急性脑出血后血肿腔引流液及外周血THR、MMP-9与脑水肿、神经功能损伤的相关性

巩麦林 鲍洪 安德柱

摘要：目的  檢测急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中凝血酶（THR）、基质金属蛋白酶-9（MMP-9）动态变化，观察其与患者脑水肿、神经功能损伤的关系。方法  选择2017年1月～2019年6月我院收治的75例行血肿清除术或血肿钻孔引流术的急性脑出血患者为对象，分别于术后第1、3、7、14天采集外周血及血肿腔引流液，采用酶联免疫吸附法检测外周血及血肿腔引流液中THR、MMP-9表达水平，并测定各时点头颅CT所示脑水肿比值。采用美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评估患者术后第1、3、7、14天神经功能损伤情况，判断急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9表达水平与脑水肿比值、NIHSS评分的相关性。结果  急性脑出血患者术后3、7天血肿腔引流液及外周血中THR、脑水肿比值、MMP-9高于术后1天（P<0.05），术后14天血肿腔引流液及外周血中THR、脑水肿比值、MMP-9均低于术后1、3、7天（P<0.05）。术后3、7天血肿腔引流液及外周血中MMP-9高于术后1天（P<0.05），术后7天血肿腔引流液及外周血中MMP-9低于术后3天（P<0.05），急性脑出血患者术后3天NIHSS评分高于术后1天（P<0.05），术后7天NIHSS评分低于术后1、3天（P<0.05），术后14天NIHSS评分低于术后1、3、7天（P<0.05），急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9与脑水肿比值、NIHSS评分均呈正相关（P<0.05）。结论  脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9动态变化与脑水肿、神经功能损伤密切相关，临床应引起足够重视。

关键词：脑出血;凝血酶;基质金属蛋白酶-9;脑水肿;神经功能损伤

中图分类号：R743.3                                 文献标识码：A                                 DOI：10.3969/j.issn.1006-1959.2019.24.012

文章编号：1006-1959（2019）24-0036-04

Correlation of Dynamic Changes of Thrombin and MMP-9 in Hematoma Cavity Drainage Fluid and Peripheral Blood with Cerebral Edema and Neurological Damage after Acute Cerebral Hemorrhage

GONG Mai-lin，BAO Hong，AN De-zhu

（Department of Neurosurgery，Zhuhai People's Hospital，Zhuhai 519000，Guangdong，China）

Abstract：Objective  To detect the dynamic changes of thrombin （THR） and matrix metalloproteinase-9 （MMP-9） in the drainage fluid of hematoma cavity and peripheral blood after acute cerebral hemorrhage，and to observe its relationship with cerebral edema and neurological damage.Methods  A total of 75 patients with acute cerebral hemorrhage who underwent hematoma removal or hematoma drilling drainage were treated in our hospital from January 2017 to June 2019.The peripheral blood was collected on the 1st， 3rd， 7th， and 14th days after surgery.Blood and hematoma cavity drainage fluids were tested for the expression of THR and MMP-9 in peripheral blood and hematoma cavity drainage fluids by enzyme-linked immunosorbent assay，and the brain edema ratios as shown by skull CT at each time point were measured.The National Institutes of Health Stroke Scale （NIHSS） was used to assess the neurological impairment of patients at 1， 3， 7， and 14 days after surgery，and to determine the expression levels of THR and MMP-9 in hematoma drainage fluid and peripheral blood after acute cerebral hemorrhage.Correlation with cerebral edema ratio and NIHSS score.Results  Patients with acute cerebral hemorrhage had higher THR， cerebral edema ratio， and MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood at 3 and 7 days after surgery（P<0.05），and hematoma drainage fluid and peripheral blood at 14 days after surgery.The THR，cerebral edema ratio and MMP-9 were all lower than those at 1， 3， and 7 days after operation（P<0.05）.MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood was higher at 3 and 7 days after operation （P <0.05）.On the 7th day after operation， the MMP-9 in drainage fluid and peripheral blood of hematomas cavity was lower than that of 3 days after operation （P < 0.05）.The NIHSS score of patients with acute cerebral hemorrhage on the 3rd day after operation was higher than that on the 1st day after operation（P<0.05）.The NIHSS score at 7 days after surgery was significantly lower than that at 1 and 3 days after surgery（P<0.05），and the NIHSS score at 14 days after surgery was lower than at 1，3，and 7 days after surgery（P<0.05）.After acute cerebral hemorrhage， HR and MMP-9 in hematoma cavity drainage fluid and peripheral blood were positively correlated with cerebral edema ratio and NIHSS score（P<0.05）.Conclusion  The dynamic changes of THR and MMP-9 in hematoma drainage fluid and peripheral blood after intracerebral hemorrhage are closely related to cerebral edema and neurological damage，which should be paid enough attention in clinic.

