前循環缺血性腦卒中患者外周血中白細胞介素-17含量變化及臨床意義

陳大龍 隗永健 杜洪彬

(佳木斯市中心醫院,黑龍江 佳木斯 154002)

腦卒中又稱中風或腦血管意外,是一種由腦組織出血或血液供應障礙所致的一系列以神經系統癥狀為特征的疾病,它是導致殘疾和認知障礙的主要原因〔1〕。腦卒中的發病率、死亡率和致殘率都較高,其死亡率可占全球總量的5.2%,因此可給患者和社會帶來巨大的生理、心理和經濟負擔〔1〕。由于腦卒中常發生于老年人群,因此隨著全球65歲及以上老齡人口的增長,腦卒中發病率也呈逐漸上升趨勢,它已成為世界上第二大死亡原因及我國第一大死亡原因〔2,3〕。

腦卒中可分為缺血性腦卒中和出血性腦卒中,其中缺血性腦卒中是主要類型,約占87%〔4〕。缺血性腦卒中又稱腦梗死,在腦缺血期間,部分大腦因缺乏氧氣和營養供應而引起細胞代謝紊亂,并同時伴有腦組織死亡和局灶性神經元損傷。缺血性腦卒中發作后的梗死面積和神經損傷的嚴重程度取決于發生后的時間、缺血的嚴重程度、全身血壓、靜脈系統和梗死的位置等,其病理生理變化包括離子失衡、神經炎癥和免疫細胞的異常激活等〔1,5〕。缺血幾小時后可致神經細胞死亡,并激活大腦的先天免疫反應,促進炎癥細胞因子、趨化因子、活性氧等神經毒性物質的產生,并介導血腦屏障(BBB)的破壞和一系列炎癥級聯反應發生〔6〕。同時,腦血管內皮細胞中黏附分子的表達增加,促進多形核中性粒細胞、淋巴細胞、單核-巨噬細胞等免疫炎癥細胞經BBB進入腦組織,其可通過識別暴露于中樞神經系統的抗原來激活適應性免疫反應,從而進一步介導繼發性神經元損傷,加重神經功能缺陷〔6〕。治療缺血性腦卒中的策略包括溶栓、抗凝、抗高血壓、神經保護和導管干預等,其中利用組織型纖溶酶原激活劑(tPA)進行靜脈溶栓和基于導管的再灌注是主要的治療方法〔7～9〕。然而,溶栓后血管再通可導致缺血-再灌注損傷,且tPA不具有保護或逆轉神經元缺血-再灌注損傷的作用〔10〕。因此,開發神經保護策略以保護腦細胞免受缺血-再灌注損傷及擴大溶栓治療的時間窗仍是治療缺血性腦卒中的重要目標。

細胞因子是一類在白細胞或免疫細胞之間相互作用的超家族,他們在免疫細胞的信息傳遞和功能調節、T細胞和B細胞的活化、增殖和分化及炎癥反應中發揮至關重要的作用〔11〕。越來越多的證據表明,細胞因子介導的炎癥反應在缺血性腦卒中的發病機制中起著關鍵作用,已成為干預和治療該病的一個潛在靶點。如在缺血性腦卒中所致神經炎癥過程中,一些細胞因子如白細胞介素(IL)-1、IL-10、腫瘤壞死因子(TNF)-α、IL-6、IL-20和IL-17可參與神經炎癥的啟動,而另一些細胞因子,如轉化生長因子(TGF)-β、IL-17、IL-10和IL-23則介導了神經炎癥的發展〔12〕。本研究通過檢測老年急性缺血性腦卒中患者血清不同時間點IL-17的含量,分析其在該類人群發病中的可能機制和臨床診斷價值。

