急性期脑出血患者血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6水平和出血灶周围水肿脑组织体积的相关性

张极星，张艳国，赵亮，黄丽娟，王占强

(1齐齐哈尔医学院附属三院，黑龙江齐齐哈尔161000；2沧州市人民医院)



急性期脑出血患者血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6水平和出血灶周围水肿脑组织体积的相关性

张极星1，张艳国1，赵亮1，黄丽娟1，王占强2

(1齐齐哈尔医学院附属三院，黑龙江齐齐哈尔161000；2沧州市人民医院)

目的 观察脑出血患者急性期(出血后14 d内)血清细胞间黏附分子1(ICAM-1)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)、血清肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)水平及出血周围水肿脑组织体积变化，并分析其相关性。方法 选择109例脑出血患者，采用ELISA法检测患者脑出血后第1、3、7、14天血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6，行头颅CT检查测算出血灶周围水肿脑组织体积。采用Pearson积矩相关分析法分析患者脑出血后第1、3、7、14天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积的相关性。结果 本组患者脑出血后第3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平均高于第1天(P均<0.05)，且第7天血清ICAM-1、MMP-9水平高于第3天(P均<0.05)；脑出血后第14天血清ICAM-1、MMP-9水平低于第1天(P均<0.05)。本组患者脑出血后第14天血清TNF-α、IL-6水平低于第1、3、7天时(P均<0.05)。患者脑出血后出血灶周围水肿脑组织体积逐渐增大(P均<0.05)。患者脑出血后第1、3、7、14天血清ICAM-1水平与血清MMP-9水平呈正相关(P均<0.05)；脑出血后第1、3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积均呈正相关(P均<0.05)；脑出血后第14天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平呈正相关(P均<0.05)。结论 脑出血患者出血后第1、3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平逐渐升高，出血灶周围水肿脑组织体积逐渐增大。脑出血患者出血后第1、3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积呈正相关；脑出血后第14天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平呈正相关。

脑出血；脑水肿；细胞间黏附分子1；基质金属蛋白酶9；肿瘤坏死因子α；白细胞介素6

脑出血后脑组织水肿是导致脑出血患者残疾和死亡的重要原因[1]。脑出血后脑组织水肿发生的主要原因是出血周围脑组织微血管通透性增加和炎症反应。动物实验发现，细胞间黏附分子1(ICAM-1)、基质金属蛋白酶9(MMP-9)的表达与脑组织微血管通透性和炎症反应程度有关[2～4]，但尚未见人体的相关研究。本研究观察了脑出血患者急性期(出血后14 d内)血清ICAM-1、MMP-9、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)水平及出血灶周围水肿脑组织体积的变化，并分析上述指标的相关性。现报告如下。

1 资料与方法

1.1 临床资料 收集2014年1月～2016年12月收治的109例脑出血患者。其中男67例、女42例；年龄28～69(58.9±6.2)岁；脑出血后入院时间0.8～9.5(3.8±0.5)h；合并高血压29例，糖尿病8例。纳入标准：①符合全国第四届脑血管学术会议修订的脑出血诊断标准[6]；②经头颅CT或者MRI检查证实为脑出血；③首次出血且病程<24 h；④年龄18～70岁；⑤均行保守治疗，治疗方法相同，住院时间>14 d。排除标准：①心脏功能不全者；②肝、肾功能障碍者；③外伤所致的脑出血者；④血管畸形或脑动脉瘤破裂所致的脑出血者；⑤急、慢性炎症性疾病者；⑥合并其他可能影响本研究结果的疾病的患者。本研究已获得我院医学伦理委员会的批准，研究对象或家属均已签署知情同意书。

1.2 血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6检测 分别于患者脑出血后第1、3、7、14天清晨空腹抽取肘静脉血4 mL，以3 000 r/min离心10 min后收集上清液，-20 ℃保存，留待检测。采用ELISA法检测血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6，严格按照试剂盒说明书操作。

1.3 出血灶周围水肿脑组织体积测算方法 患者脑出血后第1、3、7、14天各行头颅CT检查1次，根据多田公式[7]计算血肿和出血灶周围水肿脑组织体积。血肿体积(mL)=1/2×长径×宽径×层厚×层面数。出血灶周围水肿脑组织体积(mL)=病灶体积-血肿体积。

2 结果

2.1 脑出血后不同时间患者血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积变化 见表1。本组患者脑出血后第3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平高于第1天(P均<0.05)，且脑出血第7天血清ICAM-1、MMP-9水平高于第3天(P均<0.05)；脑出血后第14天血清ICAM-1、MMP-9水平低于第1天(P均<0.05)。患者脑出血后第1、3、7天血清TNF-α、IL-6水平差异无统计学意义(P均>0.05)；脑出血后第14天血清TNF-α、IL-6水平低于第1、3、7天(P均<0.05)。本组患者脑出血后出血灶周围水肿脑组织体积逐渐增大(P均<0.05)。

表1 脑出血后不同时间患者血清ICAM-1、MMP-9、TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积比较

