醫(yī)用臭氧治療燒傷膿毒癥相關(guān)性腦病的臨床研究

李曉亮 李琰光 葉向陽 李延倉 肖宏濤 張 建 趙孝開 田社民 馮 可 婁季鶴 呂 濤 夏成德

鄭州市第一人民醫(yī)院，河南 鄭州450004

膿毒癥是重癥監(jiān)護(hù)病房患者主要死亡原因，膿毒癥性腦病是膿毒癥重要并發(fā)癥之一，發(fā)病率高達(dá)70%，可直接導(dǎo)致宿主突然免疫和獲得性免疫大量激活，顯著增加臨床病死率［1-2］。研究表明膿毒癥可通過調(diào)節(jié)機(jī)體炎癥細(xì)胞因子分泌及受體表達(dá)影響患者機(jī)體免疫反應(yīng)，從而決定膿毒癥的發(fā)展和結(jié)局［3-5］。因此，找到有效的調(diào)節(jié)機(jī)體細(xì)胞因子分泌的治療方法，對改善膿毒癥性腦病最終臨床結(jié)果及預(yù)后具有重要意義。臭氧具有雙向調(diào)節(jié)機(jī)體機(jī)體免疫系統(tǒng)功能、抑制炎癥細(xì)胞因子分泌及受體表達(dá)的特性。臭氧治療燒傷膿毒癥性腦病少有報(bào)道，治療效果及機(jī)制尚不清楚。

本研究選擇90 例燒傷并發(fā)膿毒性腦病患者為研究對象，觀察其血清炎性因子IL-6、TNF-α 及其腦部血流灌注變化，初步探討其作用機(jī)制及臨床療效。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性收集2015-08－2019-05 鄭州市第一人民醫(yī)院燒傷重癥監(jiān)護(hù)室接診的燒傷并發(fā)膿毒性腦病患者90 例，隨機(jī)分為對照組（醒腦靜治療）和治療組（醒腦靜基礎(chǔ)上加用臭氧自體血回輸治療）。2組一般資料比較無顯著性差異（P＞0.05），具有可比性。見表1。入組患者家屬均知情同意并簽署同意書。本研究經(jīng)鄭州市第一人民醫(yī)院臨床倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

表1 2組一般資料比較Table 1 Comparison of general conditions between the two groups

所有患者符合膿毒癥的臨床診斷標(biāo)準(zhǔn)，年齡20～55 歲?！稛齻竽摱拘阅X病發(fā)生機(jī)制與診治對策》診斷標(biāo)準(zhǔn)：（1）白細(xì)胞總數(shù)＞12.0×109個(gè)/L 或白細(xì)胞總數(shù)＜4.0×109個(gè)/L，且中性粒細(xì)胞比例＞0.80，幼稚粒細(xì)胞＞0.10；（2）心率＞120 次/min；（3）體溫＞39 ℃或＜35.5 ℃，持續(xù)3 d 以上；（4）燒傷后具備下列臨床癥狀之一：譫妄、煩躁或者情緒抑郁、腹脹、腹瀉或合并消化道出血、少尿甚至無尿、燒傷創(chuàng)面嚴(yán)重感染；（5）呼吸頻率＞28 次/min，患者存在高度可疑感染或發(fā)現(xiàn)細(xì)菌學(xué)證據(jù)；（6）在燒傷并發(fā)膿毒癥的基礎(chǔ)上出現(xiàn)不同程度意識(shí)或認(rèn)知障礙，并排除顱內(nèi)直接感染性疾病、創(chuàng)傷、藥物中毒以及各種代謝原因所致的腦功能障礙（腎性、肝性、肺性腦病等）。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）臭氧過敏者；（2）妊娠、老年和哺乳期的燒傷患者；（3）院前已經(jīng)存在影響血清白細(xì)胞介素水平的其他疾?。ㄈ绨滩　⒏窝?、腫瘤、自身免疫性疾病、急性感染等）；（4）院前已經(jīng)存在嚴(yán)重心肝腎功能不全、血小板及出凝血功能明顯異常者；（5）化學(xué)燒傷引起的急性中毒腦病、顱內(nèi)原發(fā)性病變。

