血清endostatin、AQP-4對急性一氧化碳中毒后遲發性腦病的預測價值*

潘 婧,錢海舟,胡 威△

孝感市中心醫院:1.急診內科;2.神經內科,湖北孝感 432003

急性一氧化碳(CO)中毒是由于吸入濃度過高的CO,其與血紅蛋白結合形成碳氧血紅蛋白,阻止了氧氣的運輸,以及細胞、組織對氧氣的利用,從而導致局部缺氧[1-2]。急性CO中毒是臨床最常見的急癥之一,大腦和心臟等高度依賴氧氣和高代謝率的器官更容易受到CO毒性的影響,遲發性腦病是其最嚴重的并發癥[3]。遲發性腦病可能會導致神經系統功能障礙、記憶障礙、認知功能障礙、帕金森綜合征等多種嚴重的臨床癥狀,且死亡率高,給個人、家庭和社會帶來巨大的經濟負擔[4]。因此,準確預測急性CO中毒患者是否發生遲發性腦病,并積極采取有效措施,對患者的預后具有重要意義。endostatin是位于細胞外基質膠原ⅩⅦ的羧基末端的相對分子質量為20 000的片段,可以被組織蛋白酶、基質金屬蛋白酶、彈性蛋白酶等多種蛋白酶切割,具有抗血管生成、抗纖維化的功能[5]。AQP-4屬于AQP基因家族,由6個螺旋跨膜結構域和2個高度保守的天冬酰胺-脯氨酸-丙氨酸(Asn-Pro-Ala)基序組成,是中樞神經系統中最豐富的水通道蛋白,在神經退行性疾病、癌癥、癲癇等多種疾病中發揮重要作用[6]。然而,目前endostatin、AQP-4在急性CO中毒患者血清中的表達水平及與發生遲發性腦病的關系尚鮮見報道。因此,本研究通過檢測血清endostatin、AQP-4的表達水平,分析二者聯合檢測對急性CO中毒后遲發性腦病發生的預測價值,以期為改善患者預后提供參考依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選取2019年1月至2022年6月于本院治療的96例急性CO中毒患者作為研究組,根據樣本量估算公式排除6例不符合納入標準的患者,選擇其余90例作為研究組。納入標準:(1)符合急性CO中毒相關診斷標準[7];(2)年齡>18歲;(3)臨床病史為患者本人或其家屬提供并且臨床資料完整。排除標準:(1)既往患有腦血管疾病患者;(2)既往有認知功能障礙、精神行為異常、癲癇、腦炎病史及顱內占位性疾病的患者;(3)伴有嚴重的心、肺、肝、腎功能不全患者;(4)合并感染性疾病、血液系統疾病、免疫功能障礙、惡性腫瘤患者。本研究過程遵循《世界醫學協會赫爾辛基宣言》相關倫理要求,所有研究對象對本研究內容知情同意,并自愿簽署知情同意書。

根據急性CO中毒患者的嚴重程度[8]進行分組:患者意識清楚為輕度組(n=26),有意識障礙及淺昏迷為中度組(n=42),中、重度昏迷為重度組(n=22)。對所有急性CO中毒患者進行3個月的隨訪。將急性CO中毒患者清醒一段時間后,再次出現精神及意識障礙、二便失禁、失明、失語、繼發性癲癇等癥狀為主的神經功能障礙,且腦電圖、肺部CT、CT或頭顱磁共振成像(MRI)檢查顯示異常者判斷為遲發性腦病[9]。根據是否發生遲發性腦病將其分為遲發性腦病組(n=26)和非遲發性腦病組(n=64)。選取同期90例體檢健康者作為對照組。收集各組年齡、性別、體重指數、高血壓史、糖尿病史、腦電圖、頭顱MRI、肺部CT、昏迷持續時間等基本資料,以腦電圖檢查出現異常波形則為腦電圖異常,新發肺部感染及出現肺水腫等影像學改變為肺部CT異常,基底節區出現水腫、壞死等,白質區域脫髓鞘影像學改變為頭顱MRI異常。

