急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病患者血清胰島素樣生長因子-1水平及其臨床意義研究

顧家鵬，王冀康，張 萍，顧仁駿，李 靜，潘 登，衣學(xué)偉，史 玫，高 琦，李艷麗

急性一氧化碳中毒(acute carbon monoxide poisoning,ACMP)是臨床上比較常見的一種中毒，可造成以腦及心臟功能損害為主的全身各系統(tǒng)的損傷[1]。10%～30%的患者于ACMP癥狀消失以后，經(jīng)過數(shù)至數(shù)周表現(xiàn)正常或基本正常的間歇期，再次出現(xiàn)以急性癡呆為主的一組神經(jīng)精神癥狀，稱為急性一氧化碳中毒后遲發(fā)性腦病(delayed encephalopathy after acute carbon monoxide poisoning,DEACMP)[2]。DEACMP的發(fā)病過程與腦缺血缺氧損傷以及再灌注損傷非常相似。胰島素樣生長因子-1(insulin like growth factor-1，IGF-1)是一種神經(jīng)營養(yǎng)因子，屬于保護性因子，可從血液中快速透過血-腦脊液屏障(BBB)，移行至腦損傷區(qū)以阻滯腦水腫的形成，在腦損傷過程中發(fā)揮著重要的病理生理作用。Schwab等[3]及鄔英全等[4]的研究均表明，急性腦梗死患者外周血中的IGF-1水平明顯降低。李京京等[5]發(fā)現(xiàn)急性高血壓性腦出血患者神經(jīng)功能缺損程度與血清IGF-1水平呈負相關(guān)，血清IGF-1水平是判斷患者病情轉(zhuǎn)歸的重要生物學(xué)指標。本研究在課題組前期研究的基礎(chǔ)上[6-8]，對DEACMP患者急性期和恢復(fù)期血清IGF-1水平進行測定，并與ACMP后未發(fā)生DEACMP的患者及正常人群進行比較，分析DEACMP患者IGF-1水平變化的特點及其與病情變化的關(guān)系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

1.1.1 DEACMP組 選擇2007年11月—2008年6月新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院、新鄉(xiāng)市中心醫(yī)院和新鄉(xiāng)市第一人民醫(yī)院住院的DEACMP患者。入組標準：符合趙向智等[2]的DEACMP診斷標準；日常生活能力量表(ADL)總分≥40分；常識-記憶-注意測驗(IMCT)總分≤12分；長谷川癡呆量表(HDS)總分≤16分；年齡≥40歲；住院時間≥30 d；均在住院期間收集血標本、檢測智力量表(均≥2次)。

符合入組標準者共33例，男18例，女15例；年齡44～83歲，平均(58.2±9.0)歲。文化程度：文盲10例，小學(xué)10例，中學(xué)及以上13例。ACMP時伴發(fā)意識障礙史，意識障礙持續(xù)時間2～72 h，平均(16.0±15.1)h；其中≤12 h者18例，13～48 h者14例，>48 h者1例。間歇期(急性中毒昏迷清醒后到出現(xiàn)遲發(fā)性腦病癥狀的時間)7～45 d，平均(20.2±9.4)d；其中≤20 d者19例，≥21 d者14例。33例患者均行顱腦CT檢查：正常2例，大腦白質(zhì)廣泛低密度灶影24例，蒼白球局限性低密度病灶27例；腦電圖檢查：局灶異常6例，輕度廣泛異常4例，中度廣泛異常13例，重度廣泛異常10例。

1.1.2 ACMP組 選擇同期上述3家醫(yī)院門診和住院處的ACMP患者。入組標準：符合ACMP診斷標準(GB 8781-88)；年齡≥40歲；ACMP時有意識障礙；血清碳氧血紅蛋白水平在10%以上；均進行高壓氧及常規(guī)藥物治療(如給予擴張血管藥、神經(jīng)細胞活化劑)，經(jīng)治療后皆為痊愈。痊愈后隨訪時間≥90 d，均未發(fā)生DEACMP。

符合入組標準者32例，男17例，女15例；年齡41～80歲，平均(57.6±9.0)歲。文化程度：文盲8例，小學(xué)13例，中學(xué)及以上11例。均有意識障礙史，意識障礙持續(xù)時間1～40 h，平均(8.7±8.4)h；其中≤12 h者24例，13～48 h者8 例。32例均行顱腦CT檢查：蒼白球局限性低密度病灶6例，大腦白質(zhì)彌散性低密度影5例，正常22例。

1.1.3 正常對照組 選擇同期在新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院進行健康體檢者。入組標準：既往無明顯的腦部疾病史及神經(jīng)系統(tǒng)陽性癥狀、體征；無嚴重的心、肝、腎等疾病和糖尿病病史；生化檢測無明顯異常；年齡≥40歲。符合入組標準者32例，男15例，女17例；年齡45～76歲，平均(60.3±9.7)歲。文化程度：文盲8例，小學(xué)10例，中學(xué)及以上14例。

