IL-1β,IL-6和MMP-9炎性因子判断动脉瘤性蛛网膜下腔出血的预后评估

胡北泉 魏风（通讯作者） 杨松 刘海峰 兰杰 吴静 钟仕茂 雷元华 樊华声

（广西医科大学第五附属医院<南宁市第一人民医院> 广西 南宁 530022）

动脉瘤性蛛网膜下腔出血(aneurysmal suharachnoid hemorrhage，aSAH)是神经外科中常见的脑血管疾病，其发病常常为急症，病情危重，导致残疾及死亡率较高，预后不佳[1]。动脉瘤性蛛网膜下腔出血后约30%一90%患者出现脑血管痉挛（CVS），从而导致颅内脑动脉持续性变小的变化，局部脑组织缺血性功能障碍，引发损伤，是残疾及死亡率较高的主要因素[2-3]。炎症反应在蛛网膜下腔出血后导致继发性脑组织损害中起到主要作用，可激活患者免疫系统释放炎症细胞及分泌许多炎症因子，其中IL-1β、IL-6和MMP-9是参与脑内炎症反应的较重要炎症因子。本文从aSAH患者脑脊液IL-1β、IL-6和血清MMP-9等炎症因子角度来预测动脉瘤性蛛网膜下腔出血后脑损伤的程度及预后的相关性。

1.资料和方法

1.1 一般资料

选择我院2016年1月－2018年12月收治的90例动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者，诊断符合全国第4次脑血管会议制定的《脑血管疾病分类(1995)》中SAH诊断标准[4]，所有患者均经全脑血管造影(digitalsubtractionangiogram，DSA)和/或者CTA确证实，年龄31-75岁，平均（52.2±13.5)岁，患者无脏器功能严重衰竭，除外非动脉瘤性蛛网膜下腔出血，入院时根据Hunt-hess分级分为轻度（Ⅰ级）30例、中度(Ⅱ级、Ⅲ级)30例、重度(Ⅳ级、Ⅴ级)30例。另外我院收治的30例轻度颅脑损伤患者作为对照组，年龄28±67岁，平均(43.2±11.8)岁，除外1个月内有相关感染等急性病症，除外严重心脑血管疾病。

1.2 方法

1.2.1 标本采集 试验组动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者于术后第3、7、14天，对照组受伤后第3天时留取脑脊液6ml后即刻离心，2500r/min，离心15min，然后取得上清液放置在-20℃冰箱内待用。

1.2.2 检测方法 根据上述方法收集的上清脑脊液，严格按照试剂及仪器说明书所述步骤进行操作，采用双抗体夹心法测定标本IL-1β，IL-6和MMP-9的含量。

1.3 统计学处理

数据采用SPSS20.0统计软件进行统计分析，计数资料采用率（%）表示，进行χ2检验，计量资料采用（±s）表示，进行t检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。

2.结果

2.1 炎性因子水平与发病时间

根据Hunt-Hess评定分级，aSAH组患者主要是中重度为主，结果发现患者发病时间、病情和相关炎性因子的关系，见表。

表 SAH组（CVS)及对照组脑脊液IL-1β、IL-6及血清MMP-9水平比较（±s）

表 SAH组（CVS)及对照组脑脊液IL-1β、IL-6及血清MMP-9水平比较（±s）

注：与对照组同时间点比较，aP＜0.01；与轻、中度组同时间点比较，bP＜0.05

aSAH组 轻度 中度 重度第1天 56.46±0.95a 64.25±2.01a 96.98±3.95ab 414.12±40.54b 199.26±31.72第3天 64.29±0.74a 69.33±1.47a 89.20±3.48ab 428.62±40.12a 288.14±41.02第7天 42.32±0.89a 44.63±1.04a 77.31±3.43ab 445.30±44.35a 423.28±40.24第10天 33.24±0.40a 39.25±0.82a 56.18±2.02ab 499.18±51.52a 354.82±48.51第14天 23.01±0.24a 24.97±0.49a 32.11±2.16ab 481.72±53.15a 212.32±48.60对照组 - 14.04±0.35 - 379.36±35.68 134.23±29.24

2.2 相关组脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9的表达水平

aSAH组脑脊液的IL-1β，IL-6和血清MMP-9表达水平较对照组均增高明显，差异 具有统计学意义(P＜0.05)。提示这些炎性因子在aSAH的起病进程中有很大的影响。

2.3 aSAH组脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9表达水平分析

经过对aSAH组患者脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9等炎性因子检测结果进行相关性分析提示：结果发现患者急性发病动脉瘤破裂时，脑脊液IL-1β，IL-6和MMP-9将会被激活，检测值提高，并且提示Hunt-Hess分级级别越高，其表达越高，脑血管痉挛程度提高，致残疾及死亡率提高，预后不良。

2.4 对照组脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9表达水平分析

经过对对照组脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9等炎性因子检测结果进行相关性分析提示：一般条件下，轻度颅脑损伤患者脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9变化值不大，不像asAH组患者脑脊液那样变化会显著增高，同时提示病人并发症较多且预后不良。

3.讨论

当今，随着介入技术及辅助检查的进步等，动脉瘤性蛛网膜下腔出血诊断有增多倾向，而脑血管痉挛在aSAH患者中最常见并发症。但是，有关脑血管痉挛产生的病理生理尚未确定，特别是缺乏特异性的炎性标志物来评估CVS进程中的炎症病理过程[5]。

