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不同分型脑梗死患者血清炎症细胞因子水平变化及临床意义

更新时间:2021-04-12 08:22点击:

摘    要:
目的 探讨血清中白细胞介素-6(IL-6)、白细胞介素-10(IL-10)、白细胞介素-18(IL-18)、白细胞介素-33(IL-33)、转化生长因子-α(TGF-α)和同型半胱氨酸(Hcy)在不同分型脑梗死患者早期诊断及预后中的意义。方法 收集2018年10月—2019年7月在南京大学医学院附属鼓楼医院确诊的47例急性脑梗死患者的临床信息及血清,同时选取47例健康人作为对照组。利用酶联免疫吸附法试剂盒检测IL-6、IL-10、IL-18、IL-33和TNF-α质量浓度,利用循环酶法检测Hcy浓度。TOAST分型将47例急性脑梗死患者分为大动脉粥样硬化型、小血管病变型、心源性脑栓塞型、其他原因型及不明原因型患者。利用格拉斯哥预后量表(GOS)评分标准及改良Rankin评分量表对急性脑梗死患者预后评估。结果 与对照组相比,急性脑梗死患者血清中几种炎性因子都显著性升高(P<0.05)。运用GOS评分和改良Rankin评分量表作为预后指数,发现血清中IL-6质量浓度越高,GOS评分也随之越高,预后较好;而IL-18质量浓度和Hcy浓度越高,GOS评分越低,预后越差。结论 IL-6、IL-18和Hcy参与急性脑梗死发病过程,并且与动脉粥样硬化血栓形成及病理分期密切相关。说明IL-6、IL-18和Hcy可作为脑梗死的潜在标志物,在疾病的早期筛查和预后中具有重要意义。
 
关键词:
脑梗死 白介素-6 白介素-10 白介素-18 白介素-33 转化生长因子-α 同型半胱氨酸
 
Serological levels of cytokines levels in patients of different types of cerebral infarction and its clinical significance
Hu Xiao-han Xia Yan-yan Chen Yu-xin
Department of Inspection, Nanjing Medical School, Drum Tower Hospital Affiliated of Nanjing University;
Abstract:
Objective To investigate the serological levels of interleukin-6(IL-6), interleukin-10(IL-10), interleukin-18(IL-18), interleukin-33(IL-33), transforming growth factor-α(TGF-α) and homocysteine(Hcy) in the early diagnosis and prognosis of patients with different types of cerebral infarction. Methods 47 patients with acute cerebral infarction were recruited, who were diagnosed in Nanjing Drum Tower Hospital Affiliated of Nanjing University Medical School from October 2018 to July 2019. Their clinical information and serum levels were collected. Meanwhile, 47 healthy volunteers with matched age and gender were selected as the control group. The levels of IL-6, IL-10, IL-18, IL-33 and TNF-α were detected by enzyme-linked immunosorbent assay kit, and Hcy levels were detected by the cyclic enzymatic method. Based on their etiology, 47 patients with acute cerebral infarction were divided into a large atherosclerosis type, small vessel disease type, cardiogenic cerebral embolism type, other determined etiology and unexplained type. A prognostic evaluation of patients with acute cerebral infarction was performed using the Glasgow outcome scale(GOS) scoring criteria and modified Rankin Scale. Results Compared with the control group, serum IL-6, IL-10, IL-18, IL-33, TGF-α and Hcy were significantly increased in patients with acute cerebral infarction(P <0.05). Using the GOS score and modified Rankin scale as the evaluation indexes, it was found that the patients with a higher GOS index tended to have an increased level of IL-16, and better prognosis, while patients with lower GOS index tended to have a higher IL-18 level and Hcy level with a poor prognosis. Conclusion IL-6,IL-18 and Hcy participate in the pathogenesis of acute cerebral infarction, and are closely related to atherosclerotic thrombosis and pathological stage. These results indicated that they can serve as potential markers of cerebral infarction and have important significance in early screening and prognosis of the disease.
 