1 資料與方法

1.1一般資料 將2021年1月至2022年12月收治于佳木斯市中心醫院神經內科的急性前循環缺血性腦卒中老年患者和體檢健康老年人群分別設為實驗組和對照組各60例。實驗組男33例、女27例;年齡60～83歲,平均(70.100±5.944)歲;小梗死面積(最大直徑<1.5 cm)患者34例,大梗死面積(最大直徑≥1.5 cm)患者26例。對照組男30例、女30例;年齡60～82歲,平均(69.996±5.932)歲。所有受試者在被納入研究前,已獲得同意并簽署知情同意書。納入標準:研究對象年齡≥60歲;實驗組患者應符合世界衛生組織對急性缺血性腦卒中的診斷標準,且患者應在癥狀出現48 h內經磁共振成像(MRI)和(或)計算機斷層掃描(CT)確診為急性前循環腦梗死。排除標準:伴有代謝性疾病、惡性腫瘤、免疫系統疾病、嚴重感染、心肺肝腎等重要臟器功能不全、出血性腦血管疾病患者和血液系統疾病者;實驗組缺血性腦卒中癥狀出現超過48 h者。

1.2樣本采集和處理 用乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝真空采血管采集肘靜脈血8 ml,血液樣本在室溫條件保存0.5 h內進行離心(2 000 r/min,10 min),收集上層血清移入離心管,封閉后置于-80 ℃冰箱中保存,以避免蛋白失去生物活性。

1.3酶聯免疫吸附試驗(ELISA)檢測 實驗前,將所有樣品、材料及試劑在室溫下平衡;每孔用400 μl 1×清洗緩沖液清洗2次,每次清洗10～15 s,并在清洗后徹底吸除孔板內容物;在吸水紙上敲擊孔板以去除多余的清洗緩沖液,并立即將孔板倒置放在濕吸水紙上以防止其干燥;向每個標準孔中加入100 μl標準品稀釋液,向每個樣品孔中加入樣品稀釋液和樣品各50 μl;向每孔中加入50 μl生物素耦聯試劑;封蓋孔板,室溫下將孔板在400 r/min的搖床上孵育2 h;按上述步驟清洗孔板4次,向所有孔中加入100 μl的鏈霉親和素-辣根過氧化物酶(HRP)溶液;封蓋孔板,室溫下將孔板在400 r/min的搖床上孵育1 h;按上述步驟清洗孔板4次,向所有孔中加入100 μl的3,3′,5,5′-四甲基聯苯胺(TMB)底物溶液;將孔板條在室溫、密閉條件下孵育10 min;當最高濃度標準品孔呈深藍色時,立即向每孔中加入100 μl停止液以停止酶促反應;立即用分光光度計讀取波長為450 nm的吸光度值;繪制標準曲線并計算各樣本濃度。

1.4統計學分析 采用SPSS22.0軟件進行t檢驗、方差分析。

2 結 果

2.1老年前循環急性缺血性腦卒中患者血清IL-17含量 實驗組血清IL-17含量在腦卒中后第1天、第3天和第5天均顯著高于對照組(P<0.05)。實驗組3個時間點的血清IL-17含量有顯著差異(P<0.001),表現為隨著缺血性腦卒中時間的延長,血清IL-17含量呈現逐漸升高的趨勢;而對照組各時間點無明顯差異(P>0.05)。見表1。

表1 兩組血清IL-17含量

2.2老年急性缺血性腦卒中患者血清IL-17含量與年齡的關系 71～83歲患者血清IL-17含量在第3天和第5天均顯著高于60～70歲患者(P<0.05)。兩個年齡段患者隨著缺血性腦卒中時間的延長,血清IL-17含量呈現逐漸升高趨勢,差異顯著(P<0.05)。見表2。

表2 不同年齡段老年急性前循環缺血性腦卒中患者血清IL-17含量

2.3老年急性前循環缺血性腦卒中患者血清IL-17含量與梗死面積的關系 隨著梗死面積的增大,患者血清IL-17含量顯著增高(P<0.05);且無論小面積還是大面積梗死患者,其血清IL-17含量也隨著時間延長而出現明顯升高趨勢(P<0.05)。見表3。

