頭頸部體表亞低溫對危重型顱腦損傷患者神經元特異性烯醇化酶、谷氨酸及預后的影響

馮偉生 刁井地 侯思南 徐繼來 張宜波 劉爽 王紅 豐廣魁

1南京中醫藥大學連云港附屬醫院（連云港市中醫院）急診醫學科（江蘇連云港222000）；2連云港市市立東方醫院（江蘇連云港222042）；3連云港市贛榆區人民醫院急診醫學科（江蘇連云港222100）

顱腦外傷是外科常見疾病，致殘率和致死率高［1］，重度顱腦外傷危害更嚴重；很多大規模多中心的臨床研究表明，亞低溫是治療腦外傷頑固性顱內壓增高和腦水腫的一種有效方法［2-4］，是顱腦損傷救治的一個重要措施。但尚沒有得到循證醫學的證實［5］，大規模隨機對照試驗證明全身亞低溫［6］未能帶來獲益，傳統冰帽（HC）僅使頭皮和大腦表面降溫，而頭頸聯合降溫（HNC）對大腦實體內部的降溫效果可靠［7］，簡單快捷，可以成為急救的一種有效方法。本研究選取HNC的方法，選擇危重型顱腦損傷（cTBI）患者作為研究對象，通過觀察患者神經元特異性烯醇化酶（NSE）和谷氨酸濃度（Glu）及其變化情況，來研究HNC 的腦保護作用，通過GCS、格拉斯哥預后評分（GOS）評分和28 d 病死率的變化情況評估其對預后的影響；為證明HNC 治療是救治cTBI 的一種有效方法提供依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象選取2016年12月至2020年10月間連云港市中醫院、市立東方醫院及贛榆區醫院重度腦外傷入住ICU 患者，入選標準：（1）確診為重度顱腦外傷，且GCS ≤5 分；（2）其他部位簡明損傷定級≤3 分；排除標準：（1）失血性休克；（2）其他臟器功能衰竭；（3）嚴重基礎疾病；（4）年齡≤14 歲或＞70 歲。該項研究經連云港市中醫院倫理委員會批準［2015-倫理審查（ky）-08］，并簽署知情同意書。

1.2 方法按隨機數字表分入HNC 組和HC 組；HNC 組采用ZLJ-2000I 型醫用控溫儀及可折疊頭頸一體降溫裝置（長春市安泰電子產品有限責任公司，專利號：ZL201821189442.5），降溫裝置溫度設置為12 ℃，手術后頭顱包扎患者設為10 ℃，耳蝸溫度控制在33 ～34.5 ℃，72 h 后開始復溫，上調降溫裝置6 ℃/6 h（耳窩溫度上升約1 ℃），HC 組采取傳統冰帽降溫，72 h 后直接去除冰帽；體溫＞38 ℃和＜36 ℃給予降溫或復溫毯干預。基礎治療及手術原則遵循腦外科常規及重癥救治原則，對腦疝等嚴重情況及時手術干預及顱壓監測；入組后立即予冰帽或HNC 治療，HNC 組術中頸部給予冰袋降溫，分別于入院時、入院24 h 及72 h 采血標本檢測NSE 和Glu，監測GCS 評分、耳蝸溫度、凝血功能、血壓、心率變化、寒戰反應、28 d 病死率及6 個月GOS 評分；根據28 d 預后將患者分為死亡和存活亞組。

1.3 檢測方法NSE采用化學發光法，由南京金域檢測中心進行檢測。Glu 采用Elisa 法，采用人谷氨酸Elisa檢測試劑盒（SIGMA-ALDRICH MAK004-1KT）。

1.4 統計學方法采用SPSS 20.0 軟件進行分析處理。計量資料采用表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗，組內比較采用配對樣本t檢驗，計數資料比較采用卡方檢驗，以P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料兩組共納入81 例，其中男50 例，女31例；年齡15 ～70歲，平均（51.3±15.5）歲；所有患者均存在不同部位和程度腦挫傷，伴有硬膜外血腫15 例（其中HC 組8 例），硬膜下出血24 例（其中HC 組14 例），腦疝29 例（其中HC 組13 例）；其他51 例（其中HC 組包括蛛網膜下腔出血、腦室出血、顱骨骨折、腦干及軸索損傷，25 例）；手術包括去骨瓣減壓、血腫清除及引流；兩組基線資料差異無統計學意義，見表1。

