臭氧自血疗法对重型颅脑损伤昏迷患者的促醒作用

李明贺，付旭东，杨卓，张倩，荆洲

(1.郑州大学第五附属医院 神经外科，河南 郑州 450052；2.河南省科学院高新技术研究中心 业务办，河南 郑州 450001)

创伤性颅脑损伤(traumatic brain injury，TBI)是临床常见病，发病率高，预后差[1]。TBI可以导致永久性的物理损伤、认知障碍以及人格转变[2-3]。近年来，伴随着交通行业的不断发展，TBI的发生率还在上升，已成为威胁人类健康的常见疾病[4]。尤其是格拉斯哥昏迷评分(Glasgow coma scale，GCS)<8分的重型创伤性颅脑损伤(severe TBI，sTBI)，其病死率高达35%～45%[5]。长期昏迷是sTBI的常见临床表现，不仅严重影响患者的生存质量，还给社会以及家庭增加沉重的负担。因此，sTBI后昏迷的促醒治疗成为业内研究的一个热点。臭氧很早应用于临床，在脑梗死的治疗上疗效显著[6]，近年来被用于TBI的康复治疗。臭氧不仅能够有效治疗脑水肿，降低颅内压，而且有研究发现臭氧还可以改善脑乏氧状态，促进神经功能的恢复[7]。本研究收集51例sTBI伴昏迷患者的临床资料，探讨臭氧自血疗法的临床效果。

1 资料与方法

1.1 一般资料对郑州大学第五附属医院神经外科三病区自2018年1月1日至2020年1月1日收治的sTBI昏迷患者进行研究，共纳入51例，采用抛硬币法随机分为两组，对照组28例，研究组23例，均符合英国Teasdale和Jennett提出的并于1976年修订的重型颅脑损伤诊断标准[8]，纳入病例均获得其家属知情同意。(1)纳入标准：①入院诊断为TBI；②伤后昏迷6 h以上；③GCS为3～8分；④入院时间为受伤后24 h以内；⑤年龄为16～75岁。(2)排除标准：①臭氧过敏；②有严重心、肝、脾、肺、肾等功能不全；③生命体征不平稳；④孕妇；⑤家属拒签知情同意书；⑥治疗未完成即出院或随访失联；⑦ 6个月之前有头部外伤史。本研究经郑州大学第五附属医院医学伦理委员会批准。

1.2 治疗方法

1.2.1对照组 接受常规治疗，包括营养神经、补液、改善循环、抗感染等对症治疗。

1.2.2研究组 在对照组的基础上，接受臭氧自血疗法。具体方法为抽自体血约100 mL，20 kIU·L-1肝素处理后注入无菌耐臭氧容器中，加入同体积200～400 g·L-1臭氧的气体(臭氧5%，氧气95%混合，空气必须排除在外，因为可能形成有毒性的N2O2)轻柔混合5 min充分融合，观察到血液由深红色转化为鲜红色，于30 min内由静脉回输。每间隔2 d治疗1次，5次为1个疗程，共10 d，间隔10 d后再治疗1个疗程。

1.3 观察指标

1.3.1GCS评分 分别记录对照组和研究组在入院时及治疗2个疗程后的GCS评分(排除镇静剂及其他药物的影响)。

1.3.2血液流变学指标 入院时及治疗2个疗程后，对两组患者常规静脉采血4～5 mL，肝素抗凝，及时送检验科，检测全血的高切黏度、低切黏度、血浆黏度以及红细胞比容。

1.3.3胶质纤维酸性蛋白水平检测 入院时及治疗2个疗程之后分别抽取两组患者外周静脉血，抗凝并3 000 r·min-1离心5～10 min后获取上层清液，置-80 ℃保存。待样本采集完毕，采用酶联免疫吸附法检测血清中胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)水平。人GFAP试剂盒购自南京卡米洛生物工程有限公司，酶联检测仪购自美国伯腾仪器有限公司(Bio Tek)。该方法的检测下限为0.030 μg·L-1，所有低于这个检测限度的报告为0。

