腦出血后顱內HO-1的表達與腦損傷的關系研究

朱丹化 蘇志鵬 陳賢斌 張宇 葉盛 諸葛啟釧

腦出血后顱內HO-1的表達與腦損傷的關系研究

朱丹化 蘇志鵬 陳賢斌 張宇 葉盛 諸葛啟釧

目的 觀察腦出血患者不同時間段血腫周圍腦組織血紅素加氧酶-1（HO-1）的表達趨勢及其與腦損傷程度之間的關系。方法收集高血壓腦出血手術患者皮層腦組織及血腫周圍腦組織標本共60例，以免疫組化方法分別測定HO-1及8-羥基-2-脫氧鳥苷（8-OHdG）的表達，分析發病不同時間段HO-1表達與患者腦損傷程度之間的關系。結果發病＜24h及1～3d的患者血腫周圍腦組織HO-1陽性表達率分別為90．9%和85．7%，8-OHdG的陽性表達率分別為86．4%和90．5%，與發病＞3d患者比較均有統計學差異（均P＜0．05），而發病＜24h患者HO-1和8-OHdG陽性表達率與發病1～3d患者比較均無統計學差異（均P＞0．05）。結論腦出血后3d內血腫周圍腦組織HO-1表達最強，3d后較前減弱，與腦損傷的程度及治療時間窗一致。腦出血后3d內是手術及藥物干預的最佳時期。

腦出血 血紅素加氧酶-1 8－羥基－2－脫氧鳥苷 免疫組化

腦出血是指非外傷性腦實質內血管破裂引起的出血，在我國占全部腦卒中的20.0%～30.0%，急性期病死率為30.0%～40.0%。為了降低腦出血的致死率和致殘率，改善患者預后，近年來對于腦出血介導的腦損傷機制進行了很多研究。腦出血后的腦損傷機制非常復雜，對于可能的影響因素如血紅蛋白代謝的起始酶和限速酶如血紅素加氧酶-1（HO-1）等的研究在國內外已有報道[1]，但上述研究均為動物實驗結果，相關的臨床研究國內外一直未見報道。8-羥基-2-脫氧鳥苷（8-OHdG）是目前公認的DNA氧化損傷的標志物[2]，本研究以其作為判斷腦損傷程度的標志。同時本研究通過觀察腦出血患者不同時間段血腫周圍腦組織HO-1表達趨勢及其與腦損傷程度間的關系，旨在尋找手術與藥物干預的最佳時機，改善患者預后。

1 資料和方法

1.1 一般資料 收集2010-10—2013-11我科高血壓腦出血手術患者皮層及血腫周圍腦組織標本共60例，其中男38例，女22例，年齡40～77歲，平均59.25歲。發病時間＜24h組患者22例、1～3d組21例；3～7d組11例；＞7d組6例。手術方式為骨瓣開顱血腫清除術及直切口小骨窗開顱血腫清除術。納入標準：選取符合全國第4屆腦血管病學術會議修訂診斷標準，并經頭顱CT檢查證實有手術指征的高血壓腦出血患者，出血部位均位于基底核區。排除標準：（1）患有心肌梗死、嚴重肝腎功能不全、糖尿病、嚴重周圍血管栓塞性疾病、自身免疫性疾病、腫瘤等其中任一疾病者；（2）發病前2周或入院時發生感染者；（3）服用吲哚美辛等炎癥抑制藥物、免疫抑制劑、糖皮質激素類藥物等其中任一藥物者；（4）血管畸形、煙霧病等其他血管性疾病患者。

1.2 方法 手術時取患者皮層腦組織及血腫周圍腦組織各1塊，其中皮層腦組織作為對照組，所有標本由同一位醫師獲取。浸泡4.0%多聚甲醛溶液24h，常規脫水，透明，石蠟包埋，切片厚度為4μm，常規HE染色。

1.2.1 實驗試劑 兔抗人HO-1抗體購于Epitomics公司，Elivision免疫組化試劑盒、DAB顯色試劑盒購于DAKO公司。

1.2.2 實驗方法 采用免疫組化Elivision兩步法測定腦組織中HO-1及8-OHdG的表達，HO-1一抗稀釋比例為1∶150，二抗采用DAKO試劑盒，DAB顯色，以TBS代替一抗作為陰性對照，以正常腦組織標本為陽性對照。測定8-OHdG時，以0.01M PBS代替一抗作為陰性對照，已知陽性片作為陽性對照。

