亞低溫治療重型顱腦損傷的效果及其Calpain基因和蛋白表達研究

馬歡 王運剛

·臨床研究·

亞低溫治療重型顱腦損傷的效果及其Calpain基因和蛋白表達研究

馬歡*王運剛

（新鄉市中心醫院/新鄉醫學院第四臨床學院神經外科，河南 新鄉 453000）

研究重型顱腦損傷亞低溫治療效果及其Calpain基因和蛋白表達。回顧性選取2019年1月至2020年12月新鄉市中心醫院重型顱腦損傷患者80例，依據方法分為常規性治療基礎上亞低溫治療組（亞低溫治療組，n=40）和常規性治療組（n=40）兩組，統計分析兩組患者的生命體征、Calpain基因和蛋白表達、臨床療效。亞低溫治療組患者治療后較治療前的體溫、呼吸頻率、脈搏降低幅度均高于常規性治療組（P＜0.05）。亞低溫治療組患者傷后6 h、12 h、1 d、3 d的Calpain基因轉錄均低于常規性治療組（P＜0.05），Calpain蛋白表達均低于常規性治療組（P＜0.05）。亞低溫治療組患者的恢復良好率高于常規性治療組（P＜0.05），輕度殘疾率、中度殘疾率、重度殘疾率、植物狀態率、死亡率均低于常規性治療組（P＜0.05）。重型顱腦損傷亞低溫治療效果良好，能夠抑制Calpain基因和蛋白表達。

重型顱腦損傷；亞低溫治療；Calpain

顱腦外傷是指頭部受到嚴重外力作用而導致的意外傷害。重型顱腦損傷易引發中樞性高熱，通常采用物理降溫和藥物降溫進行治療，但治療效果不理想[1]。國際上分低溫為超深度、深度、中度、輕度低溫4類，其溫度范圍分別在12℃～16℃、17℃～27℃、28℃～32℃、33℃～35℃之間[2]。相關研究表明[3]，維持體溫在亞低溫狀態（28℃～34℃）能夠在極大程度上降低重型顱腦外傷患者的死亡率，同時對重型顱腦損傷患者的神經功能進行改善，促進治療成效的提升，且不會引發嚴重并發癥。

現階段，臨床廣泛應用了亞低溫治療儀，相關醫學研究均表明[4]，亞低溫治療儀能夠以較快的速度對患者的體溫進行調節，對患者腦內缺氧缺血狀況進行改善。Calpain歸屬于中樞神經半胱氨酸蛋白酶家族，鈣離子在腦缺血、腦外傷等疾病引發的病理生理損傷中激活Calpain后，經蛋白水解機制在神經微絲等一系列底物上作用，從而在繼發性腦損傷中參與[5]。

現階段，還較少有相關醫學研究報道顱腦外傷Calpain基因或蛋白表達受到亞低溫腦保護干預的影響。本文統計分析了2019年1月至2020年12月新鄉市中心醫院重型顱腦損傷患者80例的臨床資料，研究了重型顱腦損傷亞低溫治療效果及其Calpain基因和蛋白表達。

1 資料與方法

1.1 一般資料

回顧性選取2019年1月至2020年12月新鄉市中心醫院顱腦外傷患者80例作為研究對象。納入標準：1）存在明確外傷史并符合顱腦損傷標準； 2）格拉斯哥昏迷評分（GCS）≤8分；3）均具有正常的肝腎功能；4）符合亞低溫治療條件。排除標準：1）有精神疾病；2）有惡性腫瘤；3）有臟器功能障礙。

依據是否經歷亞低溫治療分組，其中亞低溫治療組（n=40）和常規性治療組（n=40）。亞低溫治療組患者中男性31例（77.5%），女性9例（22.5%），年齡31～57歲，平均（43.3±7.5）歲。常規性治療組患者中男性30例（75.0%），女性10例（25.0%），年齡32～58歲，平均（44.1±7.6）歲。兩組患者的一般資料比較差異均不顯著（P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法

