高压氧治疗对脑梗死患者血清基质金属蛋白酶9的影响

　　作者：于福生,董洪光,董志勇　　作者单位：山东省莱阳市中心医院

　　【摘要】目的探讨高压氧(HBO)治疗后急性脑梗死患者血清基质金属蛋白酶9(MMP9)水平的动态变化及其与临床疗效的关系。方法采用酶联免疫吸附双抗体夹心法测定脑梗死患者入院时、发病后第3、5、10天以及正常对照组血清MMP9浓度。对所有患者于入院时和治疗后10 d、1个月进行神经功能缺损评分，评价HBO组和常规组疗效差异。结果 与正常对照组比较，HBO组和常规组入院时血清MMP9的浓度均明显增高(P<0.01)。与治疗前比较，常规治疗组和HBO治疗组血清MMP9水平均呈现先增高后降低的动态变化趋势，3 d时达高峰，于治疗后10 d时降低至入院时的水平，但仍高于正常对照组(P<0.01)，比较2组患者各时间点的MMP9的浓度显示，在治疗后3、5 d时HBO治疗组的血清MMP9浓度低于同期常规治疗组(P<0.05);治疗1个月后神经功能缺失评分HBO组明显低于常规组;HBO治疗组疗效优于常规治疗组(P<0.05);脑梗死患者神经功能缺损评分减少值与患者发病后第3天血清MMP9水平呈负相关(r=-0.625，P<0.01)。 结论 HBO治疗能降低脑梗死患者升高的血清MMP9浓度，减少神经功能缺失程度，其临床疗效可能与降低患者血清MMP9的浓度有关。

　　【关键词】 高压氧;脑梗死;基质金属蛋白酶9

　　【Abstract】 Objective To observe the dynamic changes of matrix metallo proteinase9 (MMP9) concentration in patients with cerebral infarction treated by hyperbaric oxygen (HBO) and to investigate the relationship between MMP9 concentration and the therapeutic effect.Methods The concentrations of MMP9 were measured by enzymelinked immunosorbent assay(ELISA). The blood samples were collected on admission, at the 3rd , 5th and 10th day after treatment. The nerve function impairment scores were estimated on admission, at 10 days and a month after treatment, and therapeutic effects were evaluated a month after treatment.Results There was no significant difference in MMP9 concentration on admission between HBO group and routine treatment group. However MMP9 concentration in the two treatment groups were significantly higher than that of control group(P<0.01), which reached a peak at the 3rd day. At the 3rd and 5th day after treatment, MMP9 concentrations in HBO group were significantly lower than those in routine treatment group (P<0.05).The nerve function impairment scores in HBO group were significantly lower than those of routine treatment group after 1month treatment,and the therapeutic effect in HBO group was superior to that of routine treatment group (P<0.05),The reduction scores of nerve function impairment were negatively correlated with the levels of MMP9 at the 3rd day(P<0.01).Conclusion The HBO therapy can reduce the concentration of serum MMP9 in patients with cerebral infarction,and can decrease the degree of nerve function impairment, its clinical therapeutic effect may be correlated with the decrease of serum concentration of MMP9.

　　【Key words】 hyperbaric oxygen; cerebral infarction; matrix metalloproteinase9

　　近年研究发现，基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase，MMP)与脑血管病关系密切，参与缺血性脑血管病的血脑屏障(blood brain barrier, BBB)开放和血管源性脑水肿形成。动物实验显示，高压氧(HBO)具有降低脑缺血模型和创伤性脑损伤模型中MMP9的活性和BBB通透性的作用，可减少神经细胞继发性死亡和炎性激活的程度，MMP9表达下调可能起到神经保护作用[1,2]。本研究旨在探讨HBO治疗对急性脑梗死患者血清MMP9浓度和临床疗效的影响，为应用HBO治疗脑血管病提供理论依据。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料

　　选取首次发病的24 h以内的颈内动脉系统急性脑梗死患者76例，诊断符合第四届脑血管病会议的诊断标准[3]。其中男44例，女32例;平均年龄(62±10)岁。根据入院后3～7 d复查颅脑CT结果分为小梗死灶30例(直径<3.0 cm)、中梗死灶36例(直径3.0～5.0 cm)和大梗死灶10例(直径>5.0 cm)。急性缺血性脑卒中病情相对稳定(神经功能缺损评分5～35分)。所有合并明显的肝肾或心功能衰竭、自身免疫性疾病、感染性疾病、恶性肿瘤患者排除在本研究之外。将脑梗死患者随机分成常规治疗组和HBO治疗组。常规治疗组40例，男23例，女17例;HBO治疗组36例，男21例，女15例;2组年龄、性别比、既往史和并发症、梗死灶大小和部位及神经功能缺损评分等方面差异无统计学意义(P>0.05)。正常对照组30例，来自健康体检者，其中男17例，女13例;平均年龄(59±10)岁。见表1。

　　1.2 治疗方法

　　常规治疗组应用常规药物进行治疗，包括抗凝、抗血小板聚集、改善脑循环、脱水降颅压、神经细胞赋活剂等，如低分子肝素、阿司匹林、维脑路通、甘露醇、胞二磷胆碱等。HBO治疗组在应用常规药物进行治疗的同时加用HBO治疗，采用国产中型多人空气加压氧舱，空气加压，加压30 min至压力0.2 Mpa(2ATA)后稳压，患者戴面罩吸氧60 min，氧浓度99.0%，中间休息10 min，缓慢减压40 min出舱，1次/d，10次为1个疗程，共1个疗程。排除HBO治疗禁忌症，血压控制在160/100 mm Hg以下(1 mm Hg=0.133 kPa)，心率控制在55次/min以上。 HBO开始治疗时间为入院后24 h之内。

