頭頸部體表亞低溫對危重型顱腦損傷患者神經(jīng)元特異性烯醇化酶、谷氨酸及預(yù)后的影響

馮偉生 刁井地 侯思南 徐繼來 張宜波 劉爽 王紅 豐廣魁

1南京中醫(yī)藥大學(xué)連云港附屬醫(yī)院（連云港市中醫(yī)院）急診醫(yī)學(xué)科（江蘇連云港222000）；2連云港市市立東方醫(yī)院（江蘇連云港222042）；3連云港市贛榆區(qū)人民醫(yī)院急診醫(yī)學(xué)科（江蘇連云港222100）

顱腦外傷是外科常見疾病，致殘率和致死率高［1］，重度顱腦外傷危害更嚴(yán)重；很多大規(guī)模多中心的臨床研究表明，亞低溫是治療腦外傷頑固性顱內(nèi)壓增高和腦水腫的一種有效方法［2-4］，是顱腦損傷救治的一個重要措施。但尚沒有得到循證醫(yī)學(xué)的證實［5］，大規(guī)模隨機對照試驗證明全身亞低溫［6］未能帶來獲益，傳統(tǒng)冰帽（HC）僅使頭皮和大腦表面降溫，而頭頸聯(lián)合降溫（HNC）對大腦實體內(nèi)部的降溫效果可靠［7］，簡單快捷，可以成為急救的一種有效方法。本研究選取HNC的方法，選擇危重型顱腦損傷（cTBI）患者作為研究對象，通過觀察患者神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）和谷氨酸濃度（Glu）及其變化情況，來研究HNC 的腦保護作用，通過GCS、格拉斯哥預(yù)后評分（GOS）評分和28 d 病死率的變化情況評估其對預(yù)后的影響；為證明HNC 治療是救治cTBI 的一種有效方法提供依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象選取2016年12月至2020年10月間連云港市中醫(yī)院、市立東方醫(yī)院及贛榆區(qū)醫(yī)院重度腦外傷入住ICU 患者，入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）確診為重度顱腦外傷，且GCS ≤5 分；（2）其他部位簡明損傷定級≤3 分；排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）失血性休克；（2）其他臟器功能衰竭；（3）嚴(yán)重基礎(chǔ)疾?。唬?）年齡≤14 歲或＞70 歲。該項研究經(jīng)連云港市中醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)［2015-倫理審查（ky）-08］，并簽署知情同意書。

1.2 方法按隨機數(shù)字表分入HNC 組和HC 組；HNC 組采用ZLJ-2000I 型醫(yī)用控溫儀及可折疊頭頸一體降溫裝置（長春市安泰電子產(chǎn)品有限責(zé)任公司，專利號：ZL201821189442.5），降溫裝置溫度設(shè)置為12 ℃，手術(shù)后頭顱包扎患者設(shè)為10 ℃，耳蝸溫度控制在33 ～34.5 ℃，72 h 后開始復(fù)溫，上調(diào)降溫裝置6 ℃/6 h（耳窩溫度上升約1 ℃），HC 組采取傳統(tǒng)冰帽降溫，72 h 后直接去除冰帽；體溫＞38 ℃和＜36 ℃給予降溫或復(fù)溫毯干預(yù)?；A(chǔ)治療及手術(shù)原則遵循腦外科常規(guī)及重癥救治原則，對腦疝等嚴(yán)重情況及時手術(shù)干預(yù)及顱壓監(jiān)測；入組后立即予冰帽或HNC 治療，HNC 組術(shù)中頸部給予冰袋降溫，分別于入院時、入院24 h 及72 h 采血標(biāo)本檢測NSE 和Glu，監(jiān)測GCS 評分、耳蝸溫度、凝血功能、血壓、心率變化、寒戰(zhàn)反應(yīng)、28 d 病死率及6 個月GOS 評分；根據(jù)28 d 預(yù)后將患者分為死亡和存活亞組。

1.3 檢測方法NSE采用化學(xué)發(fā)光法，由南京金域檢測中心進行檢測。Glu 采用Elisa 法，采用人谷氨酸Elisa檢測試劑盒（SIGMA-ALDRICH MAK004-1KT）。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法采用SPSS 20.0 軟件進行分析處理。計量資料采用表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內(nèi)比較采用配對樣本t檢驗，計數(shù)資料比較采用卡方檢驗，以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料兩組共納入81 例，其中男50 例，女31例；年齡15 ～70歲，平均（51.3±15.5）歲；所有患者均存在不同部位和程度腦挫傷，伴有硬膜外血腫15 例（其中HC 組8 例），硬膜下出血24 例（其中HC 組14 例），腦疝29 例（其中HC 組13 例）；其他51 例（其中HC 組包括蛛網(wǎng)膜下腔出血、腦室出血、顱骨骨折、腦干及軸索損傷，25 例）；手術(shù)包括去骨瓣減壓、血腫清除及引流；兩組基線資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義，見表1。