剔除標(biāo)準(zhǔn)：（1）入組后10 d內(nèi)死亡或自動(dòng)出院者；（2）合并嚴(yán)重并發(fā)癥者，如肺水腫、心、肝、腎衰竭等。

1.2 治療方法

1.2.1 臨床治療：對照組：所有患者在燒傷重癥監(jiān)護(hù)病房（BICU）監(jiān)護(hù)治療（抗休克、鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛治療等）。持續(xù)監(jiān)測患者有創(chuàng)血壓、血氧飽和度及中心靜脈壓；記錄每小時(shí)尿量及24 h出入量；每日測定血常規(guī)、血生化、血?dú)夥治龅?；抗生素?yīng)用、營養(yǎng)支持及臟器保護(hù)。合并吸入性損傷患者及時(shí)行氣管插管或氣管切開。深度燒傷創(chuàng)面（深Ⅱ度、Ⅲ度）分期切痂行自體皮植皮治療。確診膿毒癥性腦病患者應(yīng)用醒腦靜（規(guī)格10 mL，大理藥業(yè)股份有限公司，國藥準(zhǔn)字Z53021639）20 mL加入100 g/L葡萄糖注射液靜滴，1次/d，連續(xù)應(yīng)用7 d為1個(gè)療程。

治療組：在對照組治療方案的基礎(chǔ)上，加用醫(yī)用臭氧自體血回輸治療腦功能障礙。醫(yī)用臭氧自體血回輸治療方法：在250 mL 輸血真空袋（蘇州萊氏輸血器材有限公司）內(nèi)預(yù)先加入25 mL 輸血用枸櫞酸鈉注射液抗凝，用19 號(hào)靜脈穿刺針穿刺貴要靜脈或肘正中靜脈抽血，或從深靜脈置管中抽取自體血100 mL。同時(shí)用2 支50 mL 注射器連接德國赫爾曼臭氧發(fā)生器，抽取并置臭氧濃度（35 μg/mL），將兩支50 mL 的臭氧依次注入含約100 mL 血液的真空袋內(nèi)，真空袋做圓周運(yùn)動(dòng)使臭氧與血液充分混合，5 min內(nèi)自動(dòng)回輸給患者，全部治療時(shí)間10～15 min，連續(xù)應(yīng)用7 d。整個(gè)操作過程應(yīng)密切觀察病人生命體征，嚴(yán)格無菌原則，同時(shí)觀察患者是否呼吸困難、心率增快、血壓下降等不良反應(yīng)，若出現(xiàn)不良反應(yīng)及時(shí)處理或終止治療。

1.2.2 觀察指標(biāo)：采用經(jīng)顱多普勒超聲儀（Dop P型，德國DWL 公司）床旁測量患者雙側(cè)大腦中動(dòng)脈治療前1 d、治療第7天的平均血流速度（VmMCA，取測量值高的一側(cè)結(jié)果并記錄）、收縮期血流速度（VsMCA）、舒張期血流速度（VdMCA）、搏動(dòng)指數(shù)（PI）、腦血流指數(shù)（CBFi，CBFi=10×MAP/1.47PI）、平均動(dòng)脈壓（MAP）值。

1.2.3 血清IL-1、IL-6、TNF-α、S100β檢測方法：在治療前、治療后第1天、第3天、第7天于空腹?fàn)顟B(tài)下抽取一側(cè)肘靜脈血3 mL，3 000 r/min 離心（離心半徑10 cm）15 min，分離上層血清，采用酶聯(lián)免疫吸附測定法（ELISA），以Zenith 340RT型全自動(dòng)酶標(biāo)分析儀檢測。

