HMGB1与炎性因子在脊髓损伤患者血清中的表达及临床意义*

王良勇，李建刚，张 春，张 俊，杜红军，崔 操，陈 森

(1.新疆维吾尔自治区阿克苏市兵团第一师医院创伤骨科，新疆阿克苏 843000；2.湖北省十堰市太和医院骨科 442000；3.湖北医药学院附属东风医院骨科，湖北十堰 442000)

HMGB1与炎性因子在脊髓损伤患者血清中的表达及临床意义*

王良勇1，李建刚1，张 春1，张 俊1，杜红军1，崔 操2，陈 森3

(1.新疆维吾尔自治区阿克苏市兵团第一师医院创伤骨科，新疆阿克苏 843000；2.湖北省十堰市太和医院骨科 442000；3.湖北医药学院附属东风医院骨科，湖北十堰 442000)

HMGB1蛋白质；白细胞介素6；肿瘤坏死因子α；脊髓；脊髓损伤

脊髓损伤在我国具有较高的发病率[1]，研究发现脊髓损伤的病理机制包括原发性脊髓损伤和继发性脊髓损伤，原发性脊髓损伤是外部暴力当时造成的损伤，是不能通过医学治疗手段改变的；继发性损伤是脊髓损伤后数小时至数天内发生的，目前研究的重点主要集中在这方面。尽管现代医学的发展使更多脊髓损伤患者从原发性损伤中存活下来，但是幸存患者的生活自理能力往往明显下降，严重影响了患者的生存质量，并给家庭和社会带来一定的负担。因此，深入、全面地了解脊髓损伤发生的具体病理机制，开发出确切有效的药物是脊髓治疗中亟须解决的问题。高迁移率族蛋白1(HMGB1)是一种强大的致炎因子，在脊髓损伤的继发性损害中发挥重要的作用[2]，本文通过探讨其在血清中的表达及意义，以期更深入地了解其在脊髓损伤中的作用，为脊髓损伤患者的诊疗带来新的思路。

1 资料与方法

1.1一般资料 选取2007年1月至2014年1月在新疆维吾尔自治区阿克苏市兵团第一师医院接受住院治疗的脊髓损伤患者87例作为脊髓损伤组。其中男50例，女37例，年龄18～60岁，平均(42.3±13.5)岁；高处坠落伤40例，车祸41例，跌倒损伤6例；根据美国脊髓损伤协会(ASIA)残损分级法，A级26例，B级20例，C级21例，D级20例；颈椎损伤患者27例，胸腰椎损伤患者60例；20例患者采用非手术治疗，67例患者采用手术治疗(主要根据患者的具体情况决定行前路减压或者后路减压手术)；从创伤到入院时间为(12.8±4.1)h。入选标准：外伤致脊髓损伤，均经过CT和磁共振成像(MRI)确诊；排除标准：颅脑外伤并伴有认知功能障碍的患者。另选同期在本院进行健康体检的健康者87例作为对照组，其中男54例，女33例，年龄18～62岁，平均(42.9±11.3)岁。两组一般资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。本研究均经患者或其家属知情和同意，并通过本院伦理委员会批准。

表1 两组血清中的HMGB1、IL-6、IL-1β和TNF-α的表达水平

a：P<0.05，与对照组比较

1.2方法

1.2.1血液标本收集 分别于脊髓损伤后1、3、7 d空腹抽取肘静脉血10 mL于肝素抗凝管中，对照组晨起空腹抽取静脉血10 mL，3 000 r/min离心10 min，分离的血清于-80 ℃冰箱中保存待检。

1.2.2酶联免疫吸附试验(ELISA)检测血清中HMGB1、白细胞介素(IL)-6、IL-1β和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)蛋白的表达 人HMGB1、IL-1β、IL-6和TNF-α的ELISA试剂盒购自联科生物科技有限公司，操作严格按照试剂盒说明书进行，测量前将试剂盒及标本平衡至室温，标本用标本稀释液1∶1稀释后加入50 μL于反应孔内，加入稀释好后的标准品50 μL于反应孔，加入待测样品50 μL于反应孔内。立即加入50 μL的生物素标记的抗体。盖上膜板，轻轻振荡混匀，37 ℃温育1 h。甩去孔内液体，每孔加满洗涤液，振荡30 s，甩去洗涤液，用吸水纸拍干。重复此操作3次。如果用洗板机洗涤，洗涤次数增加1次，每孔加入80 μL的亲和链酶素，轻轻振荡混匀，37 ℃温育30 min。甩去孔内液体，每孔加满洗涤液，振荡30 s，甩去洗涤液，用吸水纸拍干。重复此操作3次。每孔加入底物A、B各50 μL，轻轻振荡混匀，37 ℃温育10 min。避免光照。取出酶标板，迅速加入50 μL终止液，加入终止液后应立即测定结果。在450 nm波长处测定各孔的光密度值(OD值)。以OD值为纵坐标，以标准品浓度为横坐标绘制标准曲线，根据血浆样品的OD值在标准曲线上查出其对应的浓度。