表3 不同梗死面積急性前循環缺血性腦卒中患者血清IL-17含量

3 討 論

缺血性腦卒中開始時短暫的上調炎癥過程可以發揮一定的保護作用,但隨著炎癥刺激的持續擴大,會發生一系列的炎癥級聯反應,導致繼發性腦組織損傷和功能喪失〔13〕。缺血性腦卒中的神經炎癥可涉及中樞系統的所有細胞,但神經膠質細胞的快速激活是神經炎癥的第一個表象〔14〕。神經膠質細胞是中樞神經系統的重要組成部分,其可對神經元提供結構和營養支持,并在正常生理條件下參與中樞神經系統的發育〔15〕。然而,神經膠質細胞在神經發病機制和病理進程中也至關重要,其可通過先天和適應性免疫反應來調節腦卒中后的神經炎癥〔15〕。研究證實,缺血性腦卒中發作后,損傷部位的神經元和神經膠質細胞通過釋放損傷相關模式分子(DAMPs)等產物,立即激活星形膠質細胞,促使其分泌促炎細胞因子、趨化因子和基質金屬蛋白酶等來促進BBB的破壞和外周血中白細胞的招募,最終導致繼發性腦組織損傷〔16〕。

細胞因子在缺血性腦卒中的發病和演進中的作用被廣泛關注。在腦卒中急性期,活化的小膠質細胞分泌一系列炎癥細胞因子,包括腫瘤壞死因子TNF-α、IL-1β和IL-6,它們有助于產生強大的炎癥反應〔15〕。IL-20在缺血性腦損傷中的致病性已在瞬時短暫性大腦中動脈閉塞動物模型中得到證實。腦缺血-再灌注后,血清和梗死區IL-20水平明顯增高,其中膠質細胞是IL-20的主要來源,且上調的IL-20可與IL-1β合作可促進炎癥反應和腦組織損傷〔17,18〕。 IL-6失調與許多臨床疾病包括冠心病、白血病、高血壓、缺血性腦卒中的發生和預后密切相關〔15〕。血清IL-6水平升高是缺血性腦卒中的高風險因素,其可通過介導炎癥效應來影響腦卒中發生的種族差異〔19〕。在缺血性腦卒中患者腦內,IL-6主要定位于大腦皮層的神經元,神經元在缺血3.5 h后開始表達IL-6,再灌注24 h后達到峰值,并持續7 d,且IL-6的免疫反應性在缺血半暗帶上調最多,功能研究發現,當IL-6釋放到腦脊液后可能導致腦血管自動調節功能受損并發生相應組織病理學改變〔20〕。在對接受血栓切除術治療的急性缺血性腦卒中合并大血管閉塞患者的研究中發現中,24 h內的高IL-6水平與患者無效再灌注相關,而入院時較低的IL-6水平與首通效應呈正相關,提示IL-6可能是預測缺血性腦卒中患者預后的標記因子〔21,22〕。

本研究發現,老年急性前循環缺血性腦卒中患者血清IL-17水平顯著提高,且其水平上調與患者年齡、梗死面積有關。IL-17是前循環缺血性腦卒中急性期的一種促炎因子〔23〕。研究表明,樹突細胞是缺血性腦卒中后腦內IL-23的主要來源,樹突細胞在腦卒中后浸潤到血管附近的梗死周圍區域,并誘導γδT細胞產生IL-17,促進中性粒細胞招募到缺血半球〔24〕。此外,星形膠質細胞來源的IL-17也被報道加重缺血性腦卒中的神經元損傷,而當側腦室注射 IL-17中和單克隆抗體可顯著降低星形膠質細胞活化并改善神經功能〔25〕。

綜上,IL-17在老年急性前循環缺血性腦卒中患者的發病機制中具有一定作用。