高压氧治疗一氧化碳中毒迟发脑病的疗效分析及其机制研究

万琛宜，黄招君，杨乐

（南昌大学第一附属医院 神经内科，江西 南昌330006）

碳物质燃烧时会生成无色、无臭、无刺激性气体一氧化碳CO，其吸入人体后易引起中毒并对大脑造成损伤，从而导致头晕、恶心、全身无力、昏迷。虽然治疗后上述症状发生好转，但有研究表明，0.2%～47.0%患者在经历2～60 d 的“假愈期”后会出现失语、认知障碍、急性痴呆等症状，这一系列综合表现被称作CO 中毒迟发性脑病（delayed encephalopathy after CO poisoning, DEACMP）[1]。DEACMP 的发病机制被认为是CO 由呼吸道进入人体后与血红蛋白发生反应，生成碳氧血红蛋白（carbonyl hemoglobin, CoHb），从而导致机体缺氧，给人体中枢神经系统带来严重影响。

高压氧治疗CO 中毒是国内外推荐的方法之一，虽然频率、疗程尚无统一标准，但应用较广泛，但是高压氧治疗DEACMP 的疗效是非确定性的[2]。信号通路作为一种细胞发生某种反应的传递信息，近年来在多种疾病中报道，可能有助于研究高压氧治疗DEACMP 的发生机制[3]。本研究对90 例DEACMP 患者进行临床调查，探讨高压氧对DEACMP 患者Toll样受体4（Toll-like receptor 4,TLR4）/核转录因子-κB（nuclear factor-κB, NF-κB）信号通路及后续疗效的作用，并报道如下。

1 资料与方法

1.1 研究对象

选取2018年10月—2019年10月在南昌大学第一附属医院神经内科就诊的DEACMP 患者90 例。根据抽中奇偶数的结果将患者分成两组，偶数患者作为实验组，奇数患者作为对照组，每组45 例。实验组男性26 例，女性19 例；年龄58～75 岁，平均（62.31±4.31）岁；CO 中毒时昏迷时间2～48 h，平均（18.64±3.15）h；假愈期2～60 d，平均（32.54±5.14）d；病程3～70 h，平均（32.15±4.67）h；对照组男性24 例，女性21 例；年龄56～73 岁，平均（61.85±4.26）岁；CO 中毒时昏迷时间2～46 h，平均（18.20±3.01）h；假愈期2～60 d，平均（33.68±5.36）d；病程3～72 h，平均（31.89±4.54）h；两组上述指标比较，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。本研究经医院伦理委员会审批通过，患者及其家属均知情同意。

1.2 纳入与排除标准

1.2.1 纳入标准 ①参照DEACMP 诊断标准，有CO 中毒史和明确的假愈期[4]；②年龄56～75 岁；③DEACMP 病程≤72 h，格拉斯哥昏迷评分[5]＞8 分。

1.2.2 排除标准 ①伴有帕金森症、阿尔茨海默症、反应性精神病等认知障碍性疾病；②预计生存期≤6 个月；③心、肝、肾功能异常；④合并感染患者；⑤合并脑卒中等其他影响脑器官及日常活动能力的疾病。

1.3 治疗方法

1.3.1 对照组 采取常规治疗，在发病早期促进患者脑细胞营养代谢，予以改善脑血液循环药物[血塞通（广西梧州制药集团股份有限公司，国药准字Z20025652）500 mg/次，1 次/d]；静脉滴注地塞米松（武汉久安药业有限公司，国药准字H42020896）10 mg/d，持续1 个月以上；静脉注射银杏叶提取物注射液（中豪国际有限公司，国药准字H20181022）1 次/d。15 d 后根据患者恢复情况调整用药方案。恢复期给予针灸、按摩，肢体功能锻炼等。

1.3.2 实验组 在对照组基础上使用高压氧治疗，压力0.2 MPa，持续20 min，稳压后吸100%纯氧约80 min，稳压吸氧期间休息2 次，约5 min/次，然后持续减压约20 min，1 次/d。采用烟台宏远氧业公司生产的GY3400 型高压氧舱，10 d 为1 个疗程，1 个疗程后根据患者恢复情况再调整。

1.4 观察指标

1.4.1 临床疗效 比较两组患者治疗3 个月后的临床疗效。将临床疗效分为：①痊愈，患者临床体征消失，脑电图检查显示正常，生活可以自理；②好转，患者部分症状体征消失或减轻，脑电图检查显示轻度异常或中度正常，部分活动需要照顾者帮助）；③无效，患者病情无好转，脑电图检查显示重度异常，生活无法自理）[6]。总有效率（%）=（痊愈例数+好转例数）/总例数×100%。