3組對象均排除以下情況：糖尿病、營養(yǎng)不良、內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤、物質(zhì)依賴及其他精神疾病；明顯的心、肺、肝、腎疾病或功能不全；有食物和藥物過敏史；曾用過激素和免疫抑制劑；月經(jīng)、妊娠及哺乳期婦女；近6個月內(nèi)曾進行過預(yù)防接種；近半個月內(nèi)曾有感染史；肝功能、腎功能、血常規(guī)等檢測指標有明顯異常；近半個月內(nèi)曾食用影響IGF-1的食物或服用影響IGF-1的藥物者。經(jīng)新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院倫理委員會批準，全部入組對象或其法定監(jiān)護人皆簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 標本采集 DEACMP組患者第1次取血于入院后第2天〔即在DEACMP病程的4～14 d，平均(8.1±2.9)d〕進行，第2次取血于出院前〔即在DEACMP病程的38～125 d，平均(63.4±22.7)d〕進行，兩次取血間隔時間≥30 d。ACMP患者于急性中毒昏迷完全清醒后1 d內(nèi)取血；正常對照組于體檢同天取血。全部受檢者皆于早晨6：00～8：00抽取空腹肘靜脈非抗凝血5 ml，離心后留取血清2～3 ml，立即置于-70 ℃低溫冰箱中保存待測。

1.2.2 智力量表檢測 在抽取血標本的同一天對DEACMP患者進行ADL、IMCT和HDS量表檢測，由同一位神經(jīng)內(nèi)科主治醫(yī)師進行。

1.2.3 IGF-1測定 試劑盒購自大連泛邦化工技術(shù)開發(fā)有限公司(進口分裝，每板96孔)。方法：采用ELISA法，按照試劑盒說明書對待測標本進行檢測，本課題全部標本檢測皆在河南省生物精神病學(xué)重點實驗室進行。

2 結(jié)果

2.1 DEACMP組急性期(入院后第2天取血)、ACMP組和正常對照組血清IGF-1水平比較 3組受檢者血清IGF-1水平間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(F=2.927，P=0.023)，其中DEACMP組急性期血清IGF-1水平低于正常對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；DEACMP組急性期與ACMP組比較，ACMP組與正常對照組比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05，見表1)。

2.2 DEACMP組急性期、恢復(fù)期血清IGF-1水平比較 DEACMP組恢復(fù)期血清IGF-1水平為(187.69±92.46)μg/L，急性期血清IGF-1水平為(136.10±51.51)μg/L，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(t=2.80，P<0.05)。

2.3 DEACMP組急性期、恢復(fù)期3個智力量表評分比較 DEACMP組急性期、恢復(fù)期3個智力量表評分比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，見表2)。

2.4 DEACMP組急性期、恢復(fù)期IGF-1水平動態(tài)變化與3個智力量表評分的線性相關(guān)性分析 先算出DEACMP組患者各個智力量表和血清IGF-1水平兩次檢測的差值，之后進行兩兩之間的相關(guān)性分析。DEACMP組中ADL與IGF-1水平呈負相關(guān)(r=-0.377，P=0.030)，TGF-1水平與HDS、IMCT間無直線相關(guān)性(r=-0.043、-0.205，P>0.05)。

Table1 Comparison of serum IGF-1 among DEACMP group at acute stage,ACMP group and normal controls

組別例數(shù)IGF-1DEACMP組33136.10±51.51*ACMP組32156.51±93.13 正常對照組32192.91±145.97 F值2.927P值0.023

注：IGF-1=胰島素生長因子-1；與正常對照組比較，*P<0.05

Table2 Comparison of ADL，HDS and IMCT in DEACMP group at acute and convalescent stages

DEACMP組ADLHDSIMCT急性期45.21±9.69 8.26±6.31 9.91±7.52 恢復(fù)期33.67±13.6215.91±10.8319.06±10.37t值3.9673.5064.103P值0.0000.0010.000

注：ADL=日常生活能力量表，HDS=長谷川癡呆量表，IMCT=常識-記憶-注意測驗

3 討論

IGF-1是由Salmon和Danghday在1957年首先發(fā)現(xiàn)，最初稱為硫化因子，此后由于其對生長發(fā)育有重要的生理功能，故又被命名為生長介素。同時由于其和胰島素具有結(jié)構(gòu)同源性，并在人體眾多組織細胞中表現(xiàn)出與胰島素類似的作用而得名[9]。IGF-1是一種非選擇性的營養(yǎng)因子，在機體內(nèi)具有促進物質(zhì)代謝、細胞分裂增殖和生長發(fā)育的作用[10]。體內(nèi)幾乎所有的組織、細胞均可以分泌IGF-1，中樞神經(jīng)系統(tǒng)本身也能分泌 IGF-1，IGF-1、IGF-1受體、IGF-1結(jié)合蛋白在大腦、腦干、小腦、海馬、紋狀體和嗅球均有廣泛分布[11]。IGF-1在神經(jīng)系統(tǒng)的生存、增殖、分化、髓鞘的形成和營養(yǎng)信號傳導(dǎo)通路的調(diào)控方面具有重要作用[10,12]。血液中的IGF-1能迅速通過BBB，移行至腦損傷區(qū)以阻止腦水腫的形成，繼而產(chǎn)生神經(jīng)保護作用[10]。

