不同程度颅脑损伤后炎症因子的表达及其临床意义

王佳，张红玉（新疆医科大学第二附属医院重症医学科，新疆乌鲁木齐830054）



不同程度颅脑损伤后炎症因子的表达及其临床意义

王佳，张红玉
（新疆医科大学第二附属医院重症医学科，新疆乌鲁木齐830054）

摘要：目的探讨颅脑创伤（TBI）后炎症因子[肿瘤坏死因子（TNF-α）、白介素-6（IL-6）及C-反应蛋白（CRP）]与颅脑损伤程度、继发性颅脑损伤（SCI）的关系。方法选取98例TBI患者，根据急性闭合性TBI的分型标准分为轻型、中型及重型TBI，分别为轻型组（29例）、中型组（41例）及重型组（28例），42例健康志愿者作为对照组；分别于TBI后1、3、5、7及12 d取外周静脉血，采用免疫组织化学法（SP）检测患者的TNF-α、IL-6及CRP表达水平，计算脑出血量及脑水肿体积。结果TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均先升高，再下降；但TBI后各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于对照组（P＜0.05）；TBI后1、3及5 d脑出血量逐渐增多、脑水肿体积逐渐增大，TBI后7及12 d脑出血量逐渐减少、脑水肿体积逐渐减小；重型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组及中型组（P＜0.05）；中型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组（P＜0.05）；TBI后TNF-α、IL-6及CRP表达水平与TBI程度、脑出血量及脑水肿体积呈正相关（P＜0.05）。结论TBI程度、脑出血量及脑水肿体积与血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平呈单峰性升降密切相关，可作为TBI病情评估、疗效及预后的检测指标，为TBI采取免疫抑制治疗提供依据。

关键词：颅脑创伤；炎症因子；肿瘤坏死因子；白介素-6；C-反应蛋白

创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）多见于外力强烈作用于头部，导致脑组织损伤，常继发颅内动脉内壁损伤及痉挛性收缩。颅脑损伤属于应激性脑组织创伤，易导致继发性颅脑损伤（secondary craniocerebral injury，SCI），包括脑出血及脑水肿。有关报道，TBI后机体炎症因子表达水平呈显著性波动，在不同程度TBI及诱发SCI中发挥不同的作用[1-2]。Grossman[3]研究认为不同程度TBI及SCI的预后与炎症因子聚焦、浸润TBI病灶密切相关。近年来，应激炎症反应作为TBI的创伤机制被提出来，应激炎症反应中炎症因子，如肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）及C反应蛋白（C reactive protein，CRP）对TBI的病情程度、继发脑出血及脑水肿发挥重要作用。随着TBI的病理研究不断深入、抗炎治疗在一定程度上改善TBI的预后。为了进一步改善TBI的预后及提高疗效，本文旨在探讨颅脑损伤后炎症因子与颅脑损伤程度、SCI的关系。

1　资料与方法

1.1一般资料

选取本院2012年5月-2014年10月收入院治疗的98例TBI患者，根据急性闭合性TBI的分型标准分为轻型组（29例）、中型组（41例）及重型组（28例）。轻型组男性20例，女性9例，平均年龄（43.8±3.6）岁；中型组男性28例，女性13例，平均年龄（45.2±6.1）岁；重型组男性21例，女性7例；平均年龄（45.2±6.1）岁；各组的年龄，性别比例等一般资料差异无统计学意义。TBI致伤原因：交通事故83例，坠物砸伤5例，高空坠落6例，棒打伤4例；TBI病灶：中脑出血30例，脑内出血17例，硬膜外血肿15例，硬脑膜下腔出血16例，蛛网膜下腔出血20例；纳入标准：TBI后12 h内送院急救，经CT检查确诊，无并发多组织器官功能衰竭。42例健康自愿者作为对照组。男性26例，女性16例；年龄22.2～65.8岁，平均（38.5±4.0）岁。

1.2方法

分别于TBI后1、3、5、7及12 d抽取患者空腹时的外周静脉血3 ml，放置离心机15 min（2 500 r/min，5℃），分离血清，置于-70℃冰箱冷冻保存；采用免疫组织化学法（免疫组化法）（streptavidin-perosidase，SP）检测患者的TNF-α、IL-6及CRP表达水平，具体的实验步骤按照试剂盒说明书操作。计算脑出血量及脑水肿体积，根据多田法原理，脑出血量=π/6× 长×宽×高，脑水肿体积=CT扫示病灶区-高密度灶区。