Key words：Cerebral hemorrhage; Thrombin; Matrix metalloproteinase-9; Brain edema; Neurological impairment

脑出血（Cerebral hemorrhage）属原发性脑实质出血，据报道，其发病率占脑血管病的10%～30%，急性期病死率达50%以上，致残率高达40%左右，脑出血后很快即可出现脑水肿并于数天后发展至高峰，而血肿周围水肿是导致患者病情加重及致残的关键原因[1，2]。既往报道显示[3]，脑出血后血肿占位效应是诱发血肿周围脑组织缺血及水肿的关键原因，而开颅手术虽能清除血肿，缓解其占位效应，但总体疗效并不理想。有研究显示，脑出血后脑组织除受血肿本身占位及压迫效应干扰外，血肿周围脑组织会出现一系列病理生理变化，如血脑屏障破坏、脑水肿形成、炎症反应、神经元与胶质细胞损伤等，而凝血酶（thrombin，THR）是引起这些变化的关键物质[4]。基质金属蛋白酶-9（matrix metalloproteinase-9，MMP-9）作为一种明胶酶，可降解基底膜细胞外基质成分，其异常表达与血脑屏障损伤及脑水肿形成密切相关[5]。目前关于THR、MMP-9与脑水肿关系的报道较多，但多侧重于测量外周血浆中THR、MMP-9表达水平，间接研究其与脑水肿的关系，而鲜有关于血肿腔引流液中THR、MMP-9表达水平与脑水肿、神经功能损伤的相关性报道，本研究旨在为临床该病治疗提供参考依据，现报道如下。

1资料与方法

1.1一般资料  选取2017年1月～2019年6月我院收治的75例行血肿清除术或血肿钻孔引流术的急性脑出血患者为研究对象，本研究获我院医学伦理委员会批准，患者家属签署知情同意书。纳入标准：①符合《中国脑出血诊治指南（2014）》[6]中脑出血诊断标准，且均经颅多普勒超声、数字减影脑血管造影等确诊;②所有患者均于发病24 h内入院，脑出血未破入脑室及蛛网膜下腔;③年龄≥18岁，首次接受血肿清除术或血肿钻孔引流术;④临床资料完整。排除标准：①伴心、肾、肺、肝及免疫、造血系统等严重原发性疾病;②精神疾患;③自身免疫性疾病;④周围血管栓塞性疾病、糖尿病;⑤严重上消化道出血、颅内或全身感染、凝血机制障碍;⑥脑血管淀粉样变性、颅内动脉瘤、颅内肿瘤或动静脉畸形合并出血、脑疝及其他恶性肿瘤;⑥应激性溃疡、应激性肝损伤;⑧长期接受血液透析、抗凝药物等治疗，存在严重出血倾向;⑨妊娠或哺乳期妇女。75例患者中，男性40例，女性35例，年龄18～75岁，平均年龄（60.76±10.52）岁;体质量18.90～26.50 kg/m2，平均体质量（23.10±1.52）kg/m2;脑出血量35～50 ml，平均出血量（40.35±4.20）ml;脑出血部位：基底节区49例，脑室15例，丘脑7例，脑干4例;基础疾病：高血压40例，高血脂症12例，其他6例。

1.2方法

1.2.1手术方法  所有患者均于发病24 h内接受血肿清除术或血肿钻孔引流术治疗，具体操作参考文献[7，8]。

1.2.2外周血及血肿腔引流液中THR、MMP-9检测方法  ①血液标本采集及处理：分别于术后1、3、7、14天晨空腹采集外周肘静脉血4 ml，置入无菌肝素钠管，2500 r/min离心8～10 min，留取上清液置入

-27℃冰箱保存待测;②血肿腔引流液采集及处理：分别于术后第1、3、7、14 天，以无菌操作技术经引流袋以注射器抽取新鲜血肿腔引流液5 ml，置入无菌肝素钠管，静置30 min后以转速3000 r/min離心15 min，置入-70℃冰箱保存备测;③THR、MMP-9检测：采用酶联免疫吸附法检测血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9表达水平，THR试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司，MMP-9试剂盒购自深圳子科生物科技有限公司，严格按照试剂说明书操作。