表1 兩組一般資料及GCS、手術(shù)、NSE 和Glu 的比較Tab.1 Comparison of general information，GCS，operation，NSE and Glu of patients ±s

表1 兩組一般資料及GCS、手術(shù)、NSE 和Glu 的比較Tab.1 Comparison of general information，GCS，operation，NSE and Glu of patients ±s

組別HNC 組HC 組χ2/t 值例數(shù)41 40性別（男/女，例）23/18 27/13 1.114年齡（歲）53.2±14.7 49.3±16.2 1.235 GCS 3.66±0.79 3.70±0.82 0.231腦疝（例）16 13 0.375手術(shù)（是/否，例）30/11 28/12 0.100 NSE（ng/mL）49.0±25.9 45.8±23.7 0.572 Glu（μmol/L）108.2±30.3 106.2±37.0 0.276

2.2 兩組耳蝸溫度及肛溫情況HNC 組耳蝸溫度下降較快，2 ～4 h 可達目標(biāo)溫度，除1 例發(fā)熱患者在8 h 和24 h 耳蝸溫度稍高于34.5 ℃外，治療期間均能降溫到目標(biāo)溫度。HC 組于8 h 實現(xiàn)最佳降溫，且較肛溫降低不到1 ℃，從2 h 起兩組間降溫幅度出現(xiàn)差異，見表2。

表2 耳蝸溫度及肛溫監(jiān)測結(jié)果Tab.2 Comparison of the monitoring results of cochlea and anal temperature ±s

表2 耳蝸溫度及肛溫監(jiān)測結(jié)果Tab.2 Comparison of the monitoring results of cochlea and anal temperature ±s

注：兩組溫差比較，**P＜0.01

組別HC 組耳溫肛溫溫差HNC 組耳溫肛溫溫差例數(shù)40 40 40 41 41 41 0 h 36.12±0.73 36.37±0.73 0.26±0.28 36.08±0.61 36.35±0.61 0.27±0.31 2 h 36.24±0.98 36.41±0.56 0.5±0.6 34.64±0.56 36.44±0.68 1.72±0.75**4 h 35.91±0.80 36.69±0.73 0.66±0.60 33.76±0.27 36.74±0.92 2.98±0.97**8 h 35.71±0.82 36.66±0.92 0.95±0.63 33.80±0.51 36.50±0.70 2.70±0.67**24 h 35.62±0.75 36.55±0.71 0.94±0.55 33.60±0.40 36.52±0.68 2.93±0.53**72 h 35.97±0.60 36.78±0.5 0.81±0.35 33.70±0.23 36.94±0.50 3.23±0.40**

2.3 兩組Glu 和NSE 比較HNC 組24 h NSE 為（69.3 ± 34.0）ng/mL，72 h（56.8 ± 34.0）ng/mL 較之降低（t=4.390，P＜0.01）。HNC 組72 h NSE 較24 h下降了（12.45 ± 18.16）ng/mL，較HC 組（-2.18 ±21.45）ng/mL差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.315，P＜0.01）。HNC 組24 h Glu 為（185.8 ± 42.7）μmol/L，較HC 組（158.0 ± 43.1）μmol/L 升高（t= 2.916，P＜0.01），于72 h（160.6 ± 21.3）μmol/L 又降低（t= 4.951，P＜0.01），與HC 組（177.3 ± 43.2）μmol/L 之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=2.190，P＜0.05），見表3。

表3 降溫24、72 h 兩組NSE 和Glu 及其變化比較Tab.3 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours ±s

表3 降溫24、72 h 兩組NSE 和Glu 及其變化比較Tab.3 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

組別HNC 組HC 組t 值例數(shù)41 40 NSE（ng/mL）24 h 69.3±34.0 68.9±33.5 0.051 72 h 56.8±34.0 71.0±43.4 1.641 ΔNSE（ng/mL）12.45±18.16-2.18±21.45 3.315**Glu（μmol/L）24 h 185.8±42.7 158.0±43.1 2.916**72 h 160.6±21.3 177.3±43.2 2.190*ΔGlu（μmol/L）25.21±32.60-19.21±49.53 4.778**