1.2.1 常規性治療組

常規性治療組采用常規性治療。用冰袋對患者進行物理降溫，同時給予患者肌肉注射25 mg氯丙嗪（規格：25 mg，上海禾豐制藥有限公司，國藥準字H31022775）+25 mg異丙嗪進行藥物降溫持續7天。

1.2.2 亞低溫治療組

亞低溫治療組在常規性治療的基礎上同時采用亞低溫治療。采用亞低溫治療儀將降溫速度、目標體溫、水溫分別設定為0.5～1.0℃?h-1、36℃～37℃、25℃～35℃。在達到目標溫度后，停機觀察12 h，如果患者仍然有發熱癥狀，則繼續給予其亞低溫治療。治療過程中對患者的頭頂部、枕部、耳廓進行保護，向患者直腸置入溫度探測儀，采用自然升溫方法復溫，先將治療儀停用，持續五天。

1.3 觀察指標

1.3.1 生命體征

采用中科康馨CCS-103監護儀對兩組患者進行心電監護，記錄對比兩組的基本生命體征。包括體溫、呼吸頻率、脈搏。

1.3.2 Calpain基因和蛋白表達

傷后6 h、12 h、1 d、3 d分別運用熒光PCR對Calpain基因轉錄進行定量測定，引物序列為CATTGCCTCGCTCACTCTCA，運用Western blot對Calpain蛋白表達進行定量測定。

1.3.3 治療效果

分析對比兩組的治療療效。療效評定標準[6]為恢復良好：能夠自理家庭生活；輕度殘疾：部分自理家庭生活；中度殘疾：具有清晰的神志，需要臥床休息；重度殘疾：無法自理家庭生活；植物狀態；死亡。

1.4 統計學分析

2 結果

2.1 亞低溫治療改善基本生命體征

亞低溫治療組患者治療后較治療前的體溫、呼吸頻率、脈搏降低幅度均高于常規性治療組（P＜0.05）。見表1。

2.2 亞低溫治療抑制Calpain基因和蛋白的表達

亞低溫治療組患者傷后6 h、12 h、1 d、3 d的Calpain基因轉錄均低于常規性治療組（P＜0.05），Calpain蛋白表達均低于常規性治療組（P＜0.05）。見表2。

2.3 亞低溫治療提升臨床療效

亞低溫治療組患者的恢復良好率高于常規性治療組（P＜0.05），輕度殘疾率、中度殘疾率、重度殘疾率、植物狀態率、死亡率均低于常規性治療組（P＜0.05）。見表3。

表1 兩組患者治療前后的生命體征比較（±SD，n=40）

表2 兩組患者傷后6h、12h、1d、3d的Calpain基因表達比較（±SD，n=40）

組別n傷后6 h傷后12 h傷后1d傷后3 d傷后6hVS12h傷后6hVS1d傷后6hVS3d t值P值t值P值t值P值 亞低溫治療組400.67±0.030.86±0.020.60±0.070.37±0.01139.140.0008.8540.00094.8680.000 常規性治療組401.00±0.031.41±0.021.30±0.241.03±0.1069.5700.0009.0350.00042.4650.000 t值 49.193147.5817.79010.069 P值 0.0000.0000.0000.000

表3 兩組患者的臨床療效比較[例(%)，n=40]

3 討論

亞低溫治療儀的組成成分為帶冷水回路的降溫毯、降溫帽、溫度傳感器、主機，現階段在臨床相關治療中已經得到了廣泛應用。相關醫學研究表明[7]，在重型顱腦損傷的治療中，亞低溫治療能夠將良好的成效獲取過來，在極大程度上促進患者預后成效的提升，治療效果較高，同時具有較高的可靠性與安全性。本研究結果表明，亞低溫治療組患者治療后較治療前的體溫、呼吸頻率、脈搏降低幅度均高于常規性治療組。亞低溫治療組患者的恢復良好率高于常規性治療組，輕度殘疾率、中度殘疾率、重度殘疾率、植物狀態率、死亡率均低于常規性治療組，和上述研究結果一致。發生這一現象的原因為亞低溫治療儀治療重型顱腦損傷中樞性高熱患者能夠有效改善患者腦內缺氧缺血現象，同時還能夠有效降低患者腦細胞代謝問題，對患者腦水腫進行有效緩解，因此具有明顯的效果[8]。

