重癥監護病房顱腦損傷患者細胞因子檢測的意義

李 娜，程晉成，王水平，齊一龍，張文娟，孫靈迪，邵先安＊

（1.解放軍第123醫院 檢驗病理科；2.解放軍第123醫院重癥監護病房，安徽 蚌埠233015）

急性顱腦損傷在神經內、外科是一種常見病、多發病。急性顱腦損傷后相繼發生一系列炎癥反應，致使顱腦損傷后中樞神經系統內環境改變，神經細胞受損，同時也促進受損神經細胞的修復[1，2]。細胞因子是低分子可溶性多肽，由免疫細胞在受免疫原或者其他刺激誘導產生的一類小分子物質，與機體免疫調節密切相關，參與炎癥反應的發生、發展等生理、病理過程，在急性顱腦損傷中可能發揮著重要的作用[3，4]。有資料顯示在出血性與缺血性腦血管疾病時細胞因子的變化可能與顱腦損傷的嚴重程度相關[5－7]。但對于急性顱腦損傷患者血清及腦脊液中ET－1、IL－1β和IL－6有何改變，且其改變是否與顱腦損傷程度相關目前尚未見報道，我們收集了36例同時有腦脊液和血清的急性顱腦損傷患者的資料進行研究分析，以期為相關疾病嚴重程度的評估和有效治療提供新的視角。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

顱腦損傷患者36例，為我院2011年6月至2013年3月住院患者，其中男21例，女15例，年齡18－82歲，平均48.3±17.0歲；輕度顱腦損傷組15例，入院時的GCS評分＞12分，中、重度顱腦損傷組21例，入院時GCS≤12分；均為傷后24小時內入院，頭顱CT證實無其他部位的嚴重合并傷，既往無神經系統疾病和腦外傷史，無心、肝、脾、肺、腎等重要的臟器疾病史。對照組19例，男10例，女9例，年齡27－68歲，平均年齡（50.3±13.6）歲，均為腰麻手術前患者均排除神經系統疾病，無心、肝、脾、肺、腎等重要臟器病變。

1.2 方法

1.2.1 標本的采集36例急性顱腦損傷患者和19例對照患者均于入院后第一天內腰穿抽取腦脊液2 ml，空腹采肘靜脈血4ml。腦脊液采集后即刻離心，2 500r／min，離心15min，取其上清液－20℃冰箱內保存待用。靜脈血采集后，靜止30min，再4 000r／min，離心15min，取血清－20℃冰箱內保存待用。

1.2.2 患者顱腦損傷嚴重程度以格拉斯哥昏迷指數（GCS，Glasgow Coma Scale）進行評估，具體評估辦法按照有關文獻[8]進行。

1.2.3 細胞因子的測定 采用雙抗體夾心法測定標本ET－1、IL－1β、IL－6濃度（均購于美國 R＆D 公司）。依照說明書所述步驟進行操作，即設空白對照孔，其他各孔均先加入40μl樣本稀釋液，再在孔中分別加入血清、腦脊液和不同濃度的標準品，之后用封板膜封板置于37℃溫育30min，洗板5次，然后除空白孔外，加入酶標試劑50μl，用封板膜封板后置于37℃溫育30min，洗板5次，每孔先加入顯色劑A 50μl，再加入顯色劑B 50μl，輕輕震蕩混勻，37℃避光顯色15min，最后每孔再加入終止液50μl終止反應，以空白孔調零，應用酶標儀測450nm的OD值，以標準品濃度為橫坐標，OD值為縱坐標，在坐標軸上繪出標準曲線，根據樣品的OD值由標準曲線計算出相應待測樣本的濃度。

1.2.4 統計學方法 應用SPSS 17.0統計軟件進行分析，計量資料以（±s）示，組間比較采用t檢驗，P＜0.05被視為有顯著性差異。

2 結果

為探討細胞因子在急性顱腦損傷中可能的臨床價值，我們對我院ICU病區住院的36例患者的腦脊液和血清分別進行 ET－1、IL－1β、IL－6的檢測。結果顯示：顱腦損傷組血清和CSF中ET－1與對照組相比存在顯著性差異（P＜0.001）；顱腦損傷組血清和CSF中IL－1β與對照組相比也存在顯著性差異（P＜0.001）；另外，顱腦損傷組血清和CSF中IL－6與對照組相比有顯著差異（P＜0.001），且腦脊液中IL－6表達量高于血清（P＜0.05）（見表1）。以上結果提示血清和腦脊液中細胞因子 ET－1、IL－1β、IL－6在急性顱腦損傷時顯著升高，這一結果可能在急性顱腦損傷中起著重要的作用。