1.2方法

1.2.1標本采集 急性CO中毒患者入院2 h內、對照組體檢當日靜脈采血3～5 mL于干燥試管中,以3 500 r/min離心10 min(離心半徑12 cm),分離血清后,分裝于無菌EP管中,及時儲存在4 ℃環境下備檢。對于隔天再檢測的樣本,及時分裝后凍存在-80 ℃冰箱中備檢。

1.2.2急性CO中毒患者血清endostatin、AQP-4水平的檢測 采用Varioskan LUX多功能酶標儀(美國賽默飛公司)及對應試劑盒檢測檢測血清endostatin、AQP-4水平,endostatin酶聯免疫吸附試驗(ELISA)試劑盒(貨號:ab100508)購自艾博抗上海貿易有限公司,AQP-4 ELISA試劑盒(貨號:E-EL-H0490c)購自武漢伊萊瑞特生物科技股份有限公司。檢測過程嚴格按照試劑盒說明書進行標準品稀釋、加樣、溫育、配液、洗滌、加酶、溫育、洗滌、顯色、終止、測定、計算等步驟。測定各樣本的吸光度(A)值,繪制標準曲線,依據標準回歸曲線計算患者血清endostatin、AQP-4水平。

2 結 果

2.1研究組和對照組血清endostatin、AQP-4水平比較 與對照組相比,研究組患者血清endostatin和AQP-4水平顯著升高(P<0.05)。見表1。

表1 兩組血清endostatin、AQP-4水平比較

2.2不同程度急性CO中毒患者血清endostatin、AQP-4水平比較 急性CO中毒輕度組患者血清endostatin和AQP-4水平顯著低于中度組、重度組(P<0.05),中度組患者血清endostatin和AQP-4水平顯著低于重度組(P<0.05)。見表2。

表2 不同程度急性CO中毒患者血清endostatin、AQP-4水平比較

2.3急性CO中毒患者血清endostatin與AQP-4的相關性分析 Pearson法分析顯示,急性CO中毒患者血清endostatin水平與AQP-4水平呈顯著正相關(r=0.618,P<0.001)。

2.4急性CO中毒后遲發性腦病組與非遲發性腦病組臨床資料比較 急性CO中毒后遲發性腦病組與非遲發性腦病組腦電圖異常、頭顱MRI異常、昏迷持續時間、endostatin、AQP-4比較,差異有統計學意義(P<0.05);兩組患者年齡、性別、體重指數,以及高血壓史、糖尿病史、肺部CT異常比例比較,差異無統計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 急性CO中毒后遲發性腦病組與非遲發性腦病組臨床資料比較[n(%)或

2.5多因素Logistic回歸分析急性CO中毒患者發生遲發性腦病的影響因素 以急性CO中毒患者是否發生遲發性腦病為因變量(賦值:是=1,否=0),以血清endostatin(連續變量)、AQP-4(連續變量)、腦電圖異常(賦值:是=1,否=0)、頭顱MRI異常(賦值:是=1,否=0)、昏迷持續時間(連續變量)為自變量,將連續變量輸入多元回歸分析。采用逐步回歸方法建立有顯著意義的回歸模型,多因素Logistic回歸分析結果顯示,血清endostatin、AQP-4、腦電圖異常、頭顱MRI異常、昏迷持續時間是急性CO中毒患者發生遲發性腦病的影響因素(P<0.05)。見表4。

表4 多因素Logistic回歸分析急性CO中毒患者發生遲發性腦病的影響因素

2.6血清endostatin、AQP-4對急性CO中毒患者發生遲發性腦病的預測價值 血清endostatin預測急性CO中毒患者發生遲發性腦病的曲線下面積(AUC)為0.874;血清AQP-4預測急性CO中毒患者發生遲發性腦病的AUC為0.872;二者聯合檢測預測急性CO中毒患者發生遲發性腦病的AUC為0.963,血清endostatin、AQP-4二者聯合的預測價值優于單獨預測(P<0.05)。見表5。