表1 兩組一般資料及GCS、手術、NSE 和Glu 的比較Tab.1 Comparison of general information，GCS，operation，NSE and Glu of patients ±s

表1 兩組一般資料及GCS、手術、NSE 和Glu 的比較Tab.1 Comparison of general information，GCS，operation，NSE and Glu of patients ±s

組別HNC 組HC 組χ2/t 值例數41 40性別（男/女，例）23/18 27/13 1.114年齡（歲）53.2±14.7 49.3±16.2 1.235 GCS 3.66±0.79 3.70±0.82 0.231腦疝（例）16 13 0.375手術（是/否，例）30/11 28/12 0.100 NSE（ng/mL）49.0±25.9 45.8±23.7 0.572 Glu（μmol/L）108.2±30.3 106.2±37.0 0.276

2.2 兩組耳蝸溫度及肛溫情況HNC 組耳蝸溫度下降較快，2 ～4 h 可達目標溫度，除1 例發熱患者在8 h 和24 h 耳蝸溫度稍高于34.5 ℃外，治療期間均能降溫到目標溫度。HC 組于8 h 實現最佳降溫，且較肛溫降低不到1 ℃，從2 h 起兩組間降溫幅度出現差異，見表2。

表2 耳蝸溫度及肛溫監測結果Tab.2 Comparison of the monitoring results of cochlea and anal temperature ±s

表2 耳蝸溫度及肛溫監測結果Tab.2 Comparison of the monitoring results of cochlea and anal temperature ±s

注：兩組溫差比較，**P＜0.01

組別HC 組耳溫肛溫溫差HNC 組耳溫肛溫溫差例數40 40 40 41 41 41 0 h 36.12±0.73 36.37±0.73 0.26±0.28 36.08±0.61 36.35±0.61 0.27±0.31 2 h 36.24±0.98 36.41±0.56 0.5±0.6 34.64±0.56 36.44±0.68 1.72±0.75**4 h 35.91±0.80 36.69±0.73 0.66±0.60 33.76±0.27 36.74±0.92 2.98±0.97**8 h 35.71±0.82 36.66±0.92 0.95±0.63 33.80±0.51 36.50±0.70 2.70±0.67**24 h 35.62±0.75 36.55±0.71 0.94±0.55 33.60±0.40 36.52±0.68 2.93±0.53**72 h 35.97±0.60 36.78±0.5 0.81±0.35 33.70±0.23 36.94±0.50 3.23±0.40**

2.3 兩組Glu 和NSE 比較HNC 組24 h NSE 為（69.3 ± 34.0）ng/mL，72 h（56.8 ± 34.0）ng/mL 較之降低（t=4.390，P＜0.01）。HNC 組72 h NSE 較24 h下降了（12.45 ± 18.16）ng/mL，較HC 組（-2.18 ±21.45）ng/mL差異有統計學意義（t=3.315，P＜0.01）。HNC 組24 h Glu 為（185.8 ± 42.7）μmol/L，較HC 組（158.0 ± 43.1）μmol/L 升高（t= 2.916，P＜0.01），于72 h（160.6 ± 21.3）μmol/L 又降低（t= 4.951，P＜0.01），與HC 組（177.3 ± 43.2）μmol/L 之間差異有統計學意義（t=2.190，P＜0.05），見表3。

表3 降溫24、72 h 兩組NSE 和Glu 及其變化比較Tab.3 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours ±s

表3 降溫24、72 h 兩組NSE 和Glu 及其變化比較Tab.3 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

組別HNC 組HC 組t 值例數41 40 NSE（ng/mL）24 h 69.3±34.0 68.9±33.5 0.051 72 h 56.8±34.0 71.0±43.4 1.641 ΔNSE（ng/mL）12.45±18.16-2.18±21.45 3.315**Glu（μmol/L）24 h 185.8±42.7 158.0±43.1 2.916**72 h 160.6±21.3 177.3±43.2 2.190*ΔGlu（μmol/L）25.21±32.60-19.21±49.53 4.778**