1.4.2 TLR4/NF-κB 信号通路 比较两组患者治疗前后TLR4/NF-κB 信号通路的表达，分别采集患者治疗前及治疗3 个月后空腹静脉血10 ml，2 000 r/min 离心后进行细胞培养，采用实时荧光定量聚合酶链反应（quantitative real-time polymerase chain reaction, qRT-PCR）检测TLR4 mRNA 的表达。TLR4 mRNA 相对表达量为TLR4 与β-action 条带灰度值的比值。采用Western blotting 检测NF-κB p65蛋白的表达。兔抗人磷酸化NF-κB p65 抗体、β-action 抗体购自美国Abcam 公司，TLR4 单克隆抗体购自美国Biolegend 公司。

1.4.3 洛文斯顿作业治疗用认知评定量表（Lovins cognitive rating scale for occupational therapy,LOTCA）、日常生活能力量表（activity of daily living scale, ADL）、Wahlund 改良脑白质疏松分级量表（Wahlund modified leukoaraiosis rating scalem ARWMC）评分 比较两组患者治疗前后LOTCA[7]、ADL[8]、ARWMC[9]评分的变化。LOTCA 评分分别从定向力、知觉、视组织运动、思维运作及注意力5 个方面进行评定，共21 个测评项。除思维运作有3 项满分为5 分，余者每项满分皆为4 分，分数越低表示其认知障碍越严重。ADL 评分从进食、入厕、大小便控制、修饰、洗澡、转椅床椅、步行、洗澡、上下楼梯10 个项目进行评定，每项满分10 分，总分越高其生活自理能力越好。ARWMC 评分可依照不同时间点获取的影像图像进行判定，分别从两侧脑组织重要组成部分的局部破坏情况进行分析，满分30 分，总分＞10 分时为严重的脑白质疏松，总分越低其脑白质疏松程度越轻微。本研究均由专业医师（对本研究不知情）于治疗前及治疗3 个月后对患者进行评估。

1.4.4 预后评分 比较两组患者治疗后3 个月、6 个月和12 个月预后评分的变化。预后评分采用改良Rankin（improved Rankin, mRS）评分[10]，mRS 评分依照患者病后生活状态来计算分数，0 分表示无明显障碍；1 分为有轻微症状但无明显功能障碍；6 分表示患者已无生命体征。mRS ≤2 分表示预后良好。

1.5 统计学方法

数据分析采用Epi Data 3.1 和SPSS 17.0 统计软件。计量资料以均数±标准差（±s）表示，用t检验或重复测量设计的方差分析，进一步两两比较用LSD-t检验；计数资料以率（%）表示，用χ2检验。P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组临床疗效比较

两组总有效率比较，经χ2检验，差异有统计学意义（χ2=5.000，P=0.025），观察组高于对照组。见表1。

表1 两组临床疗效比较 [n=45，例（%）]

2.2 两组患者治疗前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相对表达量的变化

两组患者治疗前后TLR4 mRNA、NF-κB p65 相对表达量的差值比较，经t检验，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组大于对照组。见表2。

表2 两组患者治疗前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相对表达量的差值比较 （n=45，±s）

表2 两组患者治疗前后TLR4 mRNA、NF-κB p65相对表达量的差值比较 （n=45，±s）

组别实验组对照组t 值P 值TLR4 mRNA 1.04±0.21 0.92±0.18 2.910 0.005 NF-κB p65 0.29±0.05 0.20±0.04 9.429 0.000

2.3 两组患者治疗前后各项评分的变化

两组患者治疗前后LOTCA、ADL 及ARWMC 的差值比较，经t检验，差异有统计学意义（P＜0.05），实验组治疗前后LOTCA、ADL 的差值大于对照组，ARWMC 的差值小于对照组。见表3。

表3 两组治疗前后各项评分的差值比较（n=45，分，±s）

表3 两组治疗前后各项评分的差值比较（n=45，分，±s）

组别实验组对照组t 值P 值LOTCA 26.35±3.35 20.39±2.79 9.171 0.000 ADL 32.28±4.10 27.35±3.35 6.246 0.000 ARWMC 4.79±2.38 6.35±2.29 3.168 0.002