表5 血清endostatin、AQP-4對急性CO中毒患者發生遲發性腦病的預測價值

3 討 論

CO中毒是在封閉空間含碳產品的不完全燃燒產生的無色、無味、無刺激性的有毒氣體被人體過量吸入后造成的中毒,是意外傷害的主要來源[10]。急性CO中毒后造成大腦長時間缺氧,導致自由基大量生成,誘導脂質過氧化,從而致使遲發性腦病的發病率很高[11]。目前,遲發性腦病臨床治療效果不佳,致殘率和病死率居高不下[12]。因此,迫切需要開發一種盡早評估急性CO中毒患者發生遲發性腦病的方法,以便及時調整臨床治療策略控制病情,這對CO中毒患者的治療具有重大的現實意義。

endostatin是一種天然存在的膠原蛋白片段,具有鋅結合基序,在調節分子結構穩定性方面起著關鍵作用,其水平升高與心血管損傷、腫瘤、慢性炎癥、動脈粥樣硬化、慢性腎衰竭等多種疾病的發病機制密切相關[13-14]。LAMATTINA等[15]研究發現,淋巴管平滑肌瘤病患者血清endostatin水平顯著升高且與肺CO彌散能力和結節性硬化癥密切相關。ZHAI等[16]研究發現,IgA腎病患者的血清內皮抑素水平顯著升高,且與疾病嚴重程度和預后不良相關。GRIFFITHS等[17]研究發現,endostatin在患有心肺疾病并發癥肺動脈高壓的新生兒血清中顯著升高,為現有臨床標準中較好的預測指標。本研究結果顯示,急性CO中毒患者血清中的endostatin水平顯著高于對照組,隨著疾病嚴重程度的加重而升高,在發生遲發性腦病患者中的表達水平顯著高于非遲發性腦病組,提示血清endostatin水平對于初步判斷急性CO中毒患者病情,評估嚴重程度及判斷是否發生遲發性腦病具有一定的意義。

AQP存在于各種器官中,參與調節水分運輸,大腦中存在幾種AQP,其中最豐富的是AQP-4,AQP-4在血管周圍星形膠質細胞中表達,對于血管周圍腦脊髓液流動和蛋白質清除至關重要[18]。ZHANG等[19]研究發現,敲除小鼠AQP-4基因可以減輕急性水中毒和缺血性中風引起的腦水腫,AQP-4在調節穿過血腦屏障和腦-腦脊液界面的水交換中起著重要作用。ZHOU等[20]發現,血清AQP-4表達與視神經脊髓炎譜系障礙患者發作時神經功能損傷的嚴重程度之間存在相關,且高表達患者癥狀持續時間更長,病程更久,預后更差。

本研究結果顯示,與對照組相比,研究組患者血清AQP-4水平顯著升高,且AQP-4隨著疾病嚴重程度的加重而升高,遲發性腦病組患者AQP-4水平顯著高于非遲發性腦病組,提示AQP-4有望成為急性CO中毒患者預測和病情評估的潛在標志物;進一步研究顯示,血清endostatin水平與AQP-4水平呈顯著正相關,ROC曲線分析結果顯示,endostatin、AQP-4二者聯合預測急性CO中毒患者發遲發性腦病的效能優于單獨預測,表明二者聯合對預測患者遲發性腦病發生具有較高的指導價值。有研究表明,腦電圖異常、頭顱MRI異常、昏迷持續時間是影響急性CO中毒患者發生遲發性腦病的影響因素[21]。本研究通過多因素Logistic回歸分析結果顯示,血清endostatin、AQP-4、腦電圖異常、頭顱MRI異常、昏迷持續時間是急性CO中毒患者發生遲發性腦病的影響因素,提示應密切關注上述因素,以便及時對患者采取干預措施。

綜上所述,血清endostatin、AQP-4水平可反映急性CO中毒患者病情變化,二者聯合預測對急性CO中毒患者發生遲發性腦病有較好的參考價值。然而,endostatin、AQP-4參與急性CO中毒的具體機制仍需進一步研究。本研究尚存在一些局限性,研究人群樣本量相對較小,結果仍需多中心、大樣本、前瞻性研究進一步證實。