2.4 兩組28 d病死率及出院時GCS的比較HNC組41 例，死亡13 例，HC 組40 例，死亡13 例，兩組病死率差異無統計學意義（31.7%vs.32.5%，χ2=0.006，P＞0.05）；存活亞組出院時GCS，HNC 組（7.82 ± 1.86）較HC 組（8.00 ± 2.60）差異無統計學意義（t=0.293，P＞0.05）。

2.5 兩組GOS評分比較GOS評分1 ～3分為預后不良，4 ～5 分為預后良好。結果：HC 組1 例失訪，預后不良31 例，預后良好8 例；HNC 組預后不良24 例，預后良好17 例；經卡方檢驗（χ2= 4.083，P＜0.05），差異有統計學意義。

2.6 存活亞組NSE 和Glu 比較HNC 72 h NSE（37.6±24.6）ng/mL 較24 h（58.1±27.7）ng/mL 降低（t=6.003，P＜0.01）；72 h NSE及降幅均大于HC 組。Glu HNC 組于24 h 到達高峰（184.1±34.3）μmol/L，72 h出現降低（t=4.923，P＜0.01）；HNC組72 h Glu降幅大于HC 組（t=3.580，P＜0.01），見表4。

表4 存活亞組降溫24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.4 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in survival subgroups ±s

表4 存活亞組降溫24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.4 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in survival subgroups ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

組別HNC 組HC 組t 值例數28 27 NSE（ng/mL）24 h 56.8±26.1 63.8±27.9 0.964 72 h 40.7±22.5 60.0±36.0 2.381*ΔNSE（ng/mL）16.08±14.17 3.75±20.69 2.585*Glu（μmol/L）24 h 185.4±34.4 164.9±43.0 1.962 72 h 159.1±18.8 174.8±43.5 1.720 ΔGlu（μmol/L）26.33±28.30-9.86±45.05 3.580**

2.7 死亡亞組NSE和Glu比較死亡亞組中，兩組間NSE 差異無統計學意義，HNC 組Glu 在24、72 h的差異有統計學意義（t=3.531，P＜0.01），見表5。

表5 死亡亞組24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.5 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in death subgroup ±s

表5 死亡亞組24、72 h NSE 和Glu 及其變化比較Tab.5 Comparison of NSE，Glu and their changes after cooling 24 and 72 hours in death subgroup ±s

注：*P＜0.05，**P＜0.01，ΔNSE 為24 h NSE-72 h NSE，ΔGlu 為24 h Glu-72h Glu

例數24 h NSE（ng/mL）72 h ΔNSE（ng/mL）24 h Glu（μmol/L）72 h ΔGlu（μmol/L）組別HNC 組HC 組t 值13 13 96.2±34.3 85.2±43.9 0.712 91.5±28.3 93.6±49.4 0.134 4.63±23.45-8.48±16.60 1.645 186.7±58.5 143.9±41.3 2.159*163.9±26.3 184.8±43.8 1.472 22.80±41.62-40.94±48.79 3.584**

2.8 不良反應部分患者血壓開始有輕微（SBP/DBP ＜10 mmHg）短暫增高；頸部和耳廓周圍皮膚發青最為多見；HNC 組有Bedside Shivering Assessment Score 1 級寒戰3 例，給予丙泊酚等處理后分別在15、20 和35 min 后消失，HC 組有1 例寒戰伴有發熱，降溫后好轉；兩組均未發現凝血障礙、感染等異常表現。

3 討論

人屬于恒溫動物，體溫在37 ℃是很多酶發揮穩定催化作用的必要條件，實施全身亞低溫治療會導致凝血功能障礙、血管痙攣、感染增加及寒戰等異常反應，局部亞低溫可能給顱腦損傷患者帶來獲益。