1.2.3脊髓损伤后神经功能的评定 本研究对象脊髓损伤的严重程度按照ASIA分级标准进行评估[3]。A ：完全性损伤，骶段S4～S5无任何运动及感觉功能保留；B：不完全性损伤神经平面以下，包括骶段S4～S5存在感觉功能，但无任何运动功；C：损伤神经平面以下有运动功能保留，一半以上的关键肌肌力小于3级；D：损伤神经平面以下有运动功能保留，一半以上的关键肌肌力大于或等于3级；E：正常，感觉和运动功能正常。

2 结 果

2.1血清中的HMGB1、IL-6、IL-1β和TNF-α水平分析 与对照组相比，脊髓损伤组伤后1、3、7 d的HMGB1、IL-6、IL-1β和TNF-α水平均较高(P<0.05)。脊髓损伤患者血清中HMGB1和IL-6水平在损伤后1 d明显升高，在3 d后水平达峰值；IL-1β和TNF-α水平在伤后1 d最高，3、5 d后逐渐降低(表1)。相关性分析显示伤后1、3 d中HMGB1水平与IL-6、IL-1β和TNF-α水平呈正相关(P<0.05)，见表2。

2.2不同程度脊髓损伤患者血清中的HMGB1水平 脊髓损伤后1、3 d，患者血清中HMGB1水平与脊髓损伤的严重程度密切相关(P<0.05)，脊髓损伤的程度越重，患者血清中的HMGB1水平越高，见表2。

表2 不同程度脊髓损伤患者血清中HMGB1水平

3 讨 论

继发性脊髓损伤的机制包括免疫炎性反应机制、氧化自由基脂质过氧化反应损伤、钙离子内流学说机制、兴奋性氨基酸毒性作用和脊髓微循环障碍，其中，免疫炎性反应在脊髓损伤中的作用逐渐受到重视[4]。脊髓损伤后，淋巴细胞和中性粒细胞通过破坏的血脊髓屏障浸润到脊髓组织，释放出大量的炎性细胞因子、弹性蛋白酶和活性氧加重脊髓损伤的程度；另一方面，脊髓组织固有的小胶质细胞和星形胶质细胞在脊髓损伤后激活，也产生大量的炎性细胞因子。在炎性细胞因子中目前作用研究比较确切的主要是TNF-α、IL-1β和IL-6[5]，它们在脊髓损伤的血清和脊髓组织中水平均增加[6]，TNF-α可以通过损害内皮细胞及活化中性粒细胞加重脊髓组织的损坏，此外还可以通过诱导IL-1β和IL-6的表达，抑制TNF-α的表达显著改善脊髓损伤的预后；IL-1β同样可以加重脊髓损伤的程度，抑制其表达可以减少脊髓神经元的凋亡；IL-6具有致炎作用，它促进炎性细胞浸润损伤局部，同时抑制神经功能的恢复，抑制其表达，可以显著改善脊髓损伤的神经功能评分[7]。本研究结果发现，IL-1β，IL-6和TNF-α在脊髓损伤患者的血清中水平明显升高，这与以往研究结果具有一致性。

HMGB1是一组与染色质相结合的组蛋白，一般情况下主要位于细胞核内，起到稳定染色质的作用，在细胞受到外界信号刺激及坏死时可以从细胞核内转移到胞质中，进而释放到细胞外液中，一旦被释放到细胞外液中，HMGB1能够启动一系列炎症相关的信号通路，加重炎性反应[8]。 HMGB1在脊髓损伤伤灶周围的组织中水平明显升高，抑制其表达可以显著改善脊髓损伤的预后，多中心的研究认为HMGB1可以作为脊髓损伤治疗的靶点[9]。以往研究发现血清中HMGB1水平在脑创伤、缺血性脑卒中和蛛网膜下腔出血等中枢神经系统急性损伤患者中明显升高[10-12]，并且与患者的病情严重程度密切相关。本研究结果发现，HMGB1在脊髓损伤患者的血清中同样存在高表达，并且与下游炎性因子TNF-α、IL-1β和IL-6水平密切相关，此外，HMGB1与脊髓损伤患者的病情严重程度同样存在显著相关性，脊髓损伤程度重的患者其血清中水平明显高于损伤轻的患者，提示早期检测患者血清中HMGB1对于判断脊髓损伤病情的轻重具有重要意义。