1.3 評價(jià)指標(biāo)（1）GCS 評分：①痊愈：0 分；②顯效：＜3分；③有效：3～4分；④無效：5～9分；治療總有效率=（痊愈+顯效+有效）/總例數(shù)×100%。比較2組治療前及治療后第7 天APACHE-Ⅱ評分、GCS 評分。（2）比較2組治療前、治療后第7天經(jīng)顱多普勒血流變化值，包括VmMCA、PI、CBFi、P（CO2）、MAP 值。（3）比較2 組第1、3、7 天血清IL-1、IL-6、TNF-α、S100β水平。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 18.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料均符合正態(tài)分布，以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（x±s）表示，APACHE-Ⅱ評分、GCS 評分、VmMCA、PI、CBFi、P（CO2）、MAP、血清IL-1、IL-6、TNF-α、S100β 水平比較采用重復(fù)測量數(shù)據(jù)LSD-t檢驗(yàn)。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 2組臨床療效比較治療組總有效率顯著優(yōu)于對照組（χ2=8.154 0，P=0.042 9）。見表2。

表2 2組臨床療效比較 ［n（%）］Table 2 Comparison of effective rate of clinical treatment between two groups ［n（%）］

2.2 2組治療前及治療后第7 天APACHE-Ⅱ評分、GCS 評分比較治療前2 組APACHE-Ⅱ評分、GCS評分比較無顯著性意義（P＞0.05）；治療后2 組APACHE-Ⅱ評分、GCS 評分均顯著改善，且治療組APACHE-Ⅱ評分低于對照組，GCS 評分高于對照組（P＜0.05）。見表3。

表3 2組治療前后APACHE-Ⅱ評分、GCS評分比較 （分，x±s）Table 3 Comparison of APACHE-Ⅱscore and GCS score between the two groups before and after treatment （scores，x±s）

2.3 2組治療前、治療7 d后經(jīng)顱多普勒血流變化值比較2 組治療前VsMCA、VdMCA、VmMCA、PI、CBFi、MAP 比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；治療7 d后2 組VsMCA、VdMCA、VmMCA、CBFi、MAP 均上升，PI 下降，且治療組VsMCA、VdMCA、VmMCA、CBFi、MAP 均高于對照組（P＜0.05），而PI 低于對照組（P＜0.05）。見表4、圖1。

表4 2組治療前后經(jīng)顱多普勒血流變化比較 （x±s）Table 4 Comparison of transcranial Doppler blood flow changes between the two groups before and after treatment （x±s）

圖1 燒傷膿毒癥患者臭氧自體血治療前后腦膜中動(dòng)脈超聲多普勒血流變化 A：治療前患者左側(cè)腦膜中動(dòng)脈狹窄血流圖；B：治療7 d患者左側(cè)腦膜中動(dòng)脈血流緩解圖；C：治療前患者右側(cè)腦膜中動(dòng)脈狹窄血流圖；D：治療7 d患者右側(cè)腦膜中動(dòng)脈血流緩解圖Figure 1 Middle meningeal artery blood flow changes before and after ozone autohemotherapy in burn patients with sepsis. A：Blood flow chart of the left middle meningeal artery stenosis of the patient before treatment； B：Blood flow relief chart of the left middle meningeal artery stenosis 7 days after treatment； C：Blood flow chart of the right middle meningeal artery stenosis of the patient before treatment；D：After treatment of 7 days patient's right middle meningeal artery blood flow relief map

2.4 2 組不同時(shí)間點(diǎn)血清炎癥指標(biāo)比較治療后第3、7 天較治療前血清炎癥指標(biāo)（IL-1、IL-6、TNF-α）降低，治療組下降程度優(yōu)于對照組（P＜0.05）；血清S100β 下降較緩慢，直到第7 天，二者差異才有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見圖2。

圖2 2 組不同時(shí)間點(diǎn)血清炎癥指標(biāo)比較 A：2 組患者不同時(shí)間點(diǎn)血清IL-1 比較；B：2 組患者不同時(shí)間點(diǎn)血清IL-6 比較；C：2組患者不同時(shí)間點(diǎn)血清TNF-α比較；D：2組患者不同時(shí)間點(diǎn)血清S100β比較Figure 2 Comparison of serum inflammatory indexes in two groups at different times

2.5 安全性分析2 組均未發(fā)生嚴(yán)重不良反應(yīng)，治療組發(fā)生惡心3例，對照組發(fā)生心率增快2例，惡心2例，均對癥治療后好轉(zhuǎn)，2 組不良反應(yīng)發(fā)生率分別為6.52%（3/46）和9.09%（4/44），差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 討論

