急性脑血管病致多器官功能障碍综合征内毒素、炎症因子表达及心率变异性的变化研究

李 进，温莉莉，戴宏伟，司志华，刘金之，徐 珊，叶体辉，贺 燕

急性脑血管病致多器官功能障碍综合征内毒素、炎症因子表达及心率变异性的变化研究

李 进1，温莉莉2，戴宏伟3，司志华4，刘金之4，徐 珊4，叶体辉5，贺 燕4

目的 观察急性脑血管病(ACVD)致多器官功能障碍综合征(MODS)病人血清内毒素、肿瘤坏死因子(TNF-α)表达和神经功能、急性生理及慢性健康状况评分(APACHEⅡ)、心率变异性(HRV)等指示，监测其与腔隙性脑梗死病人和健康人对比研究，明确ACVD致MODS时内毒素、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、交感-迷走神经功能的变化规律，及其与疾病严重程度的关系。方法 筛选ACVD致MODS病人MODS组、腔隙性脑梗死病人(腔梗组)及同期健康体检者(对照组)各30例，分别于发病24 h、72 h、7 d、14 d空腹取血送检血常规、肝肾功能，同时采用改良基质显色法试验测定血清内毒素含量，酶标免疫吸附法检测TNF-α的表达；90例受试者各时相点评定心率变异性(HRV)、美国国立卫生院卒中量表(NIHSS)、APACHEⅡ、药物治疗调查表，对比分析。结果 MODS组与腔梗组、对照组相比，MODS组各时相点白细胞(WBC)、谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、肌酐(Cr)、内毒素、TNF-α表达及NIHSS评分、APACHEⅡ评分、HRV的低/高频段功率比(LF/HF) 均显著高于腔梗组和对照组(P<0.01)；MODS组各时相点低频段功率(LF)、高频段功率(HF)均显著低于腔梗组和对照组(P<0.01)； MODS组各时相点内毒素、TNF-α与NIHSS评分、APACHEⅡ评分、外周血WBC、ALT、AST、Cr进行Pearson相关分析显示：内毒素、TNF-α与NIHSS评分、APACHEⅡ评分、外周血WBC、ALT、AST、Cr测定值呈正相关。结论 ACVD致MODS病人均出现严重的内毒素血症、炎症因子高表达及交感-迷走神经张力失衡，其疾病严重程度与内毒素、TNF-α的高表达有关。

急性脑血管病；多器官功能障碍综合征；交感-迷走神经；内毒素；肿瘤坏死因子；心率变异性

多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)是指机体遭受急性重大创伤24 h后，序贯或同时出现2个或2个以上器官功能不全，并达到各自的诊断标准[1]。MODS的机制至今未明，临床无有效救治方法。关于其发病机制也存在多种假说，其中备受关注并被广泛接受的是肠道细菌与内毒素易位导致内毒素血症和失控的炎症反应导致全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response Syndrome，SIRS)假说[2]，而自主神经功能障碍导致交感-迷走神经张力失衡，在MODS发生发展中的作用也逐渐成为研究热点[3-6]。但上述研究主要集中于创伤领域，急性脑血管病(acute cerebrovascular disease，ACVD)致MODS的相关研究缺乏。本课题组即在前期动物实验研究的基础上，通过动态监测ACVD致MODS和腔梗性脑梗死病人及健康人群外周血内毒素和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、心率变异性(heart rate variability，HRV)、神经功能、急性生理、慢性健康状况评分(neurological function and acute physiology and chronic health evaluationⅡ，APACHEⅡ)变化规律，解析上述指标间的相关性，探讨ACVD致MODS可能的发病机制，以期为ACVD致MODS临床救治提供可靠理论依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2013年2月—2014年9月山东中医药大学第二附属医院神经内、外科ACVD致MODS病人30例(MODS组)，其中男性18例，女性12例，年龄56.58岁±11.59岁；脑出血3例，脑梗死27例。纳入标准：符合ACVD和MODS的诊断标准[7-8]；病人发病在24 h以内；入组者自愿参与本研究，同时签署知情同意书(无行为能力者由监护人同意并签署)。排除标准：本次发病前即患有重大疾病，如严重心、脑、肺、肝、肾、胃肠功能障碍、严重血液病、重症感染等；迄今3个月以来参与其他临床试验。剔除标准：入组后发现与入组标准不一致者；入组后不配合本研究方案治疗者。脱落标准：出现严重不良事件而不能将本研究方案继续者；受试者不配合本研究方案不能确信完成本研究者。另选取同期来自山东中医药大学第二附属医院健康查体中心体检的健康查体者30名(对照组)，男性17名，女性13名；年龄52.29岁±13.56岁。选择2013年2月—2014年9月山东中医药大学第二附属医院神经内、外科腔隙性脑梗死病人30例(腔梗组)，其中男性17例，女性13例，年龄54.81岁±10.13岁。