注：与第1天比较，aP<0.05；与第3天比较，bP<0.05；与第7天比较，cP<0.05。

2.2 脑出血后不同时间患者血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积的相关性 详见表2。患者脑出血后第1、3、7、14天，血清ICAM-1水平与血清MMP-9水平呈正相关(P<0.05)；脑出血后第1、3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积均呈正相关(P均<0.05)；脑出血后第14天血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平呈正相关(P均<0.05)，与出血灶周围水肿脑组织体积无相关性(P均>0.05)。

表2 脑出血后不同时间患者血清ICAM-1、MMP-9水平与血清TNF-α、IL-6水平及出血灶周围水肿脑组织体积的相关系数

3 讨论

脑出血后脑水肿是脑出血患者重要的继发性脑损伤，也是最常见的病理生理改变，炎症反应在其发生过程中有重要作用[8]。脑出血发生早期，血肿的占位性效应引起炎症细胞的浸润，激活黄嘌呤氧化酶系统而使大量的自由基释放，损伤血管内皮细胞，最终引起细胞毒性脑水肿，并进一步增加血脑屏障的通透性而导致血管性脑水肿[9,10]。

ICAM-1是在中枢神经系统中广泛表达的黏附分子，通过介导白细胞的黏附和活化而参与机体的炎症反应。研究表明[11]，ICAM-1在正常机体的血管内皮细胞中呈低表达，当组织出现缺血缺氧状态或者炎症反应时，ICAM-1表达水平升高。MMP-9可使细胞外基质中的多种成分降解。动物实验结果显示[12]，在机体出现炎症反应时，多种细胞因子在转录因子激活蛋白1(AP-1)、核转录因子κB(NF-κB)的介导下可使MMP-9表达上调，而MMP-9过度表达则可能使血脑屏障遭到破坏，引起血管源性脑水肿。

TNF-α具有广泛的生物学功能，是由内皮细胞和单核巨噬细胞等所产生和分泌的多肽类细胞因子，参与了炎症反应、免疫防御及凝血等过程。研究证实[13]，TNF-α在脑出血后神经组织中的表达水平明显上调，可作为脑出血后炎症反应的重要标志物。IL-6主要是由淋巴细胞以及多种非淋巴细胞在外界因素的刺激下所产生的炎症因子，在炎症反应过程中发挥重要作用，不仅能促进急性期蛋白的合成和组织细胞的生长，还能刺激组织细胞的分化，研究[14]表明，脑出血患者血清中IL-6水平升高，可促进抗原大量产生、刺激免疫系统的免疫应答反应，激活炎症细胞合成和分泌IL-6，是反映脑出血后炎症反应的重要指标。

本研究结果显示，脑出血患者脑出血后第1、3、7天，血清ICAM-1、MMP-9水平呈逐渐上升趋势，第14天血清ICAM-1、MMP-9表达水平低于第1天。提示ICAM-1、MMP-9可能参与了脑出血的病理生理过程。其机制可能是脑出血后炎症反应增强，炎症细胞和炎症因子通过血脑屏障进入到脑组织，刺激ICAM-1、MMP-9表达上调，造成继发性的脑损伤。研究[15,16]发现，自发性脑出血患者血肿周围的神经细胞有大量的ICAM-1、MMP-9表达，并且在第3天到达高峰且持续到第10天，与本研究结果变化趋势相似。

本研究发现，脑出血后第1、3、7天，患者血清TNF-α、IL-6水平上升。脑出血使脑组织细胞损伤或者坏死，诱发大量的抗原刺激免疫系统产生强烈的免疫反应，激活淋巴细胞以及单核巨噬细胞等，最终产生TNF-α、IL-6等炎症因子[17]。该结果同时说明TNF-α、IL-6可作为反映脑出血患者炎症反应的重要标志物。本研究结果显示，脑出血发生后出血灶周围水肿脑组织体积逐渐增大。脑出血部位因为炎症反应的刺激，浸润在病灶组织中的单核细胞及中性粒细胞可产生大量的氧自由基，造成广泛性脑组织损伤，使血脑屏障通透性增加，脑组织周围水肿。

Pearson积矩相关分析结果显示，本组患者出血后第1、3、7、14天，血清ICAM-1与MMP-9呈正相关，提示两指标通过协同作用共同参与脑出血后脑组织的继发性损伤。脑出血后第1、3、7、14天，血清ICAM-1、MMP-9与血清TNF-α、IL-6均呈正相关，提示血清ICAM-1、MMP-9也可作为间接反映脑出血患者炎症反应状态的重要指标。此外，本研究结果显示，本组患者脑出血后第1、3、7天血清ICAM-1、MMP-9水平与出血灶周围水肿脑组织体积呈正相关，提示ICAM-1、MMP-9均参与了脑出血后血肿周围水肿的形成，可能是因为脑出血后ICAM-1、MMP-9被激活，使得血管基底膜降解而增加了血脑屏障的通透性，加重了血肿周围水肿。这提示临床工作者，检测脑出血患者血清ICAM-1、MMP-9水平有助于评估患者脑水肿的严重程度并进行干预。

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黑龙江省卫生厅科技计划项目(2014-874)。

张艳国(E-mail: yanguo203@163.com)

10.3969/j.issn.1002-266X.2017.27.017

R651.1

B

1002-266X(2017)27-0058-03

2017-03-19)