前循环缺血性脑卒中患者外周血中白细胞介素-17含量变化及临床意义

陈大龙 隗永健 杜洪彬

(佳木斯市中心医院,黑龙江 佳木斯 154002)

脑卒中又称中风或脑血管意外,是一种由脑组织出血或血液供应障碍所致的一系列以神经系统症状为特征的疾病,它是导致残疾和认知障碍的主要原因〔1〕。脑卒中的发病率、死亡率和致残率都较高,其死亡率可占全球总量的5.2%,因此可给患者和社会带来巨大的生理、心理和经济负担〔1〕。由于脑卒中常发生于老年人群,因此随着全球65岁及以上老龄人口的增长,脑卒中发病率也呈逐渐上升趋势,它已成为世界上第二大死亡原因及我国第一大死亡原因〔2,3〕。

脑卒中可分为缺血性脑卒中和出血性脑卒中,其中缺血性脑卒中是主要类型,约占87%〔4〕。缺血性脑卒中又称脑梗死,在脑缺血期间,部分大脑因缺乏氧气和营养供应而引起细胞代谢紊乱,并同时伴有脑组织死亡和局灶性神经元损伤。缺血性脑卒中发作后的梗死面积和神经损伤的严重程度取决于发生后的时间、缺血的严重程度、全身血压、静脉系统和梗死的位置等,其病理生理变化包括离子失衡、神经炎症和免疫细胞的异常激活等〔1,5〕。缺血几小时后可致神经细胞死亡,并激活大脑的先天免疫反应,促进炎症细胞因子、趋化因子、活性氧等神经毒性物质的产生,并介导血脑屏障(BBB)的破坏和一系列炎症级联反应发生〔6〕。同时,脑血管内皮细胞中黏附分子的表达增加,促进多形核中性粒细胞、淋巴细胞、单核-巨噬细胞等免疫炎症细胞经BBB进入脑组织,其可通过识别暴露于中枢神经系统的抗原来激活适应性免疫反应,从而进一步介导继发性神经元损伤,加重神经功能缺陷〔6〕。治疗缺血性脑卒中的策略包括溶栓、抗凝、抗高血压、神经保护和导管干预等,其中利用组织型纤溶酶原激活剂(tPA)进行静脉溶栓和基于导管的再灌注是主要的治疗方法〔7～9〕。然而,溶栓后血管再通可导致缺血-再灌注损伤,且tPA不具有保护或逆转神经元缺血-再灌注损伤的作用〔10〕。因此,开发神经保护策略以保护脑细胞免受缺血-再灌注损伤及扩大溶栓治疗的时间窗仍是治疗缺血性脑卒中的重要目标。

细胞因子是一类在白细胞或免疫细胞之间相互作用的超家族,他们在免疫细胞的信息传递和功能调节、T细胞和B细胞的活化、增殖和分化及炎症反应中发挥至关重要的作用〔11〕。越来越多的证据表明,细胞因子介导的炎症反应在缺血性脑卒中的发病机制中起着关键作用,已成为干预和治疗该病的一个潜在靶点。如在缺血性脑卒中所致神经炎症过程中,一些细胞因子如白细胞介素(IL)-1、IL-10、肿瘤坏死因子(TNF)-α、IL-6、IL-20和IL-17可参与神经炎症的启动,而另一些细胞因子,如转化生长因子(TGF)-β、IL-17、IL-10和IL-23则介导了神经炎症的发展〔12〕。本研究通过检测老年急性缺血性脑卒中患者血清不同时间点IL-17的含量,分析其在该类人群发病中的可能机制和临床诊断价值。

1 资料与方法

1.1一般资料 将2021年1月至2022年12月收治于佳木斯市中心医院神经内科的急性前循环缺血性脑卒中老年患者和体检健康老年人群分别设为实验组和对照组各60例。实验组男33例、女27例;年龄60～83岁,平均(70.100±5.944)岁;小梗死面积(最大直径<1.5 cm)患者34例,大梗死面积(最大直径≥1.5 cm)患者26例。对照组男30例、女30例;年龄60～82岁,平均(69.996±5.932)岁。所有受试者在被纳入研究前,已获得同意并签署知情同意书。纳入标准:研究对象年龄≥60岁;实验组患者应符合世界卫生组织对急性缺血性脑卒中的诊断标准,且患者应在症状出现48 h内经磁共振成像(MRI)和(或)计算机断层扫描(CT)确诊为急性前循环脑梗死。排除标准:伴有代谢性疾病、恶性肿瘤、免疫系统疾病、严重感染、心肺肝肾等重要脏器功能不全、出血性脑血管疾病患者和血液系统疾病者;实验组缺血性脑卒中症状出现超过48 h者。

1.2样本采集和处理 用乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝真空采血管采集肘静脉血8 ml,血液样本在室温条件保存0.5 h内进行离心(2 000 r/min,10 min),收集上层血清移入离心管,封闭后置于-80 ℃冰箱中保存,以避免蛋白失去生物活性。

1.3酶联免疫吸附试验(ELISA)检测 实验前,将所有样品、材料及试剂在室温下平衡;每孔用400 μl 1×清洗缓冲液清洗2次,每次清洗10～15 s,并在清洗后彻底吸除孔板内容物;在吸水纸上敲击孔板以去除多余的清洗缓冲液,并立即将孔板倒置放在湿吸水纸上以防止其干燥;向每个标准孔中加入100 μl标准品稀释液,向每个样品孔中加入样品稀释液和样品各50 μl;向每孔中加入50 μl生物素耦联试剂;封盖孔板,室温下将孔板在400 r/min的摇床上孵育2 h;按上述步骤清洗孔板4次,向所有孔中加入100 μl的链霉亲和素-辣根过氧化物酶(HRP)溶液;封盖孔板,室温下将孔板在400 r/min的摇床上孵育1 h;按上述步骤清洗孔板4次,向所有孔中加入100 μl的3,3′,5,5′-四甲基联苯胺(TMB)底物溶液;将孔板条在室温、密闭条件下孵育10 min;当最高浓度标准品孔呈深蓝色时,立即向每孔中加入100 μl停止液以停止酶促反应;立即用分光光度计读取波长为450 nm的吸光度值;绘制标准曲线并计算各样本浓度。

