脑出血患者血清基质金属蛋白酶和氧化-抗氧化因子的动态变化研究*

2016-12-19朱家伟

重庆医学 2016年32期

关键词：脑组织氧化应激抗氧化

匡涛，刘旭，朱家伟，王勇

(1.务川昇辉医院神经外科，贵州遵义 564300；2.贵州航天医院神经外科，贵州遵义 563003)

·经验交流·

脑出血患者血清基质金属蛋白酶和氧化-抗氧化因子的动态变化研究*

匡涛1，刘旭2，朱家伟2，王勇2

(1.务川昇辉医院神经外科，贵州遵义 564300；2.贵州航天医院神经外科，贵州遵义 563003)

目的观察脑出血患者血清基质金属蛋白酶(MMP)、氧化-抗氧化因子的动态变化，探讨其在脑出血后神经损伤机制中的作用及其临床意义。方法选择48例急性脑出血患者，测定入组时、发病后6、12、24、48 h两组血清丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、氧化-抗氧化因子(T-AOC)，比较不同发病时间、年龄组、高血压分级、神经功能缺损程度血清MDA、SOD、T-AOC水平。检测发病后6、12 、24、48、72 h，7、14 d血清MMP-2、MMP-9水平，选择60例健康体检者作为对照组。结果发病后6 h内患者血清MMP-2、MMP-9、MDA即出现上升，血清T-AOC水平于发病12 h内显著高于对照组，而后又呈逐渐下降趋势(P<0.05)，SOD从发病12 h后呈逐渐下降趋势(P<0.05)。MMP-9、MMP-2水平在脑出血后120 h达最高值，后又逐渐下降，至14 d仍显著高于对照组(P<0.05)。脑出血发病6 h血清MMP-9、MMP-2均与血清SOD、T-AOC呈负相关，与MDA、年龄、血压分级、神经功能缺损程度呈正相关(P<0.05)。结论通过监测MMP-2、MMP-9及MDA、SOD、T-AOC水平的动态变化，可为脑出血预后及临床降压治疗提供评估预测价值。

脑出血；基质金属蛋白酶；氧化应激；预后

脑出血是神经外科常见疾病之一，其往往发病急骤，病情变化迅速，有较高的病死率和致残率，严重威胁患者生命健康[1-2]。脑出血可在脑组织中形成血肿占位，对血肿周围脑组织产生直接损伤。同时，脑组织在出血后可导致局部血流发生变化，脑组织局部水肿，引起炎性因子、凝血酶和细胞因子等一系列继发性改变，均可对脑组织产生损伤。近年有研究发现，基质金属蛋白酶(MMP)和氧化应激产物在脑出血的继发性损伤中发挥重要作用[3-5]。但二者的联合动态监测在脑出血的病理生理过程中的作用研究报道较少。本研究监测了脑出血患者血清MMP和氧化-抗氧化因子的动态变化，旨在探讨二者联合监测在脑出血后神经损伤中的作用及其临床意义。