综上所述，HMGB1在脊髓损伤患者的血清中水平明显升高，并与TNF-α、IL-1β及IL-6存在显著相关性，此外研究发现HMGB1水平与脊髓损伤患者的严重程度密切相关，提示早期检测HMGB1可能有助于判断脊髓损伤患者的预后。

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ExpressionandclinicalsignificanceofserumHMGB1andinflammatoryfactorsinpatientswithspinalcordinjury*

WangLiangyong1,LiJiangang1,ZhangChun1,ZhangJun1,DuHongjun1,CuiCao2,ChenSen3

(1.DepartmentofTraumaticOrthopedics,AksuCorpsFirstDivisionHospital,Aksu,Xinjiang843000,China; 2.DepartmentofOrthopedics,TaiheHospital,Shiyan,Hubei442000,China;3.DepartmentofOrthopedics,AffiliatedDongfengHospital,HubeiUniversityofMedicine,Shiyan,Hubei442000,China)

high-mobility group box 1；interleukin-6；tumor necrosis factor-alpha；spinal cord；spinal cord injury

目的探讨高迁移率族蛋白1(HMGB1)在脊髓损伤患者血清中的表达及其临床意义。方法收集2007年1月至2014年1月在新疆维吾尔自治区阿克苏市兵团第一师医院就诊的87例脊髓损伤患者作为脊髓损伤组，脊髓损伤的严重程度根据美国脊髓损伤协会(ASIA)残损分级进行评估，分别于脊髓损伤后1、3、7 d行静脉采血，另外取87例健康成年人血清做对照组，酶联免疫吸附试验检测患者血清中HMGB1、白细胞介素(IL)-1β、IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)水平，并分析HMGB1与IL-1β、IL-6、TNF-α的相关性及患者损伤程度的关系。结果脊髓损伤组伤后1、3、7 d的HMGB1、IL-6、IL-1β和TNF-α水平均较高。脊髓损伤患者血清中HMGB1和IL-6水平在损伤后1 d明显升高，在3 d时水平达峰值；IL-1β和TNF-α在伤后1 d最高，3、5 d后逐渐降低。相关性分析表示伤后1、3 d中HMGB1水平与IL-6、IL-1β和TNF-α水平呈正相关(P<0.05)。髓损伤后1、3 d，患者血清中HMGB1水平与脊髓损伤的严重程度密切相关(P<0.05)，脊髓损伤的程度越重，患者血清中的HMGB1水平越高。结论HMGB1在早期脊髓损伤患者血清中的水平显著升高，并可作为早期脊髓损伤严重程度的评估指标之一。

R651.2

A

1671-8348(2017)31-4339-03

10.3969/j.issn.1671-8348.2017.31.006

湖北省教育厅课题(B20112106)。

王良勇(1980-)，副主任医师，在读硕士，主要从事骨科方面研究。

ObjectiveTo investigate the expression and clinical significance of serum high-mobility group box 1(HMGB1) in the patients with spinal cord injury (SCI).MethodsA total of 87 cases of acute SCI treated in the Aksu Corps First Division Hospital from January 2007 to January 2014 were collected as the SCI group.The SCI severity was evaluated according to the damage grade by the American Spinal Cord Injury Association(ASIA).Venous blood was collected on 1,3,7 d after SCI.Other 87 healthy adults served as the control group.The expression levels of serum HMGB1,interleukin-6 (IL-6),IL-1β and tumor necrosis factor alpha (TNF-α) in the two groups were measured by ELISA.Then the correlation between the HMGB1 expression level with IL-1β,IL-6 and TNF-α and the relation between HMGB1 with SCI severity were analyzed.ResultsThe HMGB1,IL-6,IL-1 and TNF-α levels on 1,3,7 d after SCI in the SCI group were higher.The expression levels of serum HMGB1 and IL-6 on 1 d after SCI in the SCI patients were significantly increased,and reached the peak value on 3 d;the levels of IL-1β and TNF-α on 1 d after SCI were highest,and gradually decreased on 3,5 d.The correlation analysis showed that the expression levels of HMGB1 on 1,3 d after SCI were positively correlated with the IL-6,IL-1β and TNF-α expression levels(P<0.05).The serum HMGB1 expression level on 1,3 d after SCI was closely correlated with the SCI severity (P<0.05).The severe the SCI severity,the higher the serum HMGB1 expression level.ConclusionThe expression level of serum HMGB1 in the patients with early SCI is significantly increased,and can be used as one of indicators for assessing the severity of early SCI.

2017-03-26

2017-06-14)