Keyword:
cerebral infarction; IL-6; IL-10; IL-18; IL-33; transforming growth factor-α; homocysteine;
 
脑损伤后,大量的炎症细胞激活聚集,同时释放大量炎症细胞因子。研究[1]表明,炎症反应是导致脑细胞损伤的重要环节,在脑细胞损伤的发生、发展过程中起重要作用。炎性细胞因子如白介素-6 (interleukin-6,IL-6)[2]、白介素-10(interleukin-10,IL-10)[3]、白介素-18 (interleukin-18,IL-18)[4]、白介素-33(interleukin-33,IL-33)[5]以及转化生长因子-α(transforming growth factor-α,TGF-α)[6],在多种血管性疾病、自身免疫性疾病和炎症性疾病中均发挥重要作用。但它们在急性脑梗死患者血清中的表达水平及作用尚不明确。
 
同型半胱氨酸(homocysteine,Hcy)作为人体含硫氨基酸之一,是蛋氨酸及半胱氨酸代谢的重要中间产物,被认为是导致急性脑梗死风险增加的重要因素之一[7]。
 
急性脑梗死患者分为大动脉粥样硬化型、小血管病变型、心源性脑栓塞型、其他原因型及不明原因型。动脉粥样硬化和血管内粥样斑块破裂是动脉粥样硬化脑血栓形成的主要原因[8—9]。在动脉粥样硬化脑血栓形成过程中,炎症有很重要的作用。本研究采用酶联免疫吸附法(enzymelinked immunosorbent assay,ELISA)和循环酶法检测健康人群及不同分型脑梗死患者血清中IL-6、IL-10、IL-18、IL-33、TGF-α、Hcy的水平,及其与临床损伤和恢复评分的相关性,探讨其在脑梗死患者早期诊断及预后中的价值。
 
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2018年10月—2019年7月在南京大学医学院附属鼓楼医院诊断为急性脑梗死患者47例,其中男性25例,女性22例,年龄52~88岁,平均年龄(67.32±7.68)岁。TOAST (trial of Org 10172in acute stoke treatment)分型:大动脉粥样硬化型22例,小血管病变型15例,心源性脑栓塞型6例,其他原因型1例,不明原因型3例。所有纳入患者排除患有肿瘤、自身免疫性疾病、神经精神异常(痴呆、抽搐、昏迷)等无法正常被研究者、1个月内发生急性感染(上呼吸道感染、高热等)及1个月内有特殊治疗(放疗、化疗、手术等)等可能影响本研究指标的疾患。同时选取47例在南京大学医学院附属鼓楼医院进行体检的健康人作为对照组,其中男性26例,女性21例,年龄51~76岁,平均年龄(63.32±6.92)岁,与急性脑梗死患者组的年龄、性别匹配,差异无统计学意义(P>0.05)。所有患者入院后72 h内均接受脑部核磁共振检查,依照2013年美国心脏协会/美国中风协会(American Heart Association/American Stroke Association,AHA/ASA)指南要求诊断为急性脑梗死[9]。本研究所有参与者及家属都签订知情同意书并且经过南京大学医学院附属鼓楼医院伦理委员会批准(批准文号:2008022)。
 
1.2 仪器与试剂
仪器:-80°C冰箱(日本三洋公司),离心机、贝克曼全自动生化仪AU5400(贝克曼库尔特商贸(中国)有限公司)等。
 
试剂:血清中细胞因子IL-6、IL-10、IL-18、IL-33和TGF-α水平的检测采用ELISA试剂盒(苏州卡尔文生物科技有限公司)。血清Hcy检测采用免疫比浊法(上海景源医疗器械有限公司)。实验操作严格按照试剂说明书的标准程序进行。
 
1.3 方法
1.3.1 标本采集
清晨空腹状态下,采集研究对象静脉血5 m L,室温3 000 g离心10 min,收集血清立刻分装并放置-80°C冰箱待下一步检测。
 