1 资料与方法

1.1 一般资料选取2012年1月至2014年12月于贵州航天医院神经外科住院治疗的急性高血压脑出血患者48例，所有患者均符合以下纳入标准：(1)均符合全国第四届脑血管病学术会议制订的关于急性脑出血的诊断标准，并经颅脑 CT或MRI确诊；(2)均为首次出血，且发病6 h内人院；(3)出血量基底节区小于30 mL，脑叶小于20 mL，小脑小于10 mL。入院时根据脑 CT 片按照多田氏公式计算出血量：出血量(mL)=π/6×长×宽(cm)×高(cm)；且所有患者均拒绝接受手术或神经介入治疗，仅给予保守治疗；(4)呼吸、循环功能稳定；(5)患者或其家属签署《知情同意书》。排除标准：(1)合并恶性肿瘤、肝肾功能不全、免疫系统疾病、脑梗死、脑血管畸形和颅脑外伤等疾病者；(2)近期有感染情况或入院后合并感染者；(3)应用影响免疫功能的药物，尤其是皮质类固醇药物。脑出血组48例患者中男30例，女18例，年龄42～79岁，平均(61.3±14.5)岁。出血部位：基底节区者31例，脑叶者12例，小脑者5例。出血量4.5～27.2 mL，平均(16.3±5.7)mL。48例脑出血患者中，≤45岁组8例，46～65岁组16例，≥66岁组24例。根据高血压分级标准，48例脑出血患者包括Ⅰ级高血压(140～159/90～99 mm Hg)组10例，Ⅱ级高血压(160～179/100～109 mm Hg)组15例，Ⅲ级高血压(≥180/110 mm Hg)组23例。根据神经功能缺损程度48例患者分为轻度组15例，中度组20例，重度组13例。同时选取60例同期于本院行健康查体者作为对照组，其中，男40例，女20例，年龄40～77岁，平均(59.4±13.1)岁。两组在年龄、性别构成方面比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 方法所有患者入院时均按照统一的调查表记录年龄、性别、高血压病史(年)、意识障碍程度，均进行详细的神经系统检查，评估神经功能缺损程度(CSS)评分。所有脑出血患者于当时行头颅CT检查，并于5～7 d后复查头颅CT。脑出血组患者分别在入组时及发病后第6、12、24、48、72、120 h，7、14 d清晨空腹抽取肘正中静脉血2～3 mL，2 500 r/min离心8～10 min，取血清置于-27 ℃冰箱保存待检。对照组清晨空腹采血，标本处理同上。神经功能缺损评分表参照第四次全国脑血管病学术会议制订的脑卒中患者临床神经功能缺损程度评分标准。治疗上所有患者均采用的常规内科治疗：脱水降颅内压，控制血压，控制血糖，营养神经等。

1.3 观测指标

1.3.1 氧化应激产物测定比较对照组入组时、脑出血组入组时及发病后6、12 、24、48 h 血清丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)、氧化-抗氧化因子(T-AOC)。其中血清MDA含量测定采用硫代巴比妥酸比色(TBA)法，血清SOD测定采用黄嘌呤氧化酶法，T-AOC测定采用菲啉类物质比色法。检测仪器为752型分光光度计(上海精密仪器制造有限公司)所有试剂盒均购自南京建成生物工程研究所，操作步骤严格按照试剂盒说明书进行。比较不同发病时间、年龄段、血压分级段、不同神经功能缺损程度上述因子水平的差异。其中按临床神经功能缺损程度将ICH患者分为轻度：0～15分，中度：16～30分，重度：31～45分。

1.3.2 血清基质金属蛋白酶测定比较酶联免疫吸附法测定脑出血组患者发病后6、12、24、48、72 h，7、14 d检测血清MMP-2、MMP-9水平。试剂盒购自南京建成生物工程研究所。

2 结果

2.1 脑出血后血清MDA、SOD、T-AOC的动态变化入组时血清MDA、SOD、T-AOC水平比较，脑出血组血清SOD、T-AOC低于对照组，而MDA高于对照组，差异均有统计学意义(P<0.01)，见表1。随发病时间的延长，脑出血组血清SOD、T-AOC水平均呈逐渐下降趋势，MDA水平呈逐渐升高趋势。其中血清SOD水平均低于对照组(P<0.01)。血清T-AOC水平于发病6h高于对照组，而后呈逐渐下降趋势，至24h后血清T-AOC水平与对照组比较，差异有统计学意义(P<0.01)，血清MDA水平发病6h时低于对照组，后呈逐渐升高趋势，至48h时又高于对照组，差异有统计学意义(P<0.01)，见表2。

2.2 脑出血后血清MDA、SOD、T-AOC水平在与患者年龄的关系入组时脑出血组各年龄段SOD、T-AOC水平均显著低于对照组(P<0.05)，随年龄增长，SOD、T-AOC呈降低趋势(P<0.05)。MDA随年龄增长呈逐渐升高趋势(P<0.01)，≤45岁组血清MDA与对照组差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