1.3统计学方法

采用SPSS 12.0统计软件进行数据分析，计量资料使用均数±标准差（±s）表示，计数资料用χ2检验；了解炎症因子与TBI程度、脑出血量及脑水肿体积的关系，采用Spearman相关性分析，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2　结果

2.1TBI后血清炎症因子表达水平、脑出血量及脑水肿体积的变化

TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均先升高，再下降；但TBI后各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于对照组（P＜0.05）；TBI后1、3及5 d脑出血量不断增多、脑水肿体积不断增大，TBI后7及12 d脑出血量不断减少、脑水肿体积不断减小。见表1。

2.2不同程度TBI后血清炎症因子的变化

如表2～4所示，重型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组及中型组（P＜0.05）；中型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组（P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表达水平与TBI程度呈正相关（r分别为0.662、0.371及0.324，P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表达水平与脑出血量呈正相关（r分别为0.314、0.669及0.302，P＜0.05）；TBI 后TNF-α、IL-6及CRP表达水平与脑水肿体积呈正相关（r分别为0.325、0.598及0.298，P＜0.05）。

表1　TBI后血清炎症因子表达水平、脑出血量及脑水肿体积的变化（±s）

表1　TBI后血清炎症因子表达水平、脑出血量及脑水肿体积的变化（±s）

组别　TNF-α/（pg/ml）　IL-6/（pg/ml）　CRP/（mg/L）　脑出血量/ml　脑水肿体积/ml对照组　142.15±15.02　104.25±16.35　2.69±1.28 TBI后1 d　169.4±25.64†　243.6±124.30†　29.68±12.36†　10.25±5.24　5.69±2.14 TBI后3 d TBI后5 d 189.2±32.25†220.3±35.35†268.3±138.80†237.5±125.30†45.36±15.69†41.25±14.30†13.67±6.12 16.35±6.87 14.39±5.25 30.24±9.27 TBI后7 d　205.3±32.35†　212.3±102.30†　35.32±10.25†　12.25±5.07　22.25±7.47 TBI后12 d　178.4±26.67†　174.6±78.50†　14.35±5.36†　8.36±3.25　12.17±5.21

注：†与对照组比较，P＜0.05

表2　不同程度TBI后血清TNF-α的变化（pg/ml，±s）

表2　不同程度TBI后血清TNF-α的变化（pg/ml，±s）

组别　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型组　171.54±36.24　202.24±35.36　232.14±35.36　218.24±26.39　186.35±30.25中型组　167.65±25.14　189.24±32.25　221.45±35.16　204.27±32.10　174.41±29.41轻型组　142.58±23.31　175.35±28.35　211.21±24.25　112.10±21.02　152.23±20.54

表3　不同程度TBI后血清IL-6的变化（pg/ml，±s）

表3　不同程度TBI后血清IL-6的变化（pg/ml，±s）

组别　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型组　245.6±127.7　2 786±149.3　255.4±136.3　2 252±112.5　199.6±95.6中型组　240.2±128.6　266.4±140.2　236.6±126.6　210.2±104.5　188.6±90.3轻型组　232.3±126.3　239.6±124.2　218.2±112.0　201.2±95.3　172.3±85.3

表4　不同程度TBI后血清CRP的变化（mg/L，±s）

表4　不同程度TBI后血清CRP的变化（mg/L，±s）

组别　TBI后1 d　TBI后3 d　TBI后5 d　TBI后7 d　TBI后9 d重型组　33.61±13.69　49.68±17.47　45.28±14.57　38.97±14.25　27.36±9.69中型组　30.25±12.47　46.36±15.74　40.28±13.69　34.47±11.24　23.69±8.45轻型组　27.25±11.02　41.02±13.25　32.25±11.07　27.36±7.25　14.25±6.32

3　讨论

TBI的预后及继发性创伤与炎症因子的介导密切相关。在本研究中TBI后1、3、5、7及12 d血清TNF-α表达水平先升高，再下降；但TBI后各个时间点的血清TNF-α、CRP高于对照组。提示TNF-α、CRP可作为TBI病情评估的标志物，介导TBI的免疫损伤。Zhao[4]认为，IL-6作为双重作用的炎症因子，对早期TBI具有神经保护作用；而过度炎症反应时，可加剧SCI病情。本研究结果表明，TBI后IL-6与脑出血量及脑水肿体积呈正相关，提示IL-6主要参与SCI过程。由于重型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组及中型组；中型组各个时间点的血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均高于轻型组，提示血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平均可作为TBI病情评估、疗效及预后的检测指标，为采取免疫抑制治疗TBI提供依据。