1.2 方法 90例受试者均在发病24 h、72 h、7 d、14 d，清晨空腹抽取肘静脉血15 mL，留取5 mL立即送检血常规、肝功能、肾功能、心肌酶学。其余10 mL置于抗凝试管中，2 000 r/min离心10 min，分别收取上层血清分装，冷冻于-80℃冰箱保存。采用改良基质显色法鲎试验测定内毒素含量。酶标记免疫吸附法(ELISA)检测TNF-α的表达。90例受试者分别于发病、入组24 h、72 h、7 d、14 d四个时相点测定心率变异性，指标包括：低频段功率(LF)、高频段功率(HF)、低/高频段功率比(LF/HF)、评定美国国立卫生院卒中量表(NIHSS)、APACHEⅡ、填写药物治疗调查表。

2 结 果

2.1 各组时相谷丙转氨酶(ALT)、谷草转氨酶(AST)、肌酐(Cr)、白细胞(WBC)比较 MODS组与腔梗组及对照组比较，ALT、AST、Cr、WBC显著高于腔梗组及对照组(P<0.01)。详见表1～4。

表1 各组间ALT结果比较 (±s) U/L

表2 各组间AST结果比较 (±s) U/L

表3 各组间Cr结果比较(±s) μmol/L

表4 各组间WBC 计数比较(±s) ×109/L

2.2 MODS组与腔梗组、对照组不同时相内毒素、TNF-α含量比较 MODS组各时相点内毒素及TNF-α含量明显高于腔梗组及对照组(P<0.01)。详见表5、表6。

表5 各组间内毒素含量比较 (±s) Eu/mL

表6 各组间TNF-α表达比较 (±s) ng/L

2.3 MODS组与腔梗组、对照组HRV各指标比较 MODS组各时相点LF、HF均显著低于腔梗组和对照组(P<0.01)，LF/HF均显著高于腔梗组和对照组(P<0.01)，详见表7。

2.4 Pearson相关分析 MODS组内毒素、TNF-α含量与NIHSS评分、APACHEⅡ评分、WBC计数、ALT、AST、Cr分别在发病24 h、72 h、7 d、14 d进行相关分析。内毒素含量、TNF-α含量与NIHSS评分、APACHEⅡ评分、ALT、AST、Cr测定值呈正相关。详见表8。

表7 各组间HRV各指标比较(±s)

表8 MODS组内毒素、TNF-α含量与APACHEⅡ等指标相关分析

3 讨 论

正常生理情况下，宿主完整的肠黏膜机械屏障和肠道菌群的微生态平衡及健全的免疫防御系统，肠道细菌不易发生易位，但在多种应激因素打击下，机体肠黏膜屏障破坏则可引起肠道细菌易位和内毒素血症的发生，进一步发展可能诱发脓毒血症、SIRS及MODS[9-10]。徐晓筑等[11]研究证实，在严重颅脑外伤病人早期存在内毒素血症及炎性介质的过度释放，继而诱发MODS的发生。Gruber等[12]发现蛛网膜下腔出血后血清中可溶性TNF受体-I、IL-1受体拮抗物、IL-6的异常改变与SIRS发生率、脑外器官功能障碍发生率存在密切关系。王蕾等[13]动物实验证实，大鼠脑出血致MODS模型存在内毒素血症和炎症因子TNF-α在各脏器的异常表达，提示内毒素血症刺激炎症因子TNF-α的异常释放，诱发SIRS，导致MODS的发生。Qu等[14]观察脑出血致MODS模型也发现，模型鼠血清内毒素含量明显升高，内毒素受体CD14 mRNA和IL-1β在肠组织表达明显增加，提示ACVD的严重打击导致肠道黏膜屏障功能破坏，内毒素易位导致内毒素血症，进而诱发炎症因子释放，导致失控的SIRS诱发MODS。