1.2.3血肿测量方法  分别于术后第1、3、7、14天行头颅CT检查：选择患者CT影像学中血肿面积最大值层面图像，明确血肿层面数，按照多田氏公式对血肿体积进行计算，即血肿面积最大值层面长度（cm）×宽度（cm）×层面数（cm）/2=血肿体积（ml）。水肿测量方法同上，即水肿面积最大值层面长度（cm）×宽度（cm）×层面数（cm）/2-血肿体积（ml）=水肿体积（ml）。采用脑水肿比值表示水肿动态变化情况，即水肿体积（ml）/血肿体积（ml）=脑水肿比值。

1.2.4神经功能损伤判断  采用美国国立卫生研究院卒中量表（National Institute of Health stroke scale，NIHSS）[9]评估患者术后第1、3、7、14 天神经功能损伤情况：量表包括11项，即意识（意识水平、意识水平提问、意识水平指令）、凝视、视野、面瘫、上下肢运动、肢体共济失调、感觉、语言、构音障碍、忽视，总评分0～42分，分值越高，神经受损越严重。分级如下：正常或近乎正常：0～1分;轻度：1～4分;中度：5～15分;中重度：15～20分;重度：21～42分。其中，基线评估<6分提示恢复良好，每增加1分，预后良好可能性降低17%。

1.3观察指标  比较急性脑出血患者术后不同时点血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9表达水平，分析患者术后不同时点脑水肿比值及NIHSS评分，判断血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9表达水平与脑水肿比值、NIHSS评分的相关性。

1.4统计学方法  采用SPSS 19.0软件处理上述数据，计数资料以（%）表示，行？字2检验;计量资料以（x±s）表示，行t检验;组内不同时间点采取重复测量方差分析;相关性分析采用Pearson相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

2.1术后不同时点血肿腔引流液中THR、MMP-9表达水平比较  急性脑出血患者术后第3 天血肿腔引流液中THR高于术后1 天（P<0.05），术后7 天THR低于术后3 天（P<0.05），术后14 天 THR低于术后1、3、7 天（P<0.05）。术后3、7 天血肿腔引流液中MMP-9高于术后1 天（P<0.05），术后7 天 MMP-9显著低于术后3 天（P<0.05），术后14 天 MMP-9显著低于术后1、3、7 天（P<0.05），见表1。

2.2术后不同时点外周血中THR、MMP-9表达水平比较  急性脑出血患者术后3 天外周血中THR高于术后1 天（P<0.05），术后7 天THR低于术后3天（P<0.05），术后14 天THR低于术后1、3、7 天（P<0.05）。术后3、7 天外周血中MMP-9高于术后1 天（P<0.05），术后7 天MMP-9低于术后3 天（P<0.05），术后14天MMP-9低于术后1、3、7 天（P<0.05），见表2。

2.3术后不同时点脑水肿比值及NIHSS评分比较  急性脑出血患者术后3 天脑水肿比值高于术后1 天（P<0.05），术后7 天脑水肿比值低于术后3 天（P<0.05），术后14 天脑水肿比值低于术后1、3、7 天（P<0.05）。术后3 天NIHSS评分高于术后1 天（P<0.05），术后7 天NIHSS评分低于术后1、3 天（P<0.05），术后14 天NIHSS評分低于术后1、3、7 天（P<0.05），见表3。

2.4血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9表达水平与脑水肿比值、NIHSS评分的相关性  经Pearson相关分析，急性脑出血后血肿腔引流液中THR与脑水肿比值、NIHSS评分均呈正相关（r=0.678、0.554，P=0.000、0.000），血肿腔引流液中MMP-9与脑水肿比值、NIHSS评分均呈正相关（r=0.625、0.548，P=0.000、0.000）。外周血中THR与脑水肿比值、NIHSS评分均呈正相关（r=0.714、0.546，P=0.000、0.000），外周血中MMP-9与脑水肿比值、NIHSS评分均呈正相关（r=0.732、0.584，P=0.000、0.000）。

3讨论

脑出血属非外伤性脑实质出血，发病率、致残率及死亡率均较高，病理生理学变化复杂，涉及血肿占位性损害、机体免疫系统激活、血液成分及其裂解产物毒性损害等;而脑水肿属脑出血后诱发继发性神经损害的关键因素，亦为病情变化的重要因素[10]。目前脑水肿形成确切机制尚未完全明确，有报道显示，补体系统作用、凝血酶反应和THR形成、细胞因子或炎症因子释放后介导的炎症反应、红细胞溶解与血红蛋白神经毒性作用等在其发病过程发挥着重要作用[11]。MMP-9作为一种基质金属蛋白酶，脑出血后其表达明显增加，并释放入血，推测可能参与脑水肿的形成，可作为脑出血早期血肿扩大及脑梗死性出血转变的分子信号，在预测脑出血后神经功能恢复方面具有重要作用[12]。本研究通过检测急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9动态变化，观察其与脑水肿、神经功能损伤的关系。