隨著對燒傷膿毒癥的深入研究，認(rèn)為其發(fā)病可能與炎癥、感染、凝血、神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫反應(yīng)等密切相關(guān)。而膿毒癥相關(guān)性腦部的發(fā)病機(jī)制中血腦屏障功能障礙、神經(jīng)遞質(zhì)分泌紊亂、神經(jīng)細(xì)胞過度凋亡、氧化應(yīng)激、炎癥因子及補(bǔ)體激活等，均與機(jī)體免疫功能障礙有直接或間接的關(guān)系［6-8］。細(xì)胞因子等免疫指標(biāo)和腦部血流灌注變化可直接反映機(jī)體感染及免疫狀態(tài)變化程度，展示病情進(jìn)展，幫助判斷患者預(yù)后。醫(yī)用臭氧對機(jī)體免疫系統(tǒng)的具有雙向作用，低濃度臭氧（10～30 μg/mL）可以刺激機(jī)體免疫系統(tǒng)，高濃度臭氧（40～80 μg/mL）抑制機(jī)體免疫系統(tǒng)，中濃度臭氧（20～40 μg/mL）可以調(diào)節(jié)免疫細(xì)胞數(shù)量、平衡免疫系統(tǒng)［9-11］。

本研究顯示，臭氧自體血回輸治療組總有效率顯著高于單獨(dú)醒腦靜治療的對照組（P＜0.05），臭氧自體血回輸治療組的APACHE-Ⅱ評分明顯降低、GCS 評分明顯升高，尤其是治療7 d 后，提示臭氧自體血回輸可以降低腦脊液中內(nèi)源性致熱源、抑制缺血再灌注誘導(dǎo)的腦細(xì)胞損傷，使患者神經(jīng)細(xì)胞血清損傷標(biāo)志物水平得到顯著控制，最終保護(hù)腦細(xì)胞［12-14］。

腦部微循環(huán)障礙導(dǎo)致腦部血流減少，在膿毒癥相關(guān)性腦病發(fā)生中發(fā)揮重要作用。經(jīng)顱多普勒超聲是用于評估腦血流動(dòng)力學(xué)的可靠、可重復(fù)、可床旁檢查方法，安全便捷。PI是反映腦血管阻力的指標(biāo)，血管的阻力越大，搏動(dòng)指數(shù)越大，腦病組織得到的有效循環(huán)血量越少。大多數(shù)膿毒癥患者PI 值升高，而PI值升高提示腦血管阻力增加，因此推測大部分膿毒癥患者存在腦微循環(huán)受損情況。本研究表明，對照組較醫(yī)用臭氧治療組腦部PI 更高、VmMCA 和CBFi更低、MAP低，說明膿毒癥腦病患者同時(shí)存在的血管阻力增加和腦部血管灌注壓過低，導(dǎo)致腦血流量的急劇減少，與相關(guān)研究結(jié)果一致［15-17］，提示臭氧自體血回輸可以通過增加紅細(xì)胞流變性，增高腦組織供氧，清除腦血管自由基，改善腦部血流灌注。

