急性腦出血后血腫腔引流液及外周血THR、MMP-9與腦水腫、神經功能損傷的相關性

鞏麥林 鮑洪 安德柱

摘要：目的 ?檢測急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中凝血酶（THR）、基質金屬蛋白酶-9（MMP-9）動態變化，觀察其與患者腦水腫、神經功能損傷的關系。方法 ?選擇2017年1月～2019年6月我院收治的75例行血腫清除術或血腫鉆孔引流術的急性腦出血患者為對象，分別于術后第1、3、7、14天采集外周血及血腫腔引流液，采用酶聯免疫吸附法檢測外周血及血腫腔引流液中THR、MMP-9表達水平，并測定各時點頭顱CT所示腦水腫比值。采用美國國立衛生研究院卒中量表（NIHSS）評估患者術后第1、3、7、14天神經功能損傷情況，判斷急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9表達水平與腦水腫比值、NIHSS評分的相關性。結果 ?急性腦出血患者術后3、7天血腫腔引流液及外周血中THR、腦水腫比值、MMP-9高于術后1天（P<0.05），術后14天血腫腔引流液及外周血中THR、腦水腫比值、MMP-9均低于術后1、3、7天（P<0.05）。術后3、7天血腫腔引流液及外周血中MMP-9高于術后1天（P<0.05），術后7天血腫腔引流液及外周血中MMP-9低于術后3天（P<0.05），急性腦出血患者術后3天NIHSS評分高于術后1天（P<0.05），術后7天NIHSS評分低于術后1、3天（P<0.05），術后14天NIHSS評分低于術后1、3、7天（P<0.05），急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9與腦水腫比值、NIHSS評分均呈正相關（P<0.05）。結論 ?腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9動態變化與腦水腫、神經功能損傷密切相關，臨床應引起足夠重視。

關鍵詞：腦出血;凝血酶;基質金屬蛋白酶-9;腦水腫;神經功能損傷

中圖分類號：R743.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.24.012

文章編號：1006-1959（2019）24-0036-04

Correlation of Dynamic Changes of Thrombin and MMP-9 in Hematoma Cavity Drainage Fluid and Peripheral Blood with Cerebral Edema and Neurological Damage after Acute Cerebral Hemorrhage

GONG Mai-lin，BAO Hong，AN De-zhu

（Department of Neurosurgery，Zhuhai People's Hospital，Zhuhai 519000，Guangdong，China）

Abstract：Objective ?To detect the dynamic changes of thrombin （THR） and matrix metalloproteinase-9 （MMP-9） in the drainage fluid of hematoma cavity and peripheral blood after acute cerebral hemorrhage，and to observe its relationship with cerebral edema and neurological damage.Methods ?A total of 75 patients with acute cerebral hemorrhage who underwent hematoma removal or hematoma drilling drainage were treated in our hospital from January 2017 to June 2019.The peripheral blood was collected on the 1st， 3rd， 7th， and 14th days after surgery.Blood and hematoma cavity drainage fluids were tested for the expression of THR and MMP-9 in peripheral blood and hematoma cavity drainage fluids by enzyme-linked immunosorbent assay，and the brain edema ratios as shown by skull CT at each time point were measured.The National Institutes of Health Stroke Scale （NIHSS） was used to assess the neurological impairment of patients at 1， 3， 7， and 14 days after surgery，and to determine the expression levels of THR and MMP-9 in hematoma drainage fluid and peripheral blood after acute cerebral hemorrhage.Correlation with cerebral edema ratio and NIHSS score.Results ?Patients with acute cerebral hemorrhage had higher THR， cerebral edema ratio， and MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood at 3 and 7 days after surgery（P<0.05），and hematoma drainage fluid and peripheral blood at 14 days after surgery.The THR，cerebral edema ratio and MMP-9 were all lower than those at 1， 3， and 7 days after operation（P<0.05）.MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood was higher at 3 and 7 days after operation （P <0.05）.On the 7th day after operation， the MMP-9 in drainage fluid and peripheral blood of hematomas cavity was lower than that of 3 days after operation （P < 0.05）.The NIHSS score of patients with acute cerebral hemorrhage on the 3rd day after operation was higher than that on the 1st day after operation（P<0.05）.The NIHSS score at 7 days after surgery was significantly lower than that at 1 and 3 days after surgery（P<0.05），and the NIHSS score at 14 days after surgery was lower than at 1，3，and 7 days after surgery（P<0.05）.After acute cerebral hemorrhage， HR and MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood were positively correlated with cerebral edema ratio and NIHSS score（P<0.05）.Conclusion ?The dynamic changes of THR and MMP-9 in hematoma drainage fluid and peripheral blood after intracerebral hemorrhage are closely related to cerebral edema and neurological damage，which should be paid enough attention in clinic.

