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目的:在全世界范围内,颅脑创伤(Traumatic Brain Injury,TBI)已经成为中青年人群致死、致残的首要因素。TBI病理过程主要包括原发颅脑损伤和继发性颅脑损伤,原发性的颅脑损伤往往发生在受伤当时,由机械暴力直接导致,而继发性损伤则是出现在原发性损伤之后的一系列细胞及生化级联反应,包括炎性反应、自由基损伤、兴奋性毒性、水肿、钙超载、线粒体损伤等一系列病理过程,并导致脑水肿、细胞功能障碍、颅内压增高、脑内调节机制的破坏等,并最终加重脑部损伤,预后变差。研究发现,高迁移率族蛋白B1(High Mobility Group Box 1,HMGB1)作为促炎症反应介质,在继发性损伤的炎症反应中具有潜在的中心作用。在我们临床工作中,颅脑创伤合并肢体骨折(Bone Fracture,BF)是常见的TBI复合伤类型,并且这类患者往往比单纯TBI患者病情更重,预后更差。而在BF对于TBI患者神经功能恢复的影响,以及HMGB1在其中的作用方面的研究尚属空白。因此,本次研究旨在探讨合并肢体骨折对TBI小鼠及患者神经功能恢复及预后的影响,以及血清中HMGB1在这一过程中所扮演的角色。方法:1动物实验:将192只雄性C57BL/6小鼠(12~14周龄、28~32 g)分成对照组、单纯TBI组、TBI+BF组、TBI+BF+HMGB1抗体组四组,每组48只。模型制作完成后,均立即抽取小鼠静脉血,静置离心后获取血清标本并置于-80℃冰箱保存待测。小鼠正常饲养。在饲养2天后,从各组小鼠中随机挑选8只小鼠,抽取静脉血并获取血清标本,置于-80℃冰箱保存待测,抽血完成后放回各自笼中,同样的方法再次从各组中随机挑选8只小鼠进行神经功能缺损评分(Neurological severity score,NSS)、粘附物去除实验(Adhesive removal test)、转角实验(Corner test)等测试,记录测试结果后放回原饲养笼。再从各组中随机挑选24只小鼠,其中,8只进行脑含水量测试,8只利用实时荧光定量PCR(Real-time polymerase chain reaction,RT-PCR)技术检测脑损伤部位炎症因子基因的表达水平,剩下8只测定损伤坏死脑组织体积。在饲养第4天,采用与第2天同样的方法,对四组小鼠留取静脉血清标本,并进行各项测试和检验。小鼠血液标本收集完毕后,采用酶联免疫吸附试验法(Enzyme linked immunosorbent assay,ELISA)测试血清标本内HMGB1含量。2临床实验根据实验纳入标准将41位急性TBI重症患者纳入研究,并分为2组:单纯TBI组和TBI+BF组,记录患者入院时GCS评分,并在受伤第1天、第3天、第5天、第7天进行血液HMGB1的检测。正常对照组标本来自于体检中心体检人群中身体健康体检者10名。所有患者随访6个月,并记录伤后第6个月时的GOS评分。结果:1 TBI组与TBI+BF组小鼠在第2天、第4天的NSS评分、粘附物去除试验去除时间均比对照组要大(P<0.01),转角试验左转的频率均明显高于对照组小鼠(TBI组:P<0.05,TBI+BF组:P<0.01)。而与TBI组相比,TBI+BF组小鼠NSS评分在第2天无明显差异,第4天时TBI+BF组评分明显高于单纯TBI组(P<0.01);TBI+BF组小鼠在第2天、第4天的粘附物去除试验去除时间均比TBI组长(第2天P<0.05,第4天P<0.01)。TBI+BF组小鼠转角试验左转的频率在第2天时与TBI组无明显差异(P>0.05),而在第4天时明显高于TBI组(P<0.05)。2小鼠损伤脑组织的体积占比:在第2天和第4天,TBI组和TBI+BF组明显比对照组要大(P<0.01)。TBI组和TBI+BF组相比,两组第2天没有明显区别(P>0.05),但是在第4天,TBI+BF组小鼠比单纯TBI组要大(P<0.05)。小鼠脑组织含水量:TBI组与TBI+BF组在第2天和第4天均高于对照组(P<0.05),TBI组和TBI+BF组在第2天没有明显差异(P>0.05),但在第4天TBI+BF组比TBI组的含水量要高(P<0.05)。3在伤后第2天、第4天,TBI和TBI+BF组的TNF-α,IL-1β和IL-6的mRNA表达水平均比对照组要高(P<0.01)。TBI组和TBI+BF组在第2天TNF-α和IL-1β的m RNA表达水平没有明显差异,而TBI+BF组小鼠IL-6 m RNA表达水平则高于单纯TBI组小鼠(P<0.05)。在第4天,TBI+BF组小鼠这三种因子的m RNA表达水平全部明显高于TBI组小鼠(TNF-α,IL-1β:P<0.05;IL-6:P<0.01)。4小鼠血清HMGB1含量:三组在受伤当日测得含量均较低,且无明显差别;在受伤第2天TBI和TBI+BF组含量明显增高,均高于空白对照组(P<0.01),且TBI+BF组含量比单纯TBI组高(P<0.05);受伤第4天时,TBI+BF组小鼠比单纯TBI组小鼠含量更高(P<0.05);TBI组小鼠血清HMGB1含量在TBI后2天之后保持稳定,而TBI+BF组小鼠HMGB1水平持续升高,并且明显高于TBI组(P<0.05)。5与TBI+BF组小鼠相比,TBI+BF+HMGB1抗体组小鼠第2天及第4天损伤脑组织体积占比、脑组织水含量、NSS评分、转角试验左转的频率均比TBI+BF组低(P<0.05)。提示HMGB1抗体减轻了脑损伤的程度。6在临床实验中,单纯TBI组患者与TBI+BF组患者在入院时GCS评分无明显差异(P>0.05),实验组各时间段测得的血清HMGB1含量均高于正常对照组(P<0.01)。单纯TBI组与TBI+BF组相比较,第一天两组HMGB1含量无统计学差异(P>0.05),而第3天、第5天、第7天测得TBI+BF组HMGB1含量均大于单纯TBI组(P<0.05),提示TBI+BF组的血清HMGB1组增长速度比单纯TBI组要快。7单纯TBI组比TBI+BF组伤后第6个月GOS评分高(P<0.05),患者在第3天血清HMGB1含量与其受伤第6个月时GOS评分呈负相关(r=-0.619,P<0.01)。结论:1小鼠和人TBI均可引起血清中HMGB1含量增加;2 HMGB1是晚期致炎因子,它在人和小鼠TBI早期阶段血液中的含量逐渐增加;3合并肢体骨折的TBI小鼠或患者可以通过HMGB1途径加重脑部炎症反应,并进一步加重继发性脑损伤;4可以通过降低TBI+BF小鼠血清HMGB1含量来减轻继发性脑损伤。