2.4 两组患者不同时间点mRS评分的变化

实验组与对照组患者治疗后3 个月、6 个月、12 个月mRS 评分比较，采用重复测量设计的方差分析，结果：①不同时间点mRS 评分有差异（F=122.783，P=0.000）；②实验组与对照组mRS 评分有差异（F=43.885，P=0.000）；③两组mRS 评分变化趋势有差异（F=66.939，P=0.000）。见表4。

表4 两组患者不同时间点mRS评分比较（n=45，分，±s）

表4 两组患者不同时间点mRS评分比较（n=45，分，±s）

注：①与治疗后3个月比较，P ＜0.05；②与治疗后6个月比较，P ＜0.05。

组别实验组对照组t 值P 值治疗3个月3.47±0.57 3.72±0.54 2.136 0.036治疗6个月2.81±0.48①3.04±0.51①2.203 0.030治疗12个月1.98±0.24①②2.57±0.35①①9.326 0.000

3 讨论

CO 中毒后，脑组织自由基生成增加，脂质过氧化，从而损伤线粒体；大量生成的自由基引起髓鞘碱蛋白的修饰，激活自身免疫系统，导致髓鞘脱失，T 淋巴细胞活化，释放炎症因子，最终引起脑血管病变[11]。TLR4 作为人类发现的第1 个TLR 蛋白，与临床上许多炎症性疾病关系密切，其受体与病原相关分子模式结合，利用信号传导激活NF-κB，调控下游炎症基因，增强机体炎症因子的表达，促进机体多种器官炎症性疾病的发生、发展[12]。

本研究中观察组总有效率高于对照组，提示高压氧治疗DEACMP 临床疗效更好。李哲等[13]研究高压氧改善患者临床疗效的机制，认为高压氧治疗能增加血氧分压，改善大脑缺氧症状，减轻脑水肿的恶性循环，相同时间内增快神经纤维髓鞘活性，使血管因缺氧而造成的损伤得到修复，并成功形成侧支循环，增强微血栓生成的抑制效果，激活中枢神经生化过程。这也证实了高压氧可增强生命体抗氧化能力，尽快恢复大脑功能，减少神经细胞的变质及凋亡，改善患者症状。

本研究中实验组治疗前后TLR4 mRNA、NF-κB p65 相对表达量的差值大于对照组，提示高压氧可能通过改善TLR4/NF-κB 信号通路来提高治疗效果。DEACMP 患者大脑通常存在微循环功能障碍，神经细胞凋亡及氧化应激等病理生理改变，引起炎症级联反应，而TLR4/NF-κB 信号通路也参与了免疫信号传递和炎症因子释放的过程[14]。TLR4 主要在抗原呈递细胞及一些实质细胞中表达。在中枢神经系统中，TLR4 主要分布在小胶质细胞和神经元表面，可在一系列反应下激活NF-κB 并暴露核定位信号，促使NF-κB 活化并进入细胞核启动转录，诱导产生肿瘤坏死因子α（Tumor necrosis factor alpha,TNF-α）、白细胞介素1β（interleukin-1β, IL-1β）、IL-6、IL-8、IL-12，从而促进外周炎症细胞向缺血脑组织移动、黏附和浸润，加重组织损伤。高压氧通过提高脑组织氧含量和氧分压，增加脑组织毛细血管的弥散距离，减少细胞变性坏死，提高超氧化物歧化酶活性，加强清除自由基和抗氧化能力，纠正因无氧酵解产生的酸中毒，从而逆转神经细胞损伤，降低炎症因子水平，实现对TLR4/NF-κB 信号通路的调控[15]。

本研究中实验组治疗前后LOTCA、ADL 的差值大于对照组，ARWMC 的差值小于对照组，提示高压氧治疗可显著减轻患者认知障碍，提高生活自理能力，且可以逆转脑组织损伤。CO 中毒后，血脑屏障呈非特异性炎症状态，高压氧治疗可明显增强其通透性，降低由氧成分不足而对脑神经器官产生的破坏，促进脑功能逐渐恢复，改善认知功能[16]。

本研究中实验组与对照组治疗后3 个月、6 个月和12 个月mRS 评分有差异，提示高压氧治疗可显著改善患者预后。方建飞等[17]研究证实，较长时间的高压氧治疗能使病情得到较有效恢复，远期预后良好，与本研究结果相符。

综上所述，高压氧可改善DEACMP 患者TLR4/NF-κB 信号表达，同时缓解其大脑缺氧状态，提高临床疗效，且远期预后良好，值得临床推广。