TBI病情重、疗效重复性差、致残率及并发症发生率高，与原发TBI及SCI直接相关；而颅内炎症反应是影响原发TBI及STBI预后的重要因素。TBI引起过度炎症反应，炎症因子高度表达，导致脑部微循环紊乱、血脑屏障通透性改变、脑水肿及神经元坏死等，诱发二重创伤，导致TBI预后较差。炎症因子对应激反应、免疫反应、神经修复及组织重建均具有调节作用，对TBI具有多效性及双重性[5]。

TNF-α可由中枢神经系统内多种细胞分泌，介导多种生物活性；与TNF-α受体结合，在免疫炎症反应、神经毒性及细胞毒性中发挥重要作用。郭梅凤[6]研究证实，TNF-α为TBI后最早出现的炎症因子，在TBI早期及继发性炎症反应中高度表达。生理水平的TNF-α可维持T细胞的免疫杀伤能力，但过度炎症反应时,TNF-α可改变血管内壁通透性，释放大量自由基，促发细胞毒性脑水肿；发挥神经毒性，导致神经元坏死；进一步增加血脑屏障的通透性，诱发脑水肿、炎症坏死及脑部微循环障碍。

IL-6是指在多种炎症因子的刺激下，由多种免疫细胞共同介导合成的炎症因子，受TNF-α的转录调控[7]。对于TBI高度表达的IL-6，主要来源于神经胶质细胞，作为TBI早期出现的炎症因子,在TBI血脑屏障缺损状态下，IL-6可转移浸润脑实质，提高血清中IL-6的表达水平。唐忠[8]研究认为，IL-6具有免疫调节、神经元修复及舒张脑血管平滑肌，改善脑部缺氧、缺血状态。

既往研究显示CRP的表达水平与IL-6呈正相关，在应激性神经元损伤条件下，IL-6可促进肝合成分泌CRP[9-10]。CRP作为在细胞急性损伤的炎症反应中合成的急性像蛋白，可作为过度炎症反应的标志物。TBI后CRP作为机体强烈应激原，激活补体系统，加剧免疫损伤。

综上所述，血清TNF-α、IL-6及CRP表达水平与TBI程度、脑出血量及脑水肿体积存在单峰性升降关系，可作为TBI病情评估、疗效及预后的检测指标，为采取免疫抑制治疗TBI提供实验基础。

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（王荣兵编辑）

Expression of inflammatory cytokines after traumatic brain injury and its clinical significance

Jia Wang, Hong-Yu Zhang (ICU, the Second Affiliated Hospital, Xinjiang Medical University, Urumqi, Xinjiang 830054, China)

Abstract:Objective To explore the relationship between inflammatory factors (TNF-α, IL-6 and CRP) following traumatic brain injury (TBI) and brain injury degree and secondary cerebral injury (SCI). Methods According to the criterion for classification of acute closed TBI, 98 patients were divided into mild group (29 cases), moderate group (41 cases) and severe group (28 cases). During the same period, 42 healthy volunteers were selected as the control group. The peripheral blood was taken 1, 3, 5, 7 and 12 d after TBI. Immunohistochemistry SP method was used to detected TNF-α, IL-6 and CRP expression levels; and cerebral hemorrhage amount and cerebral edema volume were calculated. Results Serum TNF-α, IL-6 and CRP expressions first increased, and then decreased 1, 3, 5, 7 and 12 d after TBI. However, serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels at each time point after TBI were significantly higher in the TBI patients than those in the control group (P＜0.05). Cerebral hemorrhage and cerebral edema volume gently increased 1, 3 and 5 d after TBI, but gradually declined 7 and 12 d after TBI. Serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels in the severe group were significantly higher than those in the mild and moderate groups at each time point (P＜0.05). Serum TNF-α, IL-6 and CRP expression levels in the moderate group were significantly higher than those inbook=73,ebook=79the mild group at each time point (P＜0.05). TNF-α, IL-6 and CRP expression levels following TBI were positively correlated with cerebral hemorrhage and cerebral edema (P＜0.05). Conclusions Serum TNF-α, IL-6 and CRP levels show single-peak shapes and are closely related to TBI degree, cerebral hemorrhage and cerebral edema volume. They could be used as indexes for assessment of disease, treatment effect and prognosis of TBI, and also provide the basis for immunosuppressive therapy.

Keywords:traumatic brain injury; inflammatory factor; TNF-α; IL-6; CRP

收稿日期：2015-05-07

文章编号：1005-8982（2016）03-0072-04

DOI:10.3969/j.issn.1005-8982.2016.03.015

中图分类号：R651.15

文献标识码：A