本研究中MODS组病人各时相点血清内毒素含量、TNF-α表达、WBC计数、ALT、AST、Cr数值和NIHSS评分、APACHEⅡ评分显著高于腔梗组和对照组(P<0.01)，且TNF-α、内毒素含量与NIHSS评分、APACHEⅡ评分、WBC计数、ALT、AST、Cr呈显著正相关，提示ACVD致MODS过程中持续存在严重的内毒素血症和SIRS，内毒素血症可能是诱发和加重SIRS导致MODS不良预后的原因。Godin等[15]于1996年提出了一种新的、互补MODS发病机制假说，即相互关联器官之间的“解偶联假说”，其认为人体各相互作用器官之间的“解偶联”促进了MODS的发展，而这种解偶联实际上是自主神经功能障碍的一种表现，可以通过HRV进行检测。对健康志愿者静脉注射内毒素，检测到可逆的HRV减低。HRV是逐次心跳RR间期变异，可用于定量评价自主神经系统功能变化，HRV信号功率谱中的高频段功率反应副交感神经功能活性，而低频段功率反应交感神经功能活性，低/高频段功率比反应交感与迷走神经的均衡性[16]，脓毒症病人存在自主神经功能障碍，并且HRV减低是其重要特征表现。Seely 等[17]应用非线性的分析方法分析HRV，得出结论支持“解偶联假说”，并强调HRV的改变是MODS的病理生理特点。Toweill 等[18]发现在脓毒症及严重脓毒症病人HRV是减低的，随病情恢复HRV可增高。后来越来越多的研究说明狭窄的HRV是脓毒症性MODS 病人自主神经功能障碍的一个重要特征，并且是预后不良的一个标志，病死率呈几倍的增加[19-20]。刘晓洁等[21]证实急性脑卒中不论是脑梗死还是脑出血均可导致HRV降低。

本研究中MODS组各时相点LF、HF均显著低于腔梗组和对照组(P<0.01)，LF/HF均显著高于腔梗组和对照组(P<0.01)，提示ACVD致MODS病人，交感和副交感神经活动均减弱，但交感神经活动仍占优势，即相对于交感神经的活动，迷走神经活性处于较低的状态，存在交感-迷走神经张力失衡。

ACVD致MODS病人均出现严重内毒素血症、炎症因子高表达及交感-迷走神经张力失衡，且临床疾病严重程度与内毒素、TNF-α的高表达有关，提示内毒素血症、炎症因子表达及交感-迷走神经张力失衡在ACVD致MODS的病理过程中发挥了重要作用。

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(本文编辑王雅洁)

山东省自然科学基金(No.ZR2015HL120)；山东省中医药科技发展计划资助项目(No.2013ZDZK-068)

1.山东中医药大学2014级研究生(济南 250000)；2.山东省栖霞市人民医院；3.山东中医药大学第二附属医院；4.山东大学附属山东省千佛山医院；5.山东省千佛山医院集团曹县医院

贺燕，E-mail：13386406815@163.com

R743.3 R255.2

A

10.3969/j.issn.1672-1349.2017.03.009

1672-1349(2017)03-0289-04

2016-12-16)

引用信息：李进，温莉莉，戴宏伟，等.急性脑血管病致多器官功能障碍综合征内毒素、炎症因子表达及心率变异性的变化研究[J].中西医结合心脑血管病杂志，2017，15(3)：298-292.