1.2.3 結果分析及判定 所有染色標本均由2位病理科醫師雙盲下進行評價。免疫組化陽性細胞數由每個切片隨機取5個高倍視野獲得，顯色強度數據由美國Media Cybernetics公司Image-Pro Plus圖像分析管理系統軟件自動生成。評分標準：以切片中陽性細胞數分級和顯色強度分級作為標準。顯色強度分級計分：無著色為0分，淡黃染色為1分，棕黃色/棕褐色顆粒為3分；陽性細胞數分級計分：0～1.0%為0分，1.0%～10.0%為1分，10.0%～50.0%為2分，50.0%～80.0%為3分，80.0%～ 100.0%為4分。最終評分=顯色強度分級計分×陽性細胞數分級計分。最終評分3～5分為（+），6～9分為（++），10～12分為（+++），凡（+）或（+）以上者均為陽性表達。

1.3 統計學處理 采用SPSS 17.0統計軟件。計數資料組間比較采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 HE染色 可見血腫周圍腦組織有不同程度的腦水腫和神經元受損現象，表現為神經元和小血管周圍空隙，細胞核固縮、染色質邊集和核碎裂、溶解，見圖1。

2.2 患者腦組織的HO-1表達 HO-1在對照組皮層腦組織的陽性表達率為20.0%（4/20），而血腫周圍腦組織陽性表達率在＜24h組患者為90.9%（20/22）、1～3d組為85.7%（18/21）、3～7d組為45.5%（5/11）及＞7d組為50.0%（3/6），各組與對照組間比較均有統計學差異（均P＜0.05）；＜24h組與1～3d組間比較無統計學差異（P＞0.05）；但與3～7d組及＞7d組比較均有統計學差異（均P＜0.05），見圖2及表1。

2.3 患者腦組織的8-OHdG表達 8-OHdG在對照組皮層腦組織的陽性表達率為40.0%（8/20），而血腫周圍腦組織陽性表達率在＜24h組患者為86.4%（19/22）、1～3d組為90.5%（19/21）、3～7d組為54.5%（6/11）及＞7d組為66.7%（4/6），各組與對照組間比較均有統計學差異（均P＜0.05）；＜24h組與1～3d組間比較無統計學差異（P＞0.05）；但與3～7d組及＞7d組比較均有統計學差異（均P＜0.05），見圖3及表1。

圖1 患者腦組織標本病理切片（A：對照組皮層腦組織；B～E：血腫周圍腦組織有不同程度的腦水腫和神經元受損現象，表現為神經元和小血管周圍空隙，細胞核固縮、染色質邊集和核碎裂、溶解；HE染色，×400）

圖2 患者腦組織中HO-1的表達（A：對照組皮層腦組織HO-1表達陰性；B～C：＜24h組和1～3d組血腫周圍腦組織HO-1較多陽性表達；D～E：3～7d組和＞7d組血腫周圍腦組織HO-1少量陽性表達；免疫組化Elivision兩步法，×400）

3 討論

腦出血又稱腦溢血，是指非外傷性腦實質內的自發性出血，其病因多樣，絕大多數是由于高血壓小動脈硬化的血管破裂引起，故也稱高血壓性腦出血。腦出血是中老年人常見的急性腦血管病，病死率和致殘率很高，是腦血管疾病中病死率最高的臨床類型。

研究發現，腦出血后血凝塊中紅細胞的分解產物和分解過程與腦組織損傷有密切關系。紅細胞溶解釋放出血紅蛋白并降解為血紅素，血紅素經過HO-1分解后產生膽綠素、一氧化碳和鐵[3]。HO-1是催化血紅素分解的起始酶和限速酶，是一種應激蛋白，在人體發熱、腦出血及缺血、缺氧等應激情況下，可被誘導產生，其表達也是引起腦出血后腦損傷的重要原因之一[4]。