贾文志等[13]通过对73例高血压脑出血患者进行对照试验，发现微创组患者术后3天血清及血肿液中THR表达水平及脑水肿比值均达高峰，术后7天均显著下降，提示THR可能与急性脑出血后脑水肿的形成密切相关。本研究结果显示，急性脑出血患者血肿腔引流液及外周血中THR表达水平及脑水肿比值均于术后3天达到高峰，术后7、14天有所下降，差异有统计学意义（P<0.05），与贾文志等[13]研究结果相似。有研究表明，机体脑出血时，破裂血管处可形成大量THR，异常激活机体内THR受体，导致出现一系列病理过程，诱导脑水肿形成[14]。THR属丝氨酸蛋白水解酶，主要由非活性凝血酶原经凝血瀑布过程转化而成，因大脑中枢神经系统中富含大量组织因子，一旦机体出现自发性脑出血，中枢神经系统会通过组织因子释放而激活凝血因子Ⅴ、Ⅶ、Ⅹ;而活化后凝血因子结合尿钙等形成复合物，导致凝血酶原被激活，促使THR形成。分析原因可能为脑出血术后1天，血脑屏障破坏程度相对不高，血肿内THR入血量较少，无法引起血清中THR升高;术后3天时，大量凝血酶原被充分激活，促使血肿腔引流液中THR表达水平迅速上升。而患者外周血中THR动态变化与血肿腔引流液中THR变化情况基本相似。另外，本研究结果显示，急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR与脑水肿比值均呈正相关，进一步证实了THR在脑出血后脑水肿的形成过程中发挥着重要作用。

蓝业平等[15]通过对120例高血压性脑出血患者进行对照试验，发现微创治疗组患者术后3天时血清MMP-9表达水平达高峰，术后7天开始呈下降趋势，术后14天下降趋势更为显著，提示MMP-9可能参与急性脑出血后脑水肿的形成过程。本研究结果显示，急性脑出血患者血肿腔引流液及外周血中MMP-9表达水平均于术后3天达到高峰，术后7、14天有所下降，差异具有统计学意义（P<0.05），与蓝业平等[17]研究结果相似。有报道通过研究脑出血大鼠脑水肿与血肿周围组织MMP-9表达的相关性，发现大鼠脑出血后血肿周围脑组织MMP-9表达与脑水肿相关，可能通过破坏细胞外基质途径影响血脑屏障通透性，最终诱发脑水肿[16]。分析原因可能与MMP-9主要经降解细胞外基质，诱导细胞外基质中Ⅳ型胶原、纤维连接蛋白、层粘连蛋白消失，增加毛细血管通透性，通过开放血脑屏障，促使血管源脑水肿形成，是诱发脑出血后继发性损伤的关键因素。此外，本研究发现，急性脑出血后血肿腔引流液及外周血中MMP-9与脑水肿比值均呈正相关，进一步证实MMP-9可能经降解细胞外基质，增加血管通透性，促使血脑屏障破坏，进而参与急性脑水肿形成过程。

本研究显示，脑出血患者术后术后7、14天NIHSS评分较术后3天下降，差异有统计学意义（P<0.05），与脑出血后脑水肿比值动态变化过程基本一致;而血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9与NIHSS评分均呈正相关，预示脑出血后血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9与神经功能损伤有关。既往报道发现，脑出血形成血肿后THR大量分泌，基于神经毒性等作用下会诱发神经功能损伤[17]。另有研究表明，THR对脑细胞存在明显的毒性作用，可诱导体外培养的星形胶质细胞及海马神经元凋亡，加重大鼠神经功能缺失[18]。分析原因可能为血肿形成后THR大量分泌会诱发脑出血后神经功能损伤，而脑出血后MMP-9被释放及激活，激活后的MMP-9经降解细胞外基质所含胶原成分（包括Ⅳ、Ⅴ型）、纤维连接蛋白、层粘连蛋白，诱导基底膜降解，导致血脑屏障通透性增加，促使血肿边缘脑组织含水量明显上升，形成血肿周围脑组织继发神经损伤，从而加重神经功能损伤。

综上所述，脑出血后脑水肿、神经功能损伤与血肿腔引流液及外周血中THR、MMP-9动态变化密切相关，临床上应引起足够重视。但本研究因样本量偏小，观察时间较短，为探讨脑脊液中THR、MMP-9动态变化与脑出血后脑水肿、神经功能损伤的关系，故今后仍需进一步深入研究。

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收稿日期：2019-11-27;修回日期：2019-12-5

编辑/李国苗