脑脊液中细胞炎性因子导致脑血管痉挛的理论证据已经被许多实验验证，炎性因子白介素激活前列腺素（PG）产生级联反应，然后让环氧合酶2（CO2）类蛋白激活COX级联反应，所有这些影响因素生产出前列腺素，最后导致脑血管痉挛；白介素诱发动脉瘤性SAH患者血管内皮素ET产生，作用于血管平滑肌细胞和内皮细胞，强烈收缩血管，可使脑动脉持久痉挛，管径变小。白介素同时加强细胞的C-myCmRNA以及C-SiSmRNA表达，而C-myC基因会使细胞加强繁殖，引发血小板衍化生长因子（PDGF）的出现并使血管平滑肌增殖。另外，白介素诱发一氧化氮合酶（NOS）产生并提升炎症损害。众多实验数据证明，炎症反应在蛛网膜下腔出血后导致脑组织缺血缺氧损伤中发挥着重大作用，是引发脑血管痉挛的主要因素之一；故通过测定动脉瘤性SAH患者脑脊液中细胞炎症因子的浓度大小有利于了解脑血管痉挛进展并对临床工作有指导价值。本文主要是检测动脉瘤性SAH患者脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9，发现它们表达水平和蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛关系。

白介素-1（IL-1）为活性较高的炎性因子，它经过炎症或者自身免疫疾病病有关基因表达，在机体炎症过程和免疫调节中发生作用，分为IL-1α及IL-1β两种亚型。IL-1β主要从单核细胞及巨噬细胞分泌产生，胶质细胞、B细胞、T细胞、NK细胞等也产生IL-1β，然而中枢神经系统中IL-1β由胶质细胞分泌为主。IL-1β为致炎性因子，它通过引发白细胞经过血管壁外渗，从而使许多致炎性因子的生成，让脑出血患者脑组织水肿加快，它几乎出现在整个在神经系统病理生理过程，浓度随脑组织损害加重而增高。有关研究发现，在急性蛛网膜下腔出血后，患者脑脊液的IL-1β浓度升高明显，脑水肿严重者尤为显著，提示IL-1β与脑组织损害有密切关系。IL-1β浓度在动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者脑脊液中升高，与破坏的血脑屏障有关，IL-1β经过破坏血脑屏障渗入蛛网膜下腔，也有可能起病后脑胶质细胞中IL-1β mRNA表达提高，故促进IL-1β分泌导致炎症反应，引发患者脑血管痉挛，加重脑组织损害[6-7]。

当前证实，IL-6为拥有许多生物学性能的糖蛋白炎性因子，当动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者脑内细胞出现坏死后，将会分泌许多抗原影响免疫系统，产生炎性细胞激活，导致激烈的免疫应答，让单核细胞、巨噬细胞、B细胞以及T细胞等生产较多IL-6，从而产生炎症反应，损害脑组织。IL-6在机体的炎症反应及抗感染等免疫调节中扮演重要角色，积极参与脑血管痉挛的病理进程，临床相关实验研究体现在如果脑脊液IL-1β的浓度增加，发生脑血管痉挛概率也跟着提高，患者血脑屏障通透性提升，脑细胞水肿增大，生成过多的氧自由基导致神经元凋亡，从而引发继发性脑损伤[8]。另外患者脑出血后产生的补体、凝血酶及纤维蛋白降解产物等因素也可加快炎症反应进程，促使IL-6等表达水平提升。本结果显示，动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者起病后脑脊液中IL-6浓度升高显著，IL-6在发病后其表达水平逐渐升高，到第10天左右开始下降。有关实验证实患者脑脊液的IL-6变化和动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者基底动脉血流量大小波动在程度及时间上相似，对于病情严重患者其表达水平明显增高，临床预后不良[9]。Caetaim发现[10]动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者发病3天后其脑脊液的IL-6浓度增高显著。IL-6浓度增高后将会促进颅内血管内皮细胞生长及分泌内皮素，让血小板生成变活跃，然后促进脑血管收缩，故早期脑脊液中IL-6提高预测脑血管痉挛有指导意义。

基质金属蛋白酶-9(MMP-9)为MMP家族的一种明胶酶，因巨噬细胞、肿瘤坏死因子a(TNF-a)、单核细胞等炎性细胞因子介导生成，它能降解多种明胶和胶原，影响脑动脉粥样硬化(AS)进程，使血管斑块活动性增加，引发心脑血管疾病，尤其是在炎症、高血压等刺激时，脑血管内皮细胞破坏，炎性细胞贴付于血管壁，生成多种炎性因子，导致降解颅内小血管基膜，影响血脑屏障，提高脑内血管通透性，促进脑细胞水肿。动物实验验证，动脉瘤性蛛网膜下腔出血起病几分钟内，颅内小血管基膜的主要蛋白质将会出现降解，其至少维持24小时，脑细胞发生炎症反应，引发炎症因子IL-1β、MMP-9等大量分泌，多种信号通路开放，将会明显提高脑血管痉挛的发生率[11-12]。一般患者血清中MMP-9浓度不高，当动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者起病后24h内其浓度增高明显，且MMP-9与脑组织水肿体积呈正相关性，而MMP-9浓度随着患者脑水肿衰退而降低。

本文通过对动脉瘤性SAH患者脑脊液IL-1β，IL-6和血清MMP-9检测，发现它们表达水平提升和蛛网膜下腔出血后脑血管痉挛呈正相关，IL-1β，IL-6和MMP-9脑脊液浓度和脑血管痉挛显著相关（P＜0.05），提示患者脑脊液的IL-1β、IL-6及血清MMP-9含量高低可预测脑血管痉挛程度，可以作为动脉瘤性蛛网膜下腔出血患者预后评估指标。