1.3.4不良反应情况 记录两组患者在治疗中的不良反应情况，包括心悸、皮疹等。

1.3.5有效率 自治疗开始3个月后，根据患者意识水平(level of conscious，LOC)评分划分治疗效果：8分为意识清醒，视为恢复；1分为无论任何刺激也无法睁眼，无睡眠觉醒周期，视为无效；介于二者之间为好转。将恢复、好转计入有效率。

2 结果

2.1 一般资料最终纳入51例患者，研究组23例，对照组28例。两组患者性别、年龄、颅脑损伤类型、致伤原因等一般资料差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 两组患者一般信息

2.2 GCS评分入院时，两组患者的GCS评分差异无统计学意义(P>0.05)，2个疗程后，研究组的GCS评分明显高于对照组(P<0.05)；两组治疗后GCS评分均高于治疗前(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者治疗前后GCS评分分)

2.3 血液流变学指标入院时两组患者血液流变学指标差异无统计学意义(P>0.05)，治疗2个疗程后，研究组全血的高切黏度、低切黏度、血浆黏度、红细胞比容均低于对照组(P<0.05)；且组内比较，上述指标治疗后均低于治疗前(P<0.05)。见表3。

表3 两组治疗前后血液流变学指标比较

2.4 GFAP检测结果入院时两组GFAP水平差异无统计学意义(P>0.05)。治疗2个疗程后，两组患者血清GFAP水平相比，研究组低于对照组(P<0.05)。组内比较，两组治疗后血清GAFP水平均低于治疗前(P<0.05)。见表4。

表4 两组治疗前后GFAP比较

2.5 不良反应情况对照组出现2例发热，1例心悸，不良反应发生率为10.7%；研究组1例发热，1例皮疹，不良反应发生率为8.7%。两组不良反应发生率差异无统计学意义(P>0.05)。见表5。

表5 不良反应情况(n，%)

2.6 有效率臭氧治疗组有效率高于对照组(P<0.05)，见表6。

表6 两组患者有效率比较(n，%)

3 讨论

作为临床上的多发病，TBI病情进展快，致残率高[9-10]，尤其是sTBI，会导致颅内血肿、脑挫裂伤、脑干受压或挫伤，由于缺血缺氧形成弥漫性脑组织肿胀，造成脑干上行网状激活系统传导通路受损，使丘脑弥散投射系统与大脑皮质维持觉醒的功能区失去联系，从而患者处于昏迷状态。研究表明，脑损伤死亡患者中有30%～40%伴有弥漫性轴索损伤以及脑组织缺血的改变[11]。动物实验证明，神经元在损伤后会发生进行性损害，缺血缺氧，直至脑复苏后这种损害才停止[12]。不仅如此，昏迷患者更容易发生肺炎、压力性损伤等，给治疗和护理增加了难度，因此，对于sTBI昏迷患者的促醒非常必要。

臭氧疗法有久远的历史，后来由于不当的使用方法以及剂量，造成严重的毒性反应而被废弃[13]。近年来，臭氧疗法有了新的进展，重新应用于临床。本研究显示：经过臭氧治疗2个疗程之后，研究组的GCS评分高于对照组，并且治疗后GCS评分高于治疗前，说明臭氧促醒治疗的效果是肯定的。血液流变学指标也同样发生改善。臭氧治疗2个疗程后，研究组的高切黏度、低切黏度、血浆黏度、红细胞比容都低于对照组，并低于治疗前，这种变化对病情的进展是有帮助的。高切黏度主要受红细胞比容与红细胞变形能力的影响，高切黏度降低说明红细胞比容减小、红细胞变形能力增强；低切黏度主要受红细胞聚集性的影响，低切黏度降低说明红细胞的聚集性降低。这些指标的变化说明血液的黏滞度下降，血流速度增加，这样可以增加脑组织供氧，也说明了红细胞的变形能力增强，聚集性减弱，而且研究结果显示，研究组红细胞比容减小，反映了红细胞通过微循环的能力增强，对改善微循环有帮助。Smith等[14]认为臭氧可以改善组织的氧供，增加血液的流动性，增强细胞的氧化代谢等，同时可以降低氧合血红蛋白与氧的结合程度，有利于氧从血液中向组织的释放。同时增加红细胞的变形能力，增加纤维蛋白溶解度，抑制血小板聚集，降低红细胞的黏滞性，改善微循环。