目前認(rèn)為IL-6、TNF-α 是燒傷膿毒癥感染常見的炎性物質(zhì)，IL-1、IL-6升高可導(dǎo)致中性粒細(xì)胞聚集到炎癥損傷部位，分泌大量炎癥介質(zhì)，促進(jìn)炎癥瀑布形成，加重炎癥損傷，影響腦部神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)。同時(shí)TNF-α 是炎癥反應(yīng)的始動(dòng)因子，當(dāng)機(jī)體遭受嚴(yán)重感染時(shí)，機(jī)體TNF-α在損傷部位活化，導(dǎo)致機(jī)體局部炎癥損傷，刺激神經(jīng)細(xì)胞損傷。S100β生理濃度下具有旁分泌/自分泌的營養(yǎng)作用，在腦損傷、腦腫瘤、顱內(nèi)感染等情況下急劇升高，產(chǎn)生神經(jīng)毒性，與其配體糖基化終產(chǎn)物受體結(jié)合，促進(jìn)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞凋亡，并參與放大腦部炎癥反應(yīng)，是腦神經(jīng)損傷的敏感、特異性的生物標(biāo)志物［18-20］。本研究顯示，燒傷膿毒癥性腦病患者經(jīng)臭氧自體血回輸治療后3 d、7 d 較治療前血清炎癥指標(biāo)（IL-1、IL-6、TNF-α、S100β）減低，治療組下降程度優(yōu)于對照組（P＜0.05）。臭氧自體血回輸治療燒傷膿毒癥性腦病可能通過以下幾條途徑產(chǎn)生作用：（1）臭氧自體血液回輸通過臭氧作用于機(jī)體多種免疫細(xì)胞，誘導(dǎo)多種細(xì)胞因子的產(chǎn)生（如干擾素、粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子、轉(zhuǎn)化生長因子等），通過這些細(xì)胞因子作用于其受體，從而調(diào)節(jié)機(jī)體的固有免疫反應(yīng)和適應(yīng)性應(yīng)答。被激活的免疫細(xì)胞隨血液進(jìn)入腦組織，在微環(huán)境內(nèi)釋放出細(xì)胞因子，活化臨近細(xì)胞并逐漸增強(qiáng)免疫應(yīng)答［21-24］。（2）臭氧可以激活腦部神經(jīng)細(xì)胞免疫功能，其產(chǎn)生的H2O2可自由進(jìn)入白細(xì)胞，活化特異性蛋白激酶和基因表達(dá)，上調(diào)血液內(nèi)的抗氧化物含量，糾正炎癥以及抗氧化物抑制所引起的內(nèi)源性氧化物過剩狀態(tài)。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，臭氧通過血液預(yù)處理可以降低促氧化活性，提高抗氧化水平，對于內(nèi)毒素休克造成的氧化應(yīng)激的肺臟起保護(hù)作用。而在小鼠腹腔內(nèi)注射LPS可激活其腦部小膠質(zhì)細(xì)胞，刺激宿主細(xì)胞Toll 樣受體的表達(dá)，引起全身炎癥反應(yīng)，表現(xiàn)為TNF-α 及IL-1β 等促炎因子上調(diào)，繼而促使前列腺素、白細(xì)胞三烯、血小板活化因子和磷酸酯酶A2等介質(zhì)的釋放，而這些介質(zhì)通過損傷毛細(xì)血管及小血管內(nèi)皮細(xì)胞引起滲漏，同時(shí)激活的巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞釋放的NO 引起血管舒張及血壓降低，導(dǎo)致腦內(nèi)低灌注，最終引起膿毒癥相關(guān)性腦?。?5-28］。（3）臭氧調(diào)整機(jī)體免疫系統(tǒng)活性，通過人體免疫系統(tǒng)高度自適應(yīng)能力與中樞神經(jīng)系統(tǒng)整合達(dá)到自身穩(wěn)態(tài)平衡，免疫-大腦相互作用，激活腦部神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞，釋放大量促炎因子，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞過度炎性反應(yīng)［29-32］。醫(yī)用臭氧自體血療法通過降低機(jī)體外周血漿內(nèi)促炎因子濃度，尤其是IL-1β、TNF-α，減輕外周炎性信號(hào)傳入大腦，且S100β 濃度降低，減少中樞神經(jīng)系統(tǒng)中炎性細(xì)胞因子合成作用，從而減輕燒傷膿毒癥相關(guān)性腦病認(rèn)知功能障礙損傷程度［32-35］。

醫(yī)用臭氧自體血回輸聯(lián)合醒腦靜治療可降低APACHE-Ⅱ評分、升高GCS 評分，改善患者精神癥狀，增加其腦部血流灌注，穩(wěn)定各項(xiàng)生命體征，有效降低燒傷膿毒性腦病患者血清炎癥因子IL-1β、TNF-α、S100β水平，促進(jìn)機(jī)體的整體康復(fù)，具有較可靠的臨床效果。本研究限于樣本數(shù)量，且為單中心取樣，對有關(guān)因素的分析可能不夠全面，因此有待多中心、大樣本、前瞻性、隨機(jī)對照研究進(jìn)一步證實(shí)。