表1 脑出血患者与对照组血清MDA、SOD、T-AOC水平比较

表2 对照组与脑出血患者不同时间血清MDA、SOD、T-AOC的比较

a：P<0.01，与对照组比较；b：P<0.01，与同组6、12h比较；c：P<0.01，与同组24h比较；d：P<0.01，与同组48h比较。

表3 脑出血患者与对照组血清MDA、SOD、T-AOC水平比较

a：P<0.05，与对照组比较；b：P<0.01，与小于或等于45岁比较。

2.3 血清MDA、SOD、T-AOC水平与血压分级的关系随血压水平的升高，SOD、T-AOC呈降低趋势(P<0.05)，MDA呈逐渐升高趋势(P>0.05)，各血压分级组之间差异均有统计学意义(P<0.05)，见表4。

表4 脑出血患者与对照组血清MDA、SOD、T-AOC水平与血压分级比较

a：P<0.05，与对照组比较；b：P<0.01，与Ⅰ级高血压比较；c：P<0.01，与Ⅱ级高血压比较。

2.4MDA、SOD、T-AOC水平与脑出血患者不同神经功能缺损程度的关系随神经功能缺损程度的加重，SOD、T-AOC呈降低趋势(P<0.05)，MDA呈逐渐升高趋势(P>0.05)，见表5。

表5 脑出血患者与对照组MDA、SOD、T-AOC水平比较

a：P<0.05，与对照组比较；b：P<0.01，与轻度组比较。

2.5 血清MMP-9、MMP-2蛋白表达的动态变化由图2，脑出血组患者血清MMP-9、MMP-2水平在脑出血后开始上升，至120h达最高值，后又逐渐下降，至14d仍显著高于对照组(P<0.05)，见表6。

表6 脑出血患者与对照组血清中MMP-9、MMP-2 蛋白表达的比较

a：P<0.01，与对照组比较。

2.6MMP-9 、MMP-2和氧化应激产物、年龄、血压水平、神经功能缺损程度的相关性将两组发病6h时血清MMP-9 、MMP-2与氧化应激产物、年龄、血压水平、神经功能缺损程度进行相关分析，结果显示，MMP-9 、MMP-2均与血清SOD、T-AOC呈负相关(P<0.05)，与MDA、年龄、血压分级、神经功能缺损程度呈正相关(P<0.05)。

表7 MMP-9 、MMP-2和氧化应激产物、年龄、血压水平、神经功能缺损程度的相关性

3 讨论

急性脑出血是神经外科的常见病，好发50～60岁的男性人群，高血压、颅脑外伤、脑血管异常(如蛛网膜下腔出血)等多种原因均可导致脑出血的发生[6-8]，但高血压脑出血是临床最常见的类型。由于患者患有高血压，导致脑血管发生病变，从而导致脑出血的发生。研究发现，高血压脑出血患者脑组织中氧自由基异常增多，导致氧化应激反应增强，引起继发性脑水肿，导致脑出血继发性损伤加重。因此，氧化应激可能在脑出血患者脑损伤加重过程中发挥重要作用。

MDA是常见的氧化应激标志物之一，MDA可在人体内自然形成，参与机体的脂质过氧化反应，对机体产生极大毒性损害，通过检测MDA水平可准确判断人体体内脂质过氧化反应的速度与程度，从而推测自由基对脑组织的损伤情况[9]。SOD是一种含有金属元素的活性蛋白酶，具有高度专一性，可反应机体对氧自由基的清除能力。T-AOC，即总抗氧化能力，是指生物体内存在的酶类与非酶类的具有抗氧化能力的物质的总称，测量T-AOC的水平可预测机体自身抗氧化能力的大小。SOD和T-AOC的水平能够反映出机体对自由基破坏时的应对水平。研究发现，当人体发生脑卒中时，脑组织中的内源性抗氧化物平衡被破坏，脑组织水肿并处于缺氧状态，进而可产生大量自由基[10-11]，为了应对氧自由基的破坏，机体启动抗氧化酶系统来清除自由基，从而导致SOD和T-AOC水平迅速下降。