Key words：Cerebral hemorrhage; Thrombin; Matrix metalloproteinase-9; Brain edema; Neurological impairment

腦出血（Cerebral hemorrhage）屬原發性腦實質出血，據報道，其發病率占腦血管病的10%～30%，急性期病死率達50%以上，致殘率高達40%左右，腦出血后很快即可出現腦水腫并于數天后發展至高峰，而血腫周圍水腫是導致患者病情加重及致殘的關鍵原因[1，2]。既往報道顯示[3]，腦出血后血腫占位效應是誘發血腫周圍腦組織缺血及水腫的關鍵原因，而開顱手術雖能清除血腫，緩解其占位效應，但總體療效并不理想。有研究顯示，腦出血后腦組織除受血腫本身占位及壓迫效應干擾外，血腫周圍腦組織會出現一系列病理生理變化，如血腦屏障破壞、腦水腫形成、炎癥反應、神經元與膠質細胞損傷等，而凝血酶（thrombin，THR）是引起這些變化的關鍵物質[4]。基質金屬蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）作為一種明膠酶，可降解基底膜細胞外基質成分，其異常表達與血腦屏障損傷及腦水腫形成密切相關[5]。目前關于THR、MMP-9與腦水腫關系的報道較多，但多側重于測量外周血漿中THR、MMP-9表達水平，間接研究其與腦水腫的關系，而鮮有關于血腫腔引流液中THR、MMP-9表達水平與腦水腫、神經功能損傷的相關性報道，本研究旨在為臨床該病治療提供參考依據，現報道如下。

1資料與方法

1.1一般資料 ?選取2017年1月～2019年6月我院收治的75例行血腫清除術或血腫鉆孔引流術的急性腦出血患者為研究對象，本研究獲我院醫學倫理委員會批準，患者家屬簽署知情同意書。納入標準：①符合《中國腦出血診治指南（2014）》[6]中腦出血診斷標準，且均經顱多普勒超聲、數字減影腦血管造影等確診;②所有患者均于發病24 h內入院，腦出血未破入腦室及蛛網膜下腔;③年齡≥18歲，首次接受血腫清除術或血腫鉆孔引流術;④臨床資料完整。排除標準：①伴心、腎、肺、肝及免疫、造血系統等嚴重原發性疾病;②精神疾患;③自身免疫性疾病;④周圍血管栓塞性疾病、糖尿病;⑤嚴重上消化道出血、顱內或全身感染、凝血機制障礙;⑥腦血管淀粉樣變性、顱內動脈瘤、顱內腫瘤或動靜脈畸形合并出血、腦疝及其他惡性腫瘤;⑥應激性潰瘍、應激性肝損傷;⑧長期接受血液透析、抗凝藥物等治療，存在嚴重出血傾向;⑨妊娠或哺乳期婦女。75例患者中，男性40例，女性35例，年齡18～75歲，平均年齡（60.76±10.52）歲;體質量18.90～26.50 kg/m2，平均體質量（23.10±1.52）kg/m2;腦出血量35～50 ml，平均出血量（40.35±4.20）ml;腦出血部位：基底節區49例，腦室15例，丘腦7例，腦干4例;基礎疾病：高血壓40例，高血脂癥12例，其他6例。

1.2方法

1.2.1手術方法 ?所有患者均于發病24 h內接受血腫清除術或血腫鉆孔引流術治療，具體操作參考文獻[7，8]。

1.2.2外周血及血腫腔引流液中THR、MMP-9檢測方法 ?①血液標本采集及處理：分別于術后1、3、7、14天晨空腹采集外周肘靜脈血4 ml，置入無菌肝素鈉管，2500 r/min離心8～10 min，留取上清液置入

-27℃冰箱保存待測;②血腫腔引流液采集及處理：分別于術后第1、3、7、14 天，以無菌操作技術經引流袋以注射器抽取新鮮血腫腔引流液5 ml，置入無菌肝素鈉管，靜置30 min后以轉速3000 r/min離心15 min，置入-70℃冰箱保存備測;③THR、MMP-9檢測：采用酶聯免疫吸附法檢測血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9表達水平，THR試劑盒購自上海江萊生物科技有限公司，MMP-9試劑盒購自深圳子科生物科技有限公司，嚴格按照試劑說明書操作。

1.2.3血腫測量方法 ?分別于術后第1、3、7、14天行頭顱CT檢查：選擇患者CT影像學中血腫面積最大值層面圖像，明確血腫層面數，按照多田氏公式對血腫體積進行計算，即血腫面積最大值層面長度（cm）×寬度（cm）×層面數（cm）/2=血腫體積（ml）。水腫測量方法同上，即水腫面積最大值層面長度（cm）×寬度（cm）×層面數（cm）/2-血腫體積（ml）=水腫體積（ml）。采用腦水腫比值表示水腫動態變化情況，即水腫體積（ml）/血腫體積（ml）=腦水腫比值。