3.1 頭頸部體表亞低溫的可靠性GIULIANI 等［8］依據模型推導和動物實驗證明，頸部降溫可以實現較好的顱腦降溫效果。BOMMADEVARA 等［9］證明，頸動脈末端溫度決定于頸動脈、頸靜脈流入血液及頸部體表溫度，還與頸動脈和靜脈對流系統溫度達到平衡的距離和血流量有關；HNC干預了以上因素，亞低溫效果較好。軀體溫度直接影響降溫效果，所以要加強體溫干預。TOKUTOMI 等［10］臨床研究表明亞低溫最理想溫度是35 ℃，但SCIMONE等［11］體外研究顯示33 ℃亞低溫腦保護效果最佳；之前的研究［12］和KOEHN 等［13］都證明HNC 可以降低鼓膜溫度3 ℃以上，腦實質溫度可以降至33 ～34 ℃，為cTBI 提供良好的局部亞低溫治療，且對軀體溫度影響甚微。

3.2 研究對象及腦保護指標既往研究參照美國嚴重創傷性顱腦損傷治療指南第四版診斷標準（GCS＜8），其中較輕患者，常規治療預后較好，較難形成差異，死亡組療效是零，預后相同。故本研究選取GCS ≤5，分解成死亡和存活亞組可以較好觀測腦保護作用。NSE 與腦外傷的嚴重程度和預后密切相關［14］，血Glu 濃度和腦外傷嚴重程度呈高度的正相關，72 h Glu 一致性更好［15］；用NSE 和Glu 評估亞低溫的腦保護作用比較適宜。

3.3 腦保護作用HNC 治療72 h 后，外周血NSE濃度顯著降低，這一結果與CHEN 等［16］全身亞低溫治療重度顱腦外傷的結果相似。HNC 組谷氨酸于24 h出現一過性顯著升高后顯著降低，存活組趨勢更為明顯；SUZUKI 等［17］研究表明，腦外傷24 h內顱外動脈血Glu 濃度明顯高于頸內靜脈血，可能與腦外組織和器官短暫釋放谷氨酸有關［18］，而VUILLE-DIT-BILLE 等研究［19］又顯示24 h 之后頸內靜脈血Glu 濃度持續高于動脈血，損傷腦組織Glu釋放增多；在腦組織，亞低溫通過抑制谷氨酸轉運蛋白活性，降低神經末梢谷氨酸轉運蛋白介導的病理性Glu 釋放，隨著溫度的降低，細胞外過量谷氨酸引起的神經末梢同質交換和天門冬氨酸異分子交換反應也逐漸減少，阻止谷氨酸濃度升高［20］，減少腦組織Glu 的釋放。BOYKO 等［21］通過動物實驗表明，在外周組織，低溫的直接作用是血谷氨酸濃度升高，繼發反應是谷草轉氨酶（GOT）等轉氨酶升高，加速谷氨酸降解；24 h Glu 短暫升高，可能與HNC 刺激使外周谷氨酸釋放增加而GOT 等尚未有效清除已經釋放的谷氨酸有關。外傷后神經元釋放過量谷氨酸是體內炎癥反應的重要始動因素，其激活小膠質細胞、單核細胞和巨噬細胞表面谷氨酸受體，引發急性強烈炎癥反應［22］，Glu 濃度降低，可能是HNC 顯著改善6 個月預后的主要原因。

3.4 對預后的影響足夠的亞低溫是可以改善預后的［23］，但本實驗中兩組28 d 病死率差異無統計學意義，出院時GCS 變化亦差異無統計學意義，可能與樣本量較少和所選患者腦損傷程度較重有關；cTBI 腦血管損傷嚴重、血管痙攣、血栓形成及代謝障礙顯著，HNC 短期內不能產生足夠影響。另一方面，有研究應用PET 觀測亞低溫腦組織的代謝發現，將豬的大腦溫度降到32 ℃持續3 ～5 h，氧代謝率和腦血流均降低了50%，可見代謝率降低的獲益部分地被血流減少所削弱。6 個月GOS 出現了顯著性改善，這一結果和IDRIS 等［24］應用降溫裝置直接把大腦表面降溫至32 ℃的結果相同，本研究用無創的方法實現了與有創大腦表面降溫同樣可靠的療效。

綜上所述，HNC 治療可以顯著降低72 h 血漿NSE 和Glu 濃度，顯著改善6 個月GOS 評分，具有較好的腦保護作用和改善遠期預后的功能，同時簡便方便、降溫快、不良反應少。本研究只進行了臨床數據收集和分析，未進行具體機制研究，具有一定局限性，有必要進行大規模研究和開展相關機制研究。