亚低温对脑梗死IL-6和sICAM-1表达的影响

徐彦立 王景超 张思森

郑州人民医院急诊科 郑州 450003

炎性反应在缺血性脑血管病的形成中起着关键作用,作为炎性反应的标志物白细胞介素-6(Interleukin-6,IL-6)已被用来探测缺血性脑损伤的危险性指标[1-2]。脑梗死后,由于脑组织缺血坏死,不仅产生大量抗原刺激免疫系统,而且有大量的炎症细胞浸润和激活,引起强烈的免疫应答过程,参与脑梗死的病理变化过程。体外细胞培养发现IL-6可以促进细胞间黏附分子-1(intercellular adhesion molecule-1,ICAM-1)的表达,ICAM-1则可介导白细胞的黏附和聚集,炎性细胞的黏附与聚集成为再灌注后微血管循环障碍的主要因素。脑梗死急性期IL-6和sICAM-1表达明显升高,并对梗死病灶引起免疫病理损害[3]。

亚低温(32℃～34℃)对脑梗死的脑保护作用已得到大多数学者的认可,其机制主要是降低细胞代谢率,减少耗氧量,减少兴奋性氨基酸的释放,减少细胞内钙超载,减少氧自由基和一氧化氮产生等。但目前尚未明确亚低温与脑梗死时IL-6和sICAM-1表达之间的关系。本研究旨在观察亚低温对脑梗死IL-6和sICAM-1表达的影响,并探讨亚低温对脑缺血性损害神经保护作用的其他可能机制。

1 资料与方法

1.1 临床资料 自2007-06～2008-09我科收集的40例脑梗死患者,均为发病24 h内入院。诊断标准:按照英国牛津社区脑卒中项目(Oxfordshire Community Stroke Project,OCSP)分型属于完全前循环梗死(TACI)或脑CT显示病灶超过一个脑叶或5 cm以上者。排除标准:年龄≥70岁;心肾功能不全或严重肺部疾病;糖尿病患者;轻中度脑梗死。随机分为亚低温组和对照组,亚低温组20例,其中男12例,女8例,年龄45～69岁,平均(51.72±8.38)岁,发病时间(18±3.30)h,高血压史16例,糖尿病史5例,高脂血症史5例。对照组20例,男 13例,女 7例,年龄45～ 69岁,平均(52.54±7.86)岁,发病时间(19.37±3.25)h,高血压史 14例,糖尿病史6例,高脂血症史6例。2组年龄、性别、有无高血压、糖尿病、高脂血症、发病时间等一般临床资料差异无统计学意义。2组治疗前采用美国国立卫生研究院脑卒中量表(Natinal Institutes of Health Stroke Scale,NIHSS)评分,临床差异无统计学意义。

1.2 温度监控及治疗方法 2组患者均给予抗血小板聚集,脱水降颅压,维持水、电解质平衡,营养支持、康复等常规治疗(均连用30 d),亚低温组入院后即行微量泵24 h持续泵入冬眠合剂(生理盐水50 ml+氯丙嗪100mg+异丙嗪100mg),采用水循环式降温毯(P&C-A型北京恒邦科技开发有限责任公司)使肛温在 2～4 h内使保持在(33±1)℃;治疗时间为7 d。当肛温低于32℃时,调整降温毯温度。复温期采用每4～6 h复温1℃的方法,在24～28(20±4)h将直肠温度复至36.5～37.5℃。对照组除未进行亚冬眠及降温毯降温处理外,其他治疗方法同亚低温组。

1.3 监测指标及神经功能评分 2组患者分别于第1、3、7天,应用酶联免疫吸附法(ELISA)检测血清 IL-6和ICAM-1水平,(上海产511酶标分析仪进行分析,试剂盒购于武汉博士德生物工程有限公司)。2组治疗后30 d应用NIHSS评分量表进行评分。

2 结果

2.1 亚低温组患者血清IL-6和sICAM-1水平 在发病不同时间内均低于对照组,分别在脑梗死1 d达高峰,血清IL-6和ICAM-1水平随时间递减,与常温组比较有统计学意义(P＜0.01);且亚低温干预明显抑制它们的表达(P＜0.01);并表明随时间延长,亚低温治疗的脑保护作用越来越明显。

表1 2组患者治疗前后血清IL-6和sICAM-1水平的变化比较 ()

表1 2组患者治疗前后血清IL-6和sICAM-1水平的变化比较 ()

注:与对照组比较,*P＜0.05(t检验)

时 间 IL-6(pg/ml)亚低温组 对照组sICAM-1(μ g/ml)亚低温组 对照组发病第1天 184±64 265±73 3.2±0.6 3.9±0.6发病第3天 125±35 302±125 2.5±0.5 4.5±0.8发病第7天 67±21* 132±48 2.1±0.4*3.0±0.5

2.2 神经功能评分 治疗1个月后,对两组的神经功能缺损评分(NIHSS)进行比较,亚低温组积分值(25.4±5.48)显著低于对照组积分值(32.2±6.87),且亚低温组神经功能缺损较对照组有明显改善(P＜0.05)。亚低温组中显著好转患者为2例,好转13例,未愈2例,死亡 3例,对照组分别为 1、9、4、6例,亚低温组患者功能改善明显,与对照组比较差异有统计学意义(秩和检验,Uc=2.47,P＜0.05)。