雖然導致 TBI 的確切物理機制仍存在爭議，但應變引起的神經元件剪切和拉伸被認為是病理學的主要因素。然而，損傷應變閾值以及可識別病理的最早機制仍不清楚。樹突棘是沿著樹突發生神經元之間通信的部位。這些棘的形態是動態的，根據環境和發生的信號，在粗短、細長、絲狀偽足和蘑菇狀之間不斷變化。已顯示樹突棘會對撞擊發生后發生的興奮性毒性條件作出反應，并轉變為興奮性蘑菇表型。釋放到突觸間隙中的谷氨酸與NMDA和AMPA受體結合，導致Ca2+進入導致興奮毒性級聯，激活Calpain。

本研究結果表明，亞低溫治療組患者傷后6 h、12 h、1 d、3 d的Calpain基因轉錄均低于常規性治療組，Calpain蛋白表達均低于常規性治療組，說明Calpain蛋白表達受到亞低溫的影響在轉錄后的層面發生，亞低溫治療能夠在極大程度上對Calpain蛋白表達進行抑制，發生這一現象的原因可能為亞低溫治療能夠增加某種降解Calpain蛋白酶的活性或表達，從而減少Calpain分子。同時，亞低溫治療能夠在極大程度上抑制Calpain合成的某一環節，造成其能夠成比例合成自身核糖體RNA數量。此外，亞低溫治療還可能通過某種內源性途徑，在自身基因上負反饋，增加其轉錄，從而抑制Calpain蛋白水平[9]。從這里我們可以看出，亞低溫治療的腦保護機制可能為對細胞中Calpain蛋白水解作用進行抑制，途徑為對Calpain蛋白表達進行抑制[10]。

綜上所述，重型顱腦損傷亞低溫治療效果良好，能夠改善患者的基本生命體征，抑制Calpain基因和蛋白表達，值得推廣。

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2 Enping Meng, Yi Duan, Xinjun Wang. Therapeutic mechanism of intracranial infection in patients with hydrocephalus after craniocerebral injury based on decompressive craniectomy[J]. Saudi J Biol Sci. 2020; 27(3): 873–880.

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4 Chuan‐Fang Wang, Cheng‐Cheng Zhao, Yi He, et al. Mild hypothermia reduces endoplasmic reticulum stress‐induced apoptosis and improves neuronal functions after severe traumatic brain injury[J]. Brain Behav. 2019; 9(4): 1248.

5 W. Dalton Dietrich, Helen M. Bramlett. Therapeutic Hypothermia and Targeted Temperature Management in Traumatic Brain Injury: Clinical Challenges for Successful Translation[J]. Brain Res. 2016; 1640(Pt A): 94–103.

6 Eko PRASETYO, Andi ASADUL ISLAM, Mochammad HATTA, et al. The Profile of MMP-9, MMP-9 mRNA Expression, -1562 C/T Polymorphism and Outcome in High-risk Traumatic Brain Injury: The Effect of Therapeutic Mild Hypothermia[J]. Neurol Med Chir (Tokyo) 2017; 57(11): 612–619.

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10 王松凡, 閻婷婷, 范波. 長短期亞低溫治療重型顱腦損傷的療效評價[J]. 醫學研究雜志. 2019, 48(08)： 166-170.

（2022-4-28）

馬歡，男，主治醫師，主要從事顱腦外傷診治，Email：dongbi753775@163.com。