2.4 兩組28 d病死率及出院時GCS的比較HNC組41 例，死亡13 例，HC 組40 例，死亡13 例，兩組病死率差異無統(tǒng)計學(xué)意義（31.7%vs.32.5%，χ2=0.006，P＞0.05）；存活亞組出院時GCS，HNC 組（7.82 ± 1.86）較HC 組（8.00 ± 2.60）差異無統(tǒng)計學(xué)意義（t=0.293，P＞0.05）。

2.5 兩組GOS評分比較GOS評分1 ～3分為預(yù)后不良，4 ～5 分為預(yù)后良好。結(jié)果：HC 組1 例失訪，預(yù)后不良31 例，預(yù)后良好8 例；HNC 組預(yù)后不良24 例，預(yù)后良好17 例；經(jīng)卡方檢驗（χ2= 4.083，P＜0.05），差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2.6 存活亞組NSE 和Glu 比較HNC 72 h NSE（37.6±24.6）ng/mL 較24 h（58.1±27.7）ng/mL 降低（t=6.003，P＜0.01）；72 h NSE及降幅均大于HC 組。Glu HNC 組于24 h 到達高峰（184.1±34.3）μmol/L，72 h出現(xiàn)降低（t=4.923，P＜0.01）；HNC組72 h Glu降幅大于HC 組（t=3.580，P＜0.01），見表4。

表4 存活亞組降溫24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.4 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in survival subgroups ±s

表4 存活亞組降溫24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.4 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in survival subgroups ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

組別HNC 組HC 組t 值例數(shù)28 27 NSE（ng/mL）24 h 56.8±26.1 63.8±27.9 0.964 72 h 40.7±22.5 60.0±36.0 2.381*ΔNSE（ng/mL）16.08±14.17 3.75±20.69 2.585*Glu（μmol/L）24 h 185.4±34.4 164.9±43.0 1.962 72 h 159.1±18.8 174.8±43.5 1.720 ΔGlu（μmol/L）26.33±28.30-9.86±45.05 3.580**

2.7 死亡亞組NSE和Glu比較死亡亞組中，兩組間NSE 差異無統(tǒng)計學(xué)意義，HNC 組Glu 在24、72 h的差異有統(tǒng)計學(xué)意義（t=3.531，P＜0.01），見表5。

表5 死亡亞組24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.5 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in death subgroup ±s

表5 死亡亞組24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.5 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in death subgroup ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

例數(shù)24 h NSE（ng/mL）72 h ΔNSE（ng/mL）24 h Glu（μmol/L）72 h ΔGlu（μmol/L）組別HNC 組HC 組t 值13 13 96.2±34.3 85.2±43.9 0.712 91.5±28.3 93.6±49.4 0.134 4.63±23.45-8.48±16.60 1.645 186.7±58.5 143.9±41.3 2.159*163.9±26.3 184.8±43.8 1.472 22.80±41.62-40.94±48.79 3.584**

2.8 不良反應(yīng)部分患者血壓開始有輕微（SBP/DBP ＜10 mmHg）短暫增高；頸部和耳廓周圍皮膚發(fā)青最為多見；HNC 組有Bedside Shivering Assessment Score 1 級寒戰(zhàn)3 例，給予丙泊酚等處理后分別在15、20 和35 min 后消失，HC 組有1 例寒戰(zhàn)伴有發(fā)熱，降溫后好轉(zhuǎn)；兩組均未發(fā)現(xiàn)凝血障礙、感染等異常表現(xiàn)。

3 討論

人屬于恒溫動物，體溫在37 ℃是很多酶發(fā)揮穩(wěn)定催化作用的必要條件，實施全身亞低溫治療會導(dǎo)致凝血功能障礙、血管痙攣、感染增加及寒戰(zhàn)等異常反應(yīng)，局部亞低溫可能給顱腦損傷患者帶來獲益。

3.1 頭頸部體表亞低溫的可靠性GIULIANI 等［8］依據(jù)模型推導(dǎo)和動物實驗證明，頸部降溫可以實現(xiàn)較好的顱腦降溫效果。BOMMADEVARA 等［9］證明，頸動脈末端溫度決定于頸動脈、頸靜脈流入血液及頸部體表溫度，還與頸動脈和靜脈對流系統(tǒng)溫度達到平衡的距離和血流量有關(guān)；HNC干預(yù)了以上因素，亞低溫效果較好。軀體溫度直接影響降溫效果，所以要加強體溫干預(yù)。TOKUTOMI 等［10］臨床研究表明亞低溫最理想溫度是35 ℃，但SCIMONE等［11］體外研究顯示33 ℃亞低溫腦保護效果最佳；之前的研究［12］和KOEHN 等［13］都證明HNC 可以降低鼓膜溫度3 ℃以上，腦實質(zhì)溫度可以降至33 ～34 ℃，為cTBI 提供良好的局部亞低溫治療，且對軀體溫度影響甚微。