3 讨论

在国际上,亚低温(32℃～34℃)对脑梗死的脑保护作用已得到大多数学者的认可,其机制主要是降低细胞代谢率,减少耗氧量,减少蛋白质丢失,促进蛋白质合成;降低脑组织能量代谢和乳酸堆积;减少兴奋性氨基酸的释放;抑制白细胞介导的炎症反应,抑制神经元凋亡,减少氧自由基和一氧化氮产生;抑制内源性毒性产物对脑细胞的损害等。同时还发现能显著降低脑梗死时颅内压升高,稳定血管的舒缩功能,使缺血区脑血流增加,从而缩小梗死体积。另外亚低温能通过维持血-脑脊液屏障的完整性来减轻血管源性脑水肿;同时又能阻止细胞毒性水肿[4]。Waje-Andreassen等[5]研究证实,在急性脑缺血后,血和脑脊液中IL-6表达水平均增高,与梗死体积和神经功能缺损程度存在一定的相关性。脑脊液IL-6水平与梗死结果间的相关性并不优于血清IL-6水平。这提示测定血清IL-6的含量可作为早期诊断急性脑梗死脑损害程度的指标[6-7]。

正常情况下血液中IL-6和ICAM-1含量较少,急性脑梗死后引起机体的应激反应,并激活体内的单核巨噬细胞,导致IL-6等炎症因子的合成和释放增加,刺激局部血管内皮细胞和白细胞,诱导细胞表面黏附分子数量和功能上调,使白细胞黏附于血管内皮细胞,并诱导细胞变形,引起微血管血栓。脑梗死早期产生的IL-6和ICAM-1加速了局部的炎症反应,使脑梗死范围扩大和功能障碍加重[8]。Liu[9-10]等研究表明:急性脑梗死后血清IL-6和ICAM-1浓度升高,二者可能在脑缺血炎症损坏中发挥作用,且ICAM-1的升高与IL-6升高有关。二者血清水平值可能反映脑缺血后炎性病理损伤的程度和脑梗死的体积。临床观察揭示,许多卒中患者在急性期出现体温升高,体温与脑损伤严重程度和临床预后密切相关[11-12]。血清IL-6水平在脑梗死急性期明显升高,说明T淋巴细胞、B淋巴细胞和单核巨噬细胞处于激活状态。脑梗死后,由于脑组织缺血坏死,不仅产生大量抗原刺激免疫系统,而且有大量的炎症细胞浸润和激活,引起强烈的免疫应答过程,从而产生大量的IL-6,参与脑梗死的病理变化过程。IL-6可直接损伤血管内膜,影响血管通透性,增强血管内皮与血细胞的黏附性,使自由基产生增多,抑制血栓调节因子蛋白C、蛋白S系统,促进凝血,引起炎性介质增多、髓鞘损伤和少突胶质细胞溶解,从而导致细胞死亡。IL-6可增强血小板生成素的活性,阻止前列腺素-2的产生,导致血管收缩。IL-6可刺激Loci基因表达,从而间接促进血浆纤维蛋白原合成,高水平的血浆纤维蛋白原也是脑梗死的危险因素[13]。研究发现[14],对实验性脑缺血诱发的脑部炎症反应的大鼠实施亚低温治疗,1 d后ICAM-1、单核细胞和小胶质细胞显著低于常规组,因此亚低温可以减轻脑卒中的炎症反应,具有直接的抗炎作用。

本研究发现,选择亚低温作为干预手段,观察亚低温对脑梗死1 d、3 d、7 d时间点IL-6和ICAM-1的表达,亚低温组的血清IL-6和sICAM-1表达水平在各时间点均较常温组明显减少或降低,差异有显著性。2组在治疗第1天血清IL-6和sICAM-1有明显差别,且具有统计学意义(P＜0.05);在治疗第3天亚低温组中的血清炎症因子开始下降,第7天亚低温组IL-6和ICAM-1已接近正常,常温组均高于正常,说明亚低温能明显抑制脑梗死后白细胞介导的炎症细胞在缺血区血管内的聚集和黏附,阻断了IL-6和ICAM-1过度表达,抑制炎性细胞因子的产生;以及随后在缺血区脑实质内的浸润,从而阻断炎症级联反应起到脑保护作用,这与Wang等[15]研究结果一致。推测亚低温降低IL-6和ICAM-1表达可能为亚低温减轻脑缺血性损害的脑保护作用的一种重要机制。经亚低温治疗患者1月行NIHSS评分均有显著改善(P＜0.05),这与Schwab研究结果一致[16]。

我们通过与常温组比较,在改善预后方面亚低温组比常温组具有明显的优势,2组病死率有显著性差异,这与Wang等[17-18]研究结果一致。推测亚低温降低IL-6和ICAM-1表达为亚低温减轻脑缺血性损害的神经保护作用机制之一。血浆IL-6浓度升高是早期神经学功能恶化的预测因子,尤其是在脑卒中发病24h内的IL-6水平可预测最终脑损害程度,也是与最终梗死面积相关的较重要的分子标志[19-21]。

总之,脑梗死后脑组织局部过度的IL-6和ICAM-1表达是造成脑损伤的主要原因之一,阻断脑梗死后的炎症级联反应是减轻脑损害的策略,采用亚低温治疗不同程度地阻断了这一过程,从而有效地减轻脑缺血性损伤。亚低温可作为脑缺血损伤时的神经保护措施。因此,亚低温在缺血性脑卒中治疗方面有着显著的的作用和广阔的应用前景。

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