1.3.2 检测血清中细胞因子及Hcy浓度
利用ELISA法试剂盒检测血清中IL-6、IL-10、IL-18、IL-33、TGF-α的质量浓度。在预先包被好相关检测抗体的测试孔中,加入待测标本和不同浓度的标准品,每个样品双复孔检测。随后在每孔中加入辣根过氧化物酶标记的检测抗体,37°C孵育1 h。清洗板5次,每孔加入底物100μL,37°C孵育15 min后加入终止液,轻摇酶标板使之混匀,用酶标仪在450 nm波长下测得吸光度。使用贝克曼全自动生化仪用免疫比浊法,定标并用质控品保证准确性后,检测样品中Hcy浓度。
 
1.3.3 GOS评估急性脑梗死患者预后
GOS评分是常用的脑严重损伤后的结局评估[10]。急性脑梗死患者出院6个月后随访,并根据GOS量表评估患者预后,其中,Ⅰ级表示死亡;Ⅱ级表示长期昏迷;Ⅲ级表示重残,需要他人照顾;Ⅳ级表示中度残疾,但日常生活不需要他人照顾;Ⅴ级表示基本痊愈。GOS预后评级可对急性脑梗死患者预后定量分析。
 
1.3.4 脑梗死的病因学分型—TOAST分型
大动脉粥样硬化型:患者具备或脑成像提示脑的主干动脉或皮层分支动脉狭窄(>50%)或闭塞。小血管闭塞型:包括其他分型中经常被提到的腔隙性脑梗死。心源性栓塞型:指心源性疾病产生的血栓导致脑动脉闭塞所致的脑梗死。其他原因引发缺血性脑梗死型:排除心源性疾患及大动脉粥样硬化性病变外,由感染、免疫、血液疾病等引起的脑梗死。原因不明的脑梗死型:包括未发现病因者,评估资料不全者等。
 
1.3.5 改良Rankin评分量表
改良Rankin评分量表(modified Rankin scale,m RS)是脑梗死临床试验的终点指标,衡量患者脑梗死后的功能恢复的结果[11]。该评分表0分为完全无症状;1分为尽管有症状,但无明显功能障碍;2分为轻度残疾,不能完成患病前所有活动,但不需要帮助,能照顾自己;3分为中度残疾,要求一些帮助,但行走不需要帮助;4分为重度残疾,不能独立行走,无他人帮助不能满足自身需要;5分为严重残疾,卧床、失禁、要求持续护理和关注。
 
1.4 统计学处理
采用SPSS 19.0分析数据,计量资料符合正态分布的数据以平均数±标准差表示,两组间比较采用独立样本t检验,多组间比较使用单因素方素分析,不符合正态分布则使用非参数检验。采用Prism软件Logistic回归分析血清中炎性因子质量浓度、Hcy浓度与GOS分期的相关性。
 
2 结果
2.1 急性脑梗死患者血清中炎性细胞因子质量浓度及Hcy浓度的表达增加
为研究急性脑梗死患者血清中炎症细胞因子质量浓度和Hcy浓度的变化,检测47例急性脑梗死患者及47例对照组的血清中IL-6、IL-10、IL-18、IL-33、TGF-α和Hcy(表1)。通过SPSS分析,数据属于正态分布。急性脑梗死患者血清中IL-6、IL-10、IL-18、IL-33、TGF-α质量浓度均高于对照组,差异有统计学意义(均P<0.05)。
 
2.2 不同分型脑梗死患者血清中促炎性因子浓度
根据病因不同脑梗死分为5型,大动脉粥样硬化型患者血清中的炎性因子质量浓度和Hcy浓度显著增高,与其他各组相比,差异均有统计学意义(P<0.05,表2)。
 