關于腦出血后HO-1的表達變化趨勢及與腦損傷的關系，許多學者進行了大量研究。孟慶偉等[5]制作大鼠腦出血模型，發現血腫周圍腦組織中HO-1的表達在24h顯著增多，48～72 h達到高峰，之后逐漸下降。而Gong等[6]研究發現在腦出血模型大鼠腹腔內注射HO-1抑制劑原卟啉（SnPP），可使腦出血后腦水腫明顯減輕。楊奎等[7]采用自體血注射制作大鼠腦出血模型，以藥物梔子總環烯醚萜苷進行干預，發現可以抑制腦出血后HO-1表達并減輕腦水腫。這些都間接證明腦出血后HO-1的表達與腦水腫有密切關系。但上述實驗均在動物模型階段，尚未取得人體內環境下的直接證據。本實驗以不同發病時間有手術指征的腦出血患者的腦組織作為研究對象，通過免疫組化測定并評估腦組織HO-1和8-OHdG陽性表達率，發現發病＜24h組和1～3d組的患者血腫周圍腦組織HO-1和8-OHdG的陽性表達率明顯高于發病＞3d的兩組，并具有統計學差異；而發病＜24h組和1～3d組患者的組間比較無統計學差異，表明腦出血后3d內血腫周圍腦組織HO-1表達升到最高峰，并與腦損傷的程度同步。本研究結論系在人體內環境下獲取標本得出的，并與動物模型實驗結果相符，可為以后臨床干預提供偱證醫學證據。

綜上所述，本實驗發現腦出血后3d內HO-1表達最強，同時腦損傷的程度最強，3d后較前減弱，表明腦出血后3d內是HO-1抑制劑用藥及手術干預的最佳時機，積極干預可以減輕腦出血后腦損傷程度，從而改善患者的神經功能預后。

圖3 患者腦組織中8-OHdG的表達（A：對照組皮層腦組織8-OHdG表達陰性；B～C：＜24h組和1～3d組血腫周圍腦組織8-OHdG較多陽性表達；D～E：3～7d組和＞7d組血腫周圍腦組織8-OHdG少量陽性表達；免疫組化Elivision兩步法，×400）

表1 不同時間段各組腦組織HO-1和8-OHdG表達的結果（例）

[1]Wang J,Doré S．Inflammation after intracerebral hemorrhage [J]．J Cereb Blood Flow Metab,2007,27(5):894-908．

[2]高玉楠,楊靖,宋沁馨,等．8-羥基脫氧鳥苷作為DNA氧化損傷標志物在疾病診斷中的應用[J]．藥物與醫學,2012,17(6):223-227．

[3]Ewing J F,Maines M D．Regulation and expression of heme oxygenase enzymes in aged-rat brain:age related depression in HO-1 and HO-2 expression and altered stress-response[J]．J Neural Transm,2006,113(4):439-454．

[4]Soares M P,Bach F H．Heme oxygenase-1:from biology to therapeutic potential[J]．Trends Mol Med,2009,15(2):50-58．

[5]孟慶偉,郭景紅,吳家冪．紅細胞致腦出血后血腫周圍腦組織HO-1的表達[J]．中風與神經疾病雜志,2004,12(4):360-361．

[6]Gong Y,Tian H,Xi G,et al．Systemic zinc protoporphyrin administration reduces intracerebral hemorrhage-induced brain injury[J]．Acta Neurochir Suppl,2006,96(2):232-236．

[7]楊奎,石婭萍,向靚,等．梔子總環烯醚萜苷對腦出血大鼠血紅素氧合酶-1表達的影響[J]．中藥新藥與臨床藥理,2008,19(1):9-11．

Relationship between intracranial HO-1 expression and brain injury after cerebral hemorrhage

Objective To investigate the expression of heme Oxygenase-1(HO-1)in brain tissue its relation to brain injury after cerebral hemorrhage．MethodsCerebral tissue samples round hematoma were collected during surgery from 60 patients with hypertensive cerebral hemorrhage admitted during October 2010 to November 2013．The expression of HO-1 and 8-hydroxy-2-deoxyguanosine(8-OHdG)in brain tissue was determined immunohistochemically,and the relationship between HO-1 and 8-OHdG was analyzed．ResultsThe expression rate of HO-1 in patients with onset＜24 h and 1～3 d was 90．9% and 85．7%respectively（P＞0．05）;expression rate of 8-OHdG in patients with onset＜24 h and 1～3 d was 86．4%and 90．5% respectively（P＞0．05）．There were significant differences in expression of HO-1 and 8-OHdG between patients with onset＜24 h,1～3d and those with onset＞3d (P＜0．05)．ConclusionHO-1 is highly expressed in brain tissue around hematoma within 3 days after cerebral hemorrhage,indicating the optimal time for surgery and drug intervention．

Cerebral hemorrhage Heme oxygenase-1 8-hydroxy-2-deoxyguanosine Immunohistochemical

2014-05-26）

（本文編輯：胥昀）

溫州市科技計劃項目（Y20100359）

325000 溫州醫科大學附屬第一醫院神經外科

蘇志鵬，E-mail:zhipengsu@gmail.com