3.2 研究對象及腦保護指標(biāo)既往研究參照美國嚴(yán)重創(chuàng)傷性顱腦損傷治療指南第四版診斷標(biāo)準(zhǔn)（GCS＜8），其中較輕患者，常規(guī)治療預(yù)后較好，較難形成差異，死亡組療效是零，預(yù)后相同。故本研究選取GCS ≤5，分解成死亡和存活亞組可以較好觀測腦保護作用。NSE 與腦外傷的嚴(yán)重程度和預(yù)后密切相關(guān)［14］，血Glu 濃度和腦外傷嚴(yán)重程度呈高度的正相關(guān)，72 h Glu 一致性更好［15］；用NSE 和Glu 評估亞低溫的腦保護作用比較適宜。

3.3 腦保護作用HNC 治療72 h 后，外周血NSE濃度顯著降低，這一結(jié)果與CHEN 等［16］全身亞低溫治療重度顱腦外傷的結(jié)果相似。HNC 組谷氨酸于24 h出現(xiàn)一過性顯著升高后顯著降低，存活組趨勢更為明顯；SUZUKI 等［17］研究表明，腦外傷24 h內(nèi)顱外動脈血Glu 濃度明顯高于頸內(nèi)靜脈血，可能與腦外組織和器官短暫釋放谷氨酸有關(guān)［18］，而VUILLE-DIT-BILLE 等研究［19］又顯示24 h 之后頸內(nèi)靜脈血Glu 濃度持續(xù)高于動脈血，損傷腦組織Glu釋放增多；在腦組織，亞低溫通過抑制谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白活性，降低神經(jīng)末梢谷氨酸轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)的病理性Glu 釋放，隨著溫度的降低，細(xì)胞外過量谷氨酸引起的神經(jīng)末梢同質(zhì)交換和天門冬氨酸異分子交換反應(yīng)也逐漸減少，阻止谷氨酸濃度升高［20］，減少腦組織Glu 的釋放。BOYKO 等［21］通過動物實驗表明，在外周組織，低溫的直接作用是血谷氨酸濃度升高，繼發(fā)反應(yīng)是谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）等轉(zhuǎn)氨酶升高，加速谷氨酸降解；24 h Glu 短暫升高，可能與HNC 刺激使外周谷氨酸釋放增加而GOT 等尚未有效清除已經(jīng)釋放的谷氨酸有關(guān)。外傷后神經(jīng)元釋放過量谷氨酸是體內(nèi)炎癥反應(yīng)的重要始動因素，其激活小膠質(zhì)細(xì)胞、單核細(xì)胞和巨噬細(xì)胞表面谷氨酸受體，引發(fā)急性強烈炎癥反應(yīng)［22］，Glu 濃度降低，可能是HNC 顯著改善6 個月預(yù)后的主要原因。

3.4 對預(yù)后的影響足夠的亞低溫是可以改善預(yù)后的［23］，但本實驗中兩組28 d 病死率差異無統(tǒng)計學(xué)意義，出院時GCS 變化亦差異無統(tǒng)計學(xué)意義，可能與樣本量較少和所選患者腦損傷程度較重有關(guān)；cTBI 腦血管損傷嚴(yán)重、血管痙攣、血栓形成及代謝障礙顯著，HNC 短期內(nèi)不能產(chǎn)生足夠影響。另一方面，有研究應(yīng)用PET 觀測亞低溫腦組織的代謝發(fā)現(xiàn)，將豬的大腦溫度降到32 ℃持續(xù)3 ～5 h，氧代謝率和腦血流均降低了50%，可見代謝率降低的獲益部分地被血流減少所削弱。6 個月GOS 出現(xiàn)了顯著性改善，這一結(jié)果和IDRIS 等［24］應(yīng)用降溫裝置直接把大腦表面降溫至32 ℃的結(jié)果相同，本研究用無創(chuàng)的方法實現(xiàn)了與有創(chuàng)大腦表面降溫同樣可靠的療效。

綜上所述，HNC 治療可以顯著降低72 h 血漿NSE 和Glu 濃度，顯著改善6 個月GOS 評分，具有較好的腦保護作用和改善遠(yuǎn)期預(yù)后的功能，同時簡便方便、降溫快、不良反應(yīng)少。本研究只進行了臨床數(shù)據(jù)收集和分析，未進行具體機制研究，具有一定局限性，有必要進行大規(guī)模研究和開展相關(guān)機制研究。