本研究结果显示，急性脑出血组入组时血清SOD、T-AOC显著低于对照组，而MDA显著高于对照组，说明，急性脑出血时机体存在抗氧化能力下降，氧化应激反应增强，从而可能导致神经细胞的氧化应激损伤，而机体内氧化因子与抗氧化因子动态平衡的破坏是脑出血时神经损伤的发生机制之一。

本文进一步分析了脑出血后血清SOD、T-AOC、MDA的动态变化，并比较了上述指标与患者年龄、高血压分级、神经功能缺损程度之间的关系。结果显示，随发病时间的延长，脑出血组血清SOD水平呈逐渐下降趋势，且均低于对照组(P<0.01)。血清T-AOC水平于发病12h内显著高于对照组，而后又呈逐渐下降趋势，至24h后血清T-AOC水平与对照组差异显著(P<0.01)，血清MDA水平以12h内水平最低，后呈逐渐升高。上述指标的动态变化趋势提示：在脑出血急性期脑细胞内氧化一抗氧化物平衡被打破，脑组织处于低氧状态下产生大量自由基，此时机体动员体内的抗氧化酶系统来清除自由基，从而出现T-AOC在12h内的短暂升高。后机体抗氧化能力减弱，参与了脑出血神经损伤的进展过程。进一步提示脑出血发病12h内积极干预将可能减轻患者的神经损伤程度。进一步比较不同年龄、高血压分级、神经功能缺损程度之间血清SOD、T-AOC、MDA水平，结果显示，随年龄的增大、高血压分级的增长、神经功能缺损程度的加重，SOD、T-AOC均呈降低趋势(P<0.05)，MDA均呈逐渐升高趋势(P>0.05)，说明脑出血发生后机体氧化-抗氧化的失衡与患者年龄、血压水平密切相关，高龄、血压升高可能加重脑组织的氧化应激损伤，并可能影响患者神经功能缺损程度，因此通过控制血压，特别是高龄患者，将可能减轻患者的神经损伤，从而改善预后。

MMPs参与细胞外基质(ECM)降解的一组关键蛋白酶，而ECM是构成血管基底膜并保证血管完整性的重要组分[12-13]。正常脑组织中，微血管内皮细胞和星形细胞均可分泌无活性的MMP-2和MMP-9。多项研究结果显示，当脑组织发生缺血/再灌注损伤时，MMP-2和MMP-9水平可显著高于高于正常，促进脑水肿的产生和进展[14-15]，而运用MMP-9单克隆抗体治疗后，脑水肿显著减轻，脑梗死面积明显缩小。另有研究发现[16]，脑出血患者发病24h内的血清MMP可显著升高，且其升高程度与颅脑出血造成的血肿及其周围水肿大小有关。而运用MMP-9抑制剂后，脑组织水肿明显减轻。本研究结果显示，急性脑出血患者血清MMP-9、MMP-2水平在脑出血后开始上升，至120h达最高值，后又逐渐下降，至14d仍高于对照组(P<0.05)。因此，认为MMPs可能参与了颅脑出血后脑水肿的形成[17]。

氧化应激反应和MMPs均是脑出血后脑损伤的重要环节，进一步分析二者的关系，结果显示，MMP-9、MMP-2均与血清SOD、T-AOC呈负相关，与MDA、年龄、血压分级、神经功能缺损程度呈正相关(P<0.05)。提示氧化应激反应和MMPs可能相互作用，形成恶性循环，加重脑组织损伤。

综上，炎性因子MMPs与脑出血后的氧化应激反应相互影响，互为促进。通过动态监测脑出血后MMPs与氧化应激产物的变化可评估脑出血神经损伤程度及预后，而通过积极干预提高SOD水平，降低炎性因子、MDA水平，有可能为脑出血的治疗提供新的途径。

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