1.4统计学分析 采用SPSS22.0软件进行t检验、方差分析。

2 结 果

2.1老年前循环急性缺血性脑卒中患者血清IL-17含量 实验组血清IL-17含量在脑卒中后第1天、第3天和第5天均显著高于对照组(P<0.05)。实验组3个时间点的血清IL-17含量有显著差异(P<0.001),表现为随着缺血性脑卒中时间的延长,血清IL-17含量呈现逐渐升高的趋势;而对照组各时间点无明显差异(P>0.05)。见表1。

表1 两组血清IL-17含量

2.2老年急性缺血性脑卒中患者血清IL-17含量与年龄的关系 71～83岁患者血清IL-17含量在第3天和第5天均显著高于60～70岁患者(P<0.05)。两个年龄段患者随着缺血性脑卒中时间的延长,血清IL-17含量呈现逐渐升高趋势,差异显著(P<0.05)。见表2。

表2 不同年龄段老年急性前循环缺血性脑卒中患者血清IL-17含量

2.3老年急性前循环缺血性脑卒中患者血清IL-17含量与梗死面积的关系 随着梗死面积的增大,患者血清IL-17含量显著增高(P<0.05);且无论小面积还是大面积梗死患者,其血清IL-17含量也随着时间延长而出现明显升高趋势(P<0.05)。见表3。

表3 不同梗死面积急性前循环缺血性脑卒中患者血清IL-17含量

3 讨 论

缺血性脑卒中开始时短暂的上调炎症过程可以发挥一定的保护作用,但随着炎症刺激的持续扩大,会发生一系列的炎症级联反应,导致继发性脑组织损伤和功能丧失〔13〕。缺血性脑卒中的神经炎症可涉及中枢系统的所有细胞,但神经胶质细胞的快速激活是神经炎症的第一个表象〔14〕。神经胶质细胞是中枢神经系统的重要组成部分,其可对神经元提供结构和营养支持,并在正常生理条件下参与中枢神经系统的发育〔15〕。然而,神经胶质细胞在神经发病机制和病理进程中也至关重要,其可通过先天和适应性免疫反应来调节脑卒中后的神经炎症〔15〕。研究证实,缺血性脑卒中发作后,损伤部位的神经元和神经胶质细胞通过释放损伤相关模式分子(DAMPs)等产物,立即激活星形胶质细胞,促使其分泌促炎细胞因子、趋化因子和基质金属蛋白酶等来促进BBB的破坏和外周血中白细胞的招募,最终导致继发性脑组织损伤〔16〕。

细胞因子在缺血性脑卒中的发病和演进中的作用被广泛关注。在脑卒中急性期,活化的小胶质细胞分泌一系列炎症细胞因子,包括肿瘤坏死因子TNF-α、IL-1β和IL-6,它们有助于产生强大的炎症反应〔15〕。IL-20在缺血性脑损伤中的致病性已在瞬时短暂性大脑中动脉闭塞动物模型中得到证实。脑缺血-再灌注后,血清和梗死区IL-20水平明显增高,其中胶质细胞是IL-20的主要来源,且上调的IL-20可与IL-1β合作可促进炎症反应和脑组织损伤〔17,18〕。 IL-6失调与许多临床疾病包括冠心病、白血病、高血压、缺血性脑卒中的发生和预后密切相关〔15〕。血清IL-6水平升高是缺血性脑卒中的高风险因素,其可通过介导炎症效应来影响脑卒中发生的种族差异〔19〕。在缺血性脑卒中患者脑内,IL-6主要定位于大脑皮层的神经元,神经元在缺血3.5 h后开始表达IL-6,再灌注24 h后达到峰值,并持续7 d,且IL-6的免疫反应性在缺血半暗带上调最多,功能研究发现,当IL-6释放到脑脊液后可能导致脑血管自动调节功能受损并发生相应组织病理学改变〔20〕。在对接受血栓切除术治疗的急性缺血性脑卒中合并大血管闭塞患者的研究中发现中,24 h内的高IL-6水平与患者无效再灌注相关,而入院时较低的IL-6水平与首通效应呈正相关,提示IL-6可能是预测缺血性脑卒中患者预后的标记因子〔21,22〕。

本研究发现,老年急性前循环缺血性脑卒中患者血清IL-17水平显著提高,且其水平上调与患者年龄、梗死面积有关。IL-17是前循环缺血性脑卒中急性期的一种促炎因子〔23〕。研究表明,树突细胞是缺血性脑卒中后脑内IL-23的主要来源,树突细胞在脑卒中后浸润到血管附近的梗死周围区域,并诱导γδT细胞产生IL-17,促进中性粒细胞招募到缺血半球〔24〕。此外,星形胶质细胞来源的IL-17也被报道加重缺血性脑卒中的神经元损伤,而当侧脑室注射 IL-17中和单克隆抗体可显著降低星形胶质细胞活化并改善神经功能〔25〕。

综上,IL-17在老年急性前循环缺血性脑卒中患者的发病机制中具有一定作用。