1.2.4神經功能損傷判斷 ?采用美國國立衛生研究院卒中量表（National Institute of Health stroke scale，NIHSS）[9]評估患者術后第1、3、7、14 天神經功能損傷情況：量表包括11項，即意識（意識水平、意識水平提問、意識水平指令）、凝視、視野、面癱、上下肢運動、肢體共濟失調、感覺、語言、構音障礙、忽視，總評分0～42分，分值越高，神經受損越嚴重。分級如下：正常或近乎正常：0～1分;輕度：1～4分;中度：5～15分;中重度：15～20分;重度：21～42分。其中，基線評估<6分提示恢復良好，每增加1分，預后良好可能性降低17%。

1.3觀察指標 ?比較急性腦出血患者術后不同時點血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9表達水平，分析患者術后不同時點腦水腫比值及NIHSS評分，判斷血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9表達水平與腦水腫比值、NIHSS評分的相關性。

1.4統計學方法 ?采用SPSS 19.0軟件處理上述數據，計數資料以（%）表示，行？字2檢驗;計量資料以（x±s）表示，行t檢驗;組內不同時間點采取重復測量方差分析;相關性分析采用Pearson相關分析，P<0.05為差異有統計學意義。

2結果

2.1術后不同時點血腫腔引流液中THR、MMP-9表達水平比較 ?急性腦出血患者術后第3 天血腫腔引流液中THR高于術后1 天（P<0.05），術后7 天THR低于術后3 天（P<0.05），術后14 天 THR低于術后1、3、7 天（P<0.05）。術后3、7 天血腫腔引流液中MMP-9高于術后1 天（P<0.05），術后7 天 MMP-9顯著低于術后3 天（P<0.05），術后14 天 MMP-9顯著低于術后1、3、7 天（P<0.05），見表1。

2.2術后不同時點外周血中THR、MMP-9表達水平比較 ?急性腦出血患者術后3 天外周血中THR高于術后1 天（P<0.05），術后7 天THR低于術后3天（P<0.05），術后14 天THR低于術后1、3、7 天（P<0.05）。術后3、7 天外周血中MMP-9高于術后1 天（P<0.05），術后7 天MMP-9低于術后3 天（P<0.05），術后14天MMP-9低于術后1、3、7 天（P<0.05），見表2。

2.3術后不同時點腦水腫比值及NIHSS評分比較 ?急性腦出血患者術后3 天腦水腫比值高于術后1 天（P<0.05），術后7 天腦水腫比值低于術后3 天（P<0.05），術后14 天腦水腫比值低于術后1、3、7 天（P<0.05）。術后3 天NIHSS評分高于術后1 天（P<0.05），術后7 天NIHSS評分低于術后1、3 天（P<0.05），術后14 天NIHSS評分低于術后1、3、7 天（P<0.05），見表3。

2.4血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9表達水平與腦水腫比值、NIHSS評分的相關性 ?經Pearson相關分析，急性腦出血后血腫腔引流液中THR與腦水腫比值、NIHSS評分均呈正相關（r=0.678、0.554，P=0.000、0.000），血腫腔引流液中MMP-9與腦水腫比值、NIHSS評分均呈正相關（r=0.625、0.548，P=0.000、0.000）。外周血中THR與腦水腫比值、NIHSS評分均呈正相關（r=0.714、0.546，P=0.000、0.000），外周血中MMP-9與腦水腫比值、NIHSS評分均呈正相關（r=0.732、0.584，P=0.000、0.000）。

3討論

腦出血屬非外傷性腦實質出血，發病率、致殘率及死亡率均較高，病理生理學變化復雜，涉及血腫占位性損害、機體免疫系統激活、血液成分及其裂解產物毒性損害等;而腦水腫屬腦出血后誘發繼發性神經損害的關鍵因素，亦為病情變化的重要因素[10]。目前腦水腫形成確切機制尚未完全明確，有報道顯示，補體系統作用、凝血酶反應和THR形成、細胞因子或炎癥因子釋放后介導的炎癥反應、紅細胞溶解與血紅蛋白神經毒性作用等在其發病過程發揮著重要作用[11]。MMP-9作為一種基質金屬蛋白酶，腦出血后其表達明顯增加，并釋放入血，推測可能參與腦水腫的形成，可作為腦出血早期血腫擴大及腦梗死性出血轉變的分子信號，在預測腦出血后神經功能恢復方面具有重要作用[12]。本研究通過檢測急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9動態變化，觀察其與腦水腫、神經功能損傷的關系。

