brain trauma were randomly selected from April 2013 to August 2016 in our hospital, according to a random table were divided into hormone group and non-hormonal group, 60 cases of each group, another 60 healthy volunteers as control group.The hormone group

dexamethasone for one week, the control group with no treatment.The plasma TNF-α and IL-1β levels on 1st, 2nd, 7thand 14thdays were compared between two groups.ResultsOn the 1stand 2ndday, plasma TNF-α and IL-1β levels in hormone group were significantly higher than control group(P<0.05), while there was no significant difference compared with non-hormone group.On 7thand 14thdays, the TNF-α and IL-1β levels in hormone group were significantly lower than non-hormone group (P<0.05), while there was no significant difference compared with control group.ConclusionThe regulation of GC on TNF-α and IL-1β was hysteretic in traumatic brain injury patients, and can not reduce TNF-α and IL-1β content timely , but reduce their levels during the recovery period instead, reduce their protective effects of nerve, which could exacerbate the patient’s condition.

glucocorticoid; brain trauma; tumor necrosis factor-α; interleukin-1β

10.3969/j.issn.1005-1678.2016.10.010

福建省醫(yī)學(xué)創(chuàng)新課題(2015-1-85)

馬寶林，男，本科，主任醫(yī)師，研究方向：顱腦損傷，E-mail：690334748@qq.com ；林吳用，通信作者，男，本科，主治醫(yī)師，研究方向：顱腦損傷，E-mail：3197234871@qq.com。

R651；R741

A