表1 ET－1、IL－1β和IL－6在急性顱腦損傷患者血清和腦脊液中的表達

3 討論

在發生顱腦損傷時，炎癥反應參與急性顱腦損傷后的一系列病理生理過程炎癥，這一過程是由多種細胞因子介導參與的一個連鎖式反應過程[9]。顱腦損傷后，炎癥反應的產生導致細胞滲透、黏附分子表達、炎癥分子和生長因子分泌，致使細胞的再生或死亡[10]。盡管中樞神經系統有血腦屏障，但作為小分子的這些炎癥細胞因子可以透過血腦屏障發揮著雙刃劍作用，一方面過表達也致使神經細胞生存的內環境失去平衡，使得神經元細胞變性、受損[6]，另一方面，適當濃度的細胞因子存在可能對神經細胞的修復發揮正面作用[11]。

內皮素是器官急性損傷時機體釋放的一個重要細胞因子，最早在從豬的血管內皮細胞中提取出來的，存在于血管內皮的內皮素是已知的最強的血管活性因子，作用持續時間長且不易被清除。有研究證實腦血管痙攣的患者血漿和腦脊液中的ET－1水平明顯高于沒有發生腦血管痙攣患者，并與腦血管痙攣的程度成正相關[11]，提示ET－1可能是導致創傷后腦血管痙攣的一個重要因素。我們的研究結果顯示在急性顱腦損傷患者血清中ET－1含量遠遠高于腦脊液，顱腦損傷組腦脊液和血清ET－1的含量均顯著高于對照組，表明ET－1與顱腦損傷的病理過程密切相關。其原因可能在于急性顱腦損傷后機體應激反應導致兒茶酚胺分泌，致使血管內皮釋放內皮素；也可能因顱內高壓，腦灌注下降，腦組織缺血、缺氧等刺激血管內皮合成ET－1。

IL－1β主要是由單核細胞和巨噬細胞分泌，星型膠質細胞、少突神經膠質細胞、腎上腺皮質細胞、NK細胞、神經元施旺細胞、T細胞、B細胞、滋養體細胞等細胞也可以分泌IL－1β分子。正常生理情況下血液中IL－1β含量甚微，但在炎癥因子的刺激下，單核細胞激活后可分泌大量的IL－1β進入血液循環[12]。在顱腦損傷時，由于血腦屏障的破壞，進入腦組織，在其他炎癥因子的協同作用下促進細胞活化，誘導其他炎性介質的產生，進一步促進炎癥發生及神經的損傷。Vitkovic等[6]研究發現IL－1β有神經調制的作用，IL－1β具有獨立的腦血管擴張作用，在顱腦損傷后的缺血在灌注損傷中，通過NF－kB來調控粘附分子的基因的表達發揮著始動因子的作用。我們的實驗結果顯示，顱腦損傷時，血清中IL－1β的含量（8.78±4.03μg／L）高于腦脊液（7.40±3.84μg／L），顱腦損傷組 CSF中IL－1β濃度為7.40±3.84 μg／L，明顯高于對照組（2.40±1.13μg／L）（P＝0.000），血清顱腦損傷組（8.78±4.03μg／L）也明顯高于對照組（3.91±1.10μg／L）（P＝0.000）。外周血和腦脊液中的IL－1β與顱腦損傷病程可能相關，腦脊液和血清都是顱腦損傷嚴重程度的直接反應。

IL－6是重要的B細胞刺激因子，刺激B細胞最終產生抗體生成細胞，在顱腦中，該細胞因一般來源于中樞神經系統的星形細胞、神經元和膠質細胞。正常情況下腦脊液中IL－6表達量極低，在嚴重顱腦損傷患者腦脊液中可以檢測到IL－6高表達[13，14]，由于顱腦損傷致使血腦屏障受到破壞，可能中樞神經系統中的IL－6也會進入血液系統中，致使機體炎癥反應的發生[15，16]。我們的實驗結果顯示，急性顱腦損傷時患者腦脊液和血清IL－6水平均增高，腦脊液中IL－6濃度較血清增高明顯（P＜0.01）。提示可能在急性顱腦損傷時IL－6主要來源于顱內，其介導顱腦損傷早期介導炎癥反應，對導致繼發性顱腦損傷可能有重要作用，而在顱腦損傷后期可能還刺激星型膠質細胞的增殖，促使神經營養成分的生成，對損傷的組織起到一定修復的作用，因此對于血清和腦脊液中該細胞因子的測定對于顱腦損傷嚴重程度和治療預后的評估可能有重要意義。