GFAP是星形胶质细胞的一种中间丝蛋白和主要的骨架成分[15]。研究表明，颅脑外伤时GFAP会释放入外周血，造成外周血中其水平升高[16]。基于这个特性，多项研究表明，GFAP可以作为评价TBI严重程度的蛋白标志物，且具有较好的敏感度和特异度[17-19]。在本研究中，实验室酶学指标显示：在治疗2个疗程后，研究组血清GFAP水平降低说明臭氧治疗在一定程度上修复了脑组织的损伤。神经细胞的坏死是不可逆的，但是这个坏死指的是神经细胞胞体，如果是远离胞体的轴突损伤，是有机会发生轴突再生的[20]。臭氧可以增加组织中超氧化物歧化酶(superoxide dismutase，SOD)水平。SOD是体内一种重要的抗氧化酶，它能将体内氧自由基转化为过氧化氢，再通过过氧化氢酶的催化作用转化为无害的水。研究表明，神经系统损伤后，氧自由基及脂质过氧化物水平升高[21]，而自由基的清除对脂质过氧化反应有明显的抑制作用，从而对损伤的神经系统产生保护[22]。

尽管臭氧自血疗法对sTBI的效果是肯定的，但是治疗的剂量与方法需要严格把控。臭氧水平过高会与体内多不饱和脂肪酸、抗氧化剂、巯基发生反应，生成氧自由基以及脂质氧化产物(lipid oxidation products，LOPs)等[23]，氧自由基可以引发机体较强的氧化应激反应，对细胞造成损伤，LOPs也会通过氧化反应生成有毒性的醛类物质。过去认为，氧自由基和LOPs是有害的，但现在这一观念已被修正。因为它们经过血液的稀释以及胆汁、尿液等的排泄，并通过谷胱甘肽转移酶以及醛脱氢酶代谢，只有亚微摩尔浓度到达全身的器官。在这些器官中，它们可以作为氧化应激的信号分子，是机体防御和免疫反应的重要介质[6]。这些信号分子可以引起体内抗氧化酶比如超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶、过氧化氢酶等的表达上调。而且LOPs诱导氧化应激蛋白，其中一种就是血红素加氧酶-Ⅰ，它被认为是最重要的抗氧化防御和保护的酶之一。有证据指出，臭氧水平过低无用，至多起到安慰剂作用，过高则会引发氧化应激损伤[6]，所以对于臭氧水平的要求比较高，必须刚好超过某个阈值水平，既能触发生物效应，又不产生毒性。这种抗氧化反应可能会逆转由衰老、损伤、糖尿病、退化等引起的慢性氧化应激反应。

根据过去十几年的数据以及人血液的平均抗氧化能力，已经确定了“治疗窗”，10～15 ng·L-1血液为最小区间，80 ng·L-1血液为最大值。在这个范围内，臭氧可以发挥治疗作用而无毒性。根据治疗经验，20～40 ng·L-1是常用范围，此范围在相关文献[13]中也有报道。

综上，臭氧自血疗法可以降低血液黏滞度，增加组织供氧，并减少自由基对脑组织的损害。在使用方法正确、剂量适当的前提下，臭氧自血疗法对sTBI后昏迷的促醒效果显著，值得临床推广。