賈文志等[13]通過對73例高血壓腦出血患者進行對照試驗，發現微創組患者術后3天血清及血腫液中THR表達水平及腦水腫比值均達高峰，術后7天均顯著下降，提示THR可能與急性腦出血后腦水腫的形成密切相關。本研究結果顯示，急性腦出血患者血腫腔引流液及外周血中THR表達水平及腦水腫比值均于術后3天達到高峰，術后7、14天有所下降，差異有統計學意義（P<0.05），與賈文志等[13]研究結果相似。有研究表明，機體腦出血時，破裂血管處可形成大量THR，異常激活機體內THR受體，導致出現一系列病理過程，誘導腦水腫形成[14]。THR屬絲氨酸蛋白水解酶，主要由非活性凝血酶原經凝血瀑布過程轉化而成，因大腦中樞神經系統中富含大量組織因子，一旦機體出現自發性腦出血，中樞神經系統會通過組織因子釋放而激活凝血因子Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ;而活化后凝血因子結合尿鈣等形成復合物，導致凝血酶原被激活，促使THR形成。分析原因可能為腦出血術后1天，血腦屏障破壞程度相對不高，血腫內THR入血量較少，無法引起血清中THR升高;術后3天時，大量凝血酶原被充分激活，促使血腫腔引流液中THR表達水平迅速上升。而患者外周血中THR動態變化與血腫腔引流液中THR變化情況基本相似。另外，本研究結果顯示，急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR與腦水腫比值均呈正相關，進一步證實了THR在腦出血后腦水腫的形成過程中發揮著重要作用。

藍業平等[15]通過對120例高血壓性腦出血患者進行對照試驗，發現微創治療組患者術后3天時血清MMP-9表達水平達高峰，術后7天開始呈下降趨勢，術后14天下降趨勢更為顯著，提示MMP-9可能參與急性腦出血后腦水腫的形成過程。本研究結果顯示，急性腦出血患者血腫腔引流液及外周血中MMP-9表達水平均于術后3天達到高峰，術后7、14天有所下降，差異具有統計學意義（P<0.05），與藍業平等[17]研究結果相似。有報道通過研究腦出血大鼠腦水腫與血腫周圍組織MMP-9表達的相關性，發現大鼠腦出血后血腫周圍腦組織MMP-9表達與腦水腫相關，可能通過破壞細胞外基質途徑影響血腦屏障通透性，最終誘發腦水腫[16]。分析原因可能與MMP-9主要經降解細胞外基質，誘導細胞外基質中Ⅳ型膠原、纖維連接蛋白、層粘連蛋白消失，增加毛細血管通透性，通過開放血腦屏障，促使血管源腦水腫形成，是誘發腦出血后繼發性損傷的關鍵因素。此外，本研究發現，急性腦出血后血腫腔引流液及外周血中MMP-9與腦水腫比值均呈正相關，進一步證實MMP-9可能經降解細胞外基質，增加血管通透性，促使血腦屏障破壞，進而參與急性腦水腫形成過程。

本研究顯示，腦出血患者術后術后7、14天NIHSS評分較術后3天下降，差異有統計學意義（P<0.05），與腦出血后腦水腫比值動態變化過程基本一致;而血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9與NIHSS評分均呈正相關，預示腦出血后血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9與神經功能損傷有關。既往報道發現，腦出血形成血腫后THR大量分泌，基于神經毒性等作用下會誘發神經功能損傷[17]。另有研究表明，THR對腦細胞存在明顯的毒性作用，可誘導體外培養的星形膠質細胞及海馬神經元凋亡，加重大鼠神經功能缺失[18]。分析原因可能為血腫形成后THR大量分泌會誘發腦出血后神經功能損傷，而腦出血后MMP-9被釋放及激活，激活后的MMP-9經降解細胞外基質所含膠原成分（包括Ⅳ、Ⅴ型）、纖維連接蛋白、層粘連蛋白，誘導基底膜降解，導致血腦屏障通透性增加，促使血腫邊緣腦組織含水量明顯上升，形成血腫周圍腦組織繼發神經損傷，從而加重神經功能損傷。

綜上所述，腦出血后腦水腫、神經功能損傷與血腫腔引流液及外周血中THR、MMP-9動態變化密切相關，臨床上應引起足夠重視。但本研究因樣本量偏小，觀察時間較短，為探討腦脊液中THR、MMP-9動態變化與腦出血后腦水腫、神經功能損傷的關系，故今后仍需進一步深入研究。

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收稿日期：2019-11-27;修回日期：2019-12-5

編輯/李國苗