因此，從我們的實驗研究顯示，急性顱腦損傷患者腦脊液和血清中的 ET－1、IL－1β與IL－6水平均明顯增高。ET－1、IL－1β、IL－6可能在急性顱腦損傷后的病理、生理過程中發揮重要的作用，針對這些細胞因子為靶點的治療可能會為急性顱腦損傷患者有效恢復提供可選擇的治療途徑。

[1]蔣 敏，李 瑞，李 輝.膠質細胞參與顱腦損傷所致高級腦功能的損害[J].神經解剖學雜志，2012，28（5）：521.

[2]Laurence A，Amarnath S，Mariotti J，et al.STAT3Transcription Factor Promotes Instability of nTreg Cells and Limits Generation of iTreg Cells during Acute Murine Graft－versus－Host Disease[J].Immunity 2012；37（3）：209.

[3]徐玉婷，趙瑞波.亞低溫對大鼠缺血性腦損傷后SOCS3表達的影響[J].臨床與實驗病理學雜志，2012，28（8）：903.

[4]Yang C，Hong T，Shen J，et al.Ketamine exerts antidepressant effects and reduces IL－1βand IL－6levels in rat prefrontal cortex and hippocampus[J].Exp Ther Med，2013，5（4）：1093.

[5]Neurath MF，Finotto S.IL－6signaling in autoimmunity，chronic inflammation and inflammation－associated cancer[J].Cytokine Growth Factor Rev.2011，22（2）：83.

[6]Rasouli J，Lckhraj R，White NM，et al.Attenuation of interleukin－1beta by pulsed electromagnetic fields after traumatic brain injury[J].Neurosci lett，2012，519（1）：4.

[7]Ricardo C，Daniel F，Antony J，et al.Functional IL6R358Ala Allele Impairs Classical IL－6Receptor Signaling and Influences Risk of Diverse Inflammatory Diseases[J].PLoS Genet，2013，9（4）：e1003444.

[8]Büyükcam F，Kaya U，Karak？l？？ME，et al.Predicting the outcome in children with head trauma：comparison of FOUR score and Glasgow Coma Scale[J].Ulus Travma Acil Cerrahi Derg，2012，18（6）：469.

[9]Woo P，Humphries SE.IL－6polymorphisms：a useful genetic tool for inflammation research[J]？J Clin Invest，2013，123（4）：1413.

[10]Morganti－Kossmann MC，Rancan M，Stahel PF，et al.Inflammatory response in acute traumatic brain injury：a double－edged sword[J].Current opinion in critical care，2002，8（2）：101.

[11]張圣恭，白 玉，王良榮，林麗娜.參麥注射液對外傷性腦損傷大鼠血清神經烯醇化酶、一氧化氮、內皮素水平的影響[J].中華中醫藥學刊，2010，28（3）：583.

[12]Ridker PM，Thuren T，Zalewski A，Libby P.Interleukin－1βinhibition and the prevention of recurrent cardiovascular events：Rationale and Design of the Canakinumab Anti－inflammatory Thrombosis Outcomes Study （CANTOS）[J].Am Heart J，2011，162（4）：597.

[13]Chen MF，Chen PT，Lu MS，et al.IL－6expression predicts treatment response and outcome in squamous cell carcinoma of the e－sophagus[J].Mol Cancer，2013，12（1）：26.

[14]連碧君，楊佳佳，李寶寶，等.IL－6在CNS損傷修復中的作用[J].神經解剖學雜志，2009，25（6）：691.

[15]Deloukas P，Kanoni S，Willenborg C，et al.Large－scale association analysis identifies new risk loci for coronary artery disease[J].Nature Genetics，2013，45（1）：25.

[16]Sarwar N，Butterworth AS，Freitag DF，et al.Interleukin－6receptor pathways in coronary heart disease：a collaborative metaanalysis of 82studies[J].Lancet，2012，379（9822）：12.