缺血缺氧性腦損傷后，IGF-1及其受體表達增多，以修復(fù)損傷的神經(jīng)元[13]。Harada等[14]和趙仁亮等[15]報道，血漿IGF-1水平變化在帕金森病及伴發(fā)癡呆患者的發(fā)病過程中發(fā)揮一定作用。血漿IGF-1水平越低，患者的認知損害程度越重，神經(jīng)營養(yǎng)支持的缺乏可能是帕金森病患者腦部多巴胺能和膽堿能神經(jīng)元變性的原因之一，因此IGF-1還在改善認知功能方面具有重要作用。正常情況下，生長激素(GH)通過肝細胞上的GH受體加速肝細胞IGF-1基因的表達，促進IGF-1的合成和分泌。有報道顯示，腦損害能導(dǎo)致內(nèi)分泌系統(tǒng)的明顯異常，腦外傷后人體對GH的需求量明顯增多，器官組織內(nèi)的GH分布改變和代謝清除率提高，均能改變血液中IGF-1水平[16]。有作者認為可能與下丘腦-垂體-腺軸的損害或功能失常導(dǎo)致GH水平降低有關(guān)。盧秀芳等[6]和顧欣等[7]報道，DEACMP患者急性期血清皮質(zhì)醇水平較ACMP組和正常對照組明顯增高，促腎上腺皮質(zhì)激素水平較ACMP組明顯增高，促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素水平較正常對照組明顯增高，具有一定的特征性；并且DEACMP患者恢復(fù)期血清皮質(zhì)醇及促腎上腺皮質(zhì)激素釋放激素水平較急性期明顯降低。說明DEACMP的發(fā)生機制與神經(jīng)內(nèi)分泌有關(guān)，激素參與該病的病理生理學(xué)過程。

本研究發(fā)現(xiàn)，DEACMP患者急性期血清IGF-1水平較正常對照組明顯降低，恢復(fù)期血清IGF-1水平明顯高于急性期，提示IGF-1參與DEACMP腦損傷的病理生理過程。作者分析出現(xiàn)此結(jié)果有以下幾種可能：(1)DEACMP患者急性期存在下丘腦-垂體-腺軸功能紊亂，使GH分泌降低，導(dǎo)致血中IGF-1水平降低；(2)腦組織發(fā)生損傷，BBB通透性增加，IGF-1在人體內(nèi)再分布，血液循環(huán)中的IGF-1可透過BBB移至腦內(nèi)，對受損傷的神經(jīng)細胞起保護作用。本研究還發(fā)現(xiàn)，DEACMP患者急性期和恢復(fù)期血清IGF-1水平與ADL評分間存在負相關(guān)，提示血清IGF-1水平可作為臨床轉(zhuǎn)歸、療效判定的指標之一。有關(guān)IGF-1的神經(jīng)保護作用目前仍處于動物實驗階段，具體機制尚待進一步研究。隨著臨床試驗的開展，推測IGF-1有可能作為腦保護劑用于缺血缺氧性疾病的治療。

IGF-1是一種與胰島素類似的生長因子，作為一種多功能的營養(yǎng)因子，可能對多種凋亡誘導(dǎo)因子作用的細胞具有保護作用。國內(nèi)外學(xué)者在研究IGF-1對腫瘤壞死因子-α(TNF-α)處理的大鼠心肌細胞存活率的影響時發(fā)現(xiàn)，IGF-1 對TNF-α誘導(dǎo)的大鼠心肌細胞凋亡具有保護作用，其保護機制多與Akt/mTOR和PI3K-AKT等通路有關(guān)[17-19]。因IGF-1可能具有抑制缺血缺氧性腦損傷后引起的細胞凋亡、促進海馬的神經(jīng)細胞和血管再生等作用，所以在DEACMP的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮著重要作用。由于腦脊液檢查屬于有創(chuàng)檢查，不易被患者接受，故本研究僅做了血清IGF-1水平測定，但IGF-1在 DEACMP中的確切發(fā)病機制和DEACMP發(fā)病后腦細胞IGF-1表達水平的變化、怎樣增加內(nèi)源性 IGF-1的表達和提高外源性IGF-1的利用率等多種問題，目前仍不清楚。進一步探討IGF-1在 DEACMP發(fā)病機制中所起的作用，將可能為DEACMP的預(yù)防和治療呈現(xiàn)更為廣闊的前景。

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