2.3 急性脑梗死患者血清中促炎性因子与GOS评分的相关性
如表3所示,GOSⅢ级脑梗死患者血清中IL-6的质量浓度显著低于GOSⅣ级和Ⅴ级患者(P<0.05),急性脑梗死患者中的炎性因子IL-6的质量浓度与血清中GOS评分呈正相关关系(r=0.592,P<0.05)。而GOSⅢ级脑梗死患者血清中IL-18的质量浓度显著高于GOSⅣ级和GOSⅤ级患者(P<0.05),IL-18质量浓度与血清中GOS评分呈负相关关系(r=0.522,P<0.05)。Hcy浓度随GOS评分的增加而减少,提示Hcy浓度与血清中GOS评分之间呈负相关关系(r=0.515),见图1。
 
表1 急性脑梗死患者和健康人血清中促炎性因子浓度
表2 不同分型脑梗死患者血清中促炎性因子浓度
表3 急性脑梗死患者和健康人血清中促炎性因子浓度与GOS评分的相关性
2.4 急性脑梗死患者血清中炎性因子的表达与预后的相关性
1 a后随访47例患者,用m RS评分分为预后良好组(m RS评分≤2分)27例,预后不良组(m RS评分≥3分)20例,分别检测2组患者血清中炎性因子质量浓度。如表4所示,IL-6,IL-18质量浓度和Hcy浓度在2组患者间差异有统计学意义(P<0.05);而IL-10,IL-33和TGF-α质量浓度在2组患者间差异则无统计学意义(P>0.05)。
 
表4 急性脑梗患者血清中炎性因子质量浓度和Hcy浓度在预后不同分组中的表达
 
3 讨论
急性脑梗死发展快、恢复慢,主要表现为突然出现的意识、感觉、运动等方面的神经功能损伤,早期诊断对病情及时控制具有重要意义。急性脑梗死后,神经元会大量坏死,释放抗原诱发免疫应答,随后激活周围免疫细胞,释放多种炎性因子,激发机体内细胞因子风暴[12]。
 
本研究使用ELISA法检测IL-6、IL-10、IL-18、IL-33和TNF-α质量浓度,使用循环酶法检测Hcy浓度。结果显示脑梗死组患者体内几个因子的表达上升,提示相关炎症性因子均参与了脑梗死,与文献报道相一致[13—15]。从不同病因角度寻找影响脑梗死进展与预后的主要因素,可为个体化诊疗提供进一步依据。根据病因将脑梗死患者分为大动脉粥样硬化型、小血管病变型、心源性脑栓塞型、其他原因型及不明原因型。分组检测几种炎性因子水平,结果显示大动脉粥样硬化型患者血清中的炎性因子和Hcy与其他各组相比,显著增高。IL-6与动脉粥样硬化的发生和发展密切相关,动脉粥样硬化性脑梗死患者血清中γδT细胞水平明显增加,正向调节下游因子IL-6的表达[16]。Nooijer等[17]发现转染IL-18基因的小鼠斑块胶原含量减少,内出血增加,出现易损斑块。血清Hcy浓度可以影响颈动脉斑块性质,加速动脉粥样硬化的发生[18]。本研究结果也证实了动脉粥样硬化和急性脑梗死的密切关系。为进一步研究炎性因子与急性脑梗死预后的关系,分别分析几种炎性因子与GOS评分及m RS评分的关系,结果显示,急性脑梗死患者中的炎性因子IL-6质量浓度与血清中GOS评分呈正相关关系,而IL-18质量浓度和Hcy浓度与血清中GOS评分呈负相关关系。同样IL-6、IL-18质量浓度和Hcy浓度在m RS评分分组中差异均有统计学意义。本研究结果证明IL-6、IL-18和Hcy参与脑梗死的进程和预后,提示IL-6、IL-18和Hcy可作为急性脑梗死的临床预后标志物。
 
本研究发现,不同分型的脑梗死患者血清中IL-6、IL-18质量浓度、Hcy浓度均呈显著性上升,大动脉粥样硬化型患者炎性因子的浓度均高于其他几种分型患者,且与GOS及m RS评分量表有显著相关性。因此,血清中IL-6、IL-18质量浓度和Hcy浓度可以作为急性脑梗死进展早期诊断及预后的潜在标志物。
 
参考文献
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