　　1.3 检测及评价方法

　　急性脑梗死患者于入院时以及发病后第3、5、10天抽取空腹静脉血，对照组采集清晨空腹血1次。血清MMP9的浓度测定采用酶联免疫吸附双抗体夹心法，试剂盒购自美国RD systems公司。应用全国第四届脑血管病学术会议通过的评定标准[3]，于患者入院时、治疗后10 d和治疗后1个月对2组脑梗死患者的神经功能缺损程度进行评分，并评定2组治疗1个月后的临床疗效。

　　1.4 统计学分析

　　计量资料以±s表示，采用配对资料及两独立样本资料的t检验检测治疗前后及2组MMP9浓度的差异性，2组疗效比较采用Ridit分析，相关分析采用单因素直线相关分析，计数资料比较采用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。

　　2 结果

　　2.1 2治疗组一般情况比较

　　2治疗组年龄、性别比、既往史和并发症、梗死灶大小和部位及神经功能缺损评分等方面差异无统计学意义(P>0.05)。

　　2.2 脑梗死患者治疗前后血清MMP9浓度变化

　　治疗前急性脑梗死患者常规治疗组、HBO治疗组血清MMP9浓度均高于正常对照组[(158±89)ng/ml](t=4.60、5.11，P<0.01)，而2治疗组比较MMP9浓度差异无统计学意义(P>0.05)。与治疗前比较，常规治疗组和HBO治疗组血清MMP9水平均呈现先增高后降低的动态变化趋势，3 d时达高峰，于治疗后10 d时降低至入院时水平，但仍高于正常对照组(t=4.41～9.68，P<0.01)。比较2组患者各时间点的MMP9的浓度显示，在治疗后3、5 d时HBO治疗组的血清MMP9浓度低于同期常规治疗组(t=2.17,2.01，P<0.05)。 脑梗死患者治疗前后血清MMP9浓度变化

　　2.3 脑梗死患者治疗前后神经功能缺损程度评分比较

　　与治疗前比较，治疗后10 d时常规治疗组和HBO治疗组神经功能缺损评分明显降低(t=3.83、4.63，P<0.01)，HBO治疗组与常规治疗组差异无统计学意义(P>0.05);治疗后1个月，常规治疗组和HBO治疗组评分进一步降低(t=4.91、8.08，P<0.01)，且HBO治疗组低于常规治疗组(t=2.17，P<0.05)。 脑梗死患者治疗前后神经功能缺损程度评分比较

　　2.4 临床疗效观察

　　发病1个月时，HBO治疗组基本痊愈5例，显着进步20例，进步6例，无变化3例，恶化2例。常规治疗组基本痊愈3例，显着进步15例，进步11例，无变化8例，恶化3例。HBO治疗组优于常规治疗组(P<0.05)。

　　2.5 脑梗死患者神经功能改善与血清MMP9浓度的相关性

　　将脑梗死患者治疗前和治疗后1个月的神经功能缺损评分减少值作为神经功能改善的量化指标，计算每例脑梗死患者神经功能缺损评分减少值，对患者评分减少值与患者发病后第3天血清MMP9水平(高峰浓度)进行直线相关分析，二者呈负相关(r=-0.625，P<0.01)。

　　3 讨论

　　3.1 急性脑梗死患者血清MMP9水平的变化

　　动物实验表明，MMP9 在继发性脑损伤和血管源性水肿中起重要作用，大鼠大脑中动脉闭塞4 h后 MMP9 水平上升，12 h 和24 h 梗死灶内MMP9 的表达明显增加，且与血管源性脑水肿的高峰期一致[4]。活化的MMP9 可能作用在脑缺血后引起海马CA1 区细胞凋亡级联反应中的某个环节[5]。MMP9基因敲除大鼠能免受脑缺血和创伤性脑损伤[6]。MMP9过度表达可通过破坏脑血管基膜，使其通透性增高而渗出增加，从而在血脑屏障破坏、脑水肿形成以及脑损伤过程中发挥关键作用[7]。临床研究亦显示，MMP9 参与了缺血性脑损伤的形成过程。脑梗死急性期MMP9水平增高，且与NIHSS评分和梗死灶体积相关， MMP9是弥散加权成像(DWI)所示梗死体积的预测因素[8]。脑梗死急性期检测MMP9水平的变化可帮助判断脑微循环的受损程度，反映脑梗死病灶的大小，而且可能有助于早期分型[9]。本研究检测了急性脑梗死患者血清MMP9水平动态变化，结果显示，与正常对照组比较，2组急性脑梗死组患者血清MMP9水平均呈现先增高后降低的动态变化趋势，3 d时达高峰。其峰值水平与脑水肿严重期(多于发病后3～5 d)大致相符，这与以往研究结果一致。

　　3.2 HBO治疗脑梗死的临床疗效及作用机制

　　HBO治疗急性脑梗死的可能机制包括增加氧的运输、减轻脑水肿、降低脂质过氧化物的形成、抑制白细胞的激活和细胞黏附、抑制脑缺血后的炎性反应和细胞凋亡以及维持血脑屏障的完整性等[10,11]。HBO可减少实验动物梗死体积和改善的近期和远期预后[12,13]，然而HBO治疗急性或亚急性中风其临床疗效至今尚无一致意见。临床研究和动物实验结果的差异提示HBO可能在中风后的最初几小时应用更有效，且压力可能高达2～3 ATA[11]，HBO能否延长治疗时间窗、取得对缺血再灌注损伤的长期保护作用尚需进一步研究。

　　本研究结果显示，与治疗前比较，治疗后10 d时常规治疗组和HBO治疗组神经功能缺损评分明显降低，此时HBO治疗组与常规治疗组差异无统计学意义，但治疗后1个月时HBO治疗组降低更明显。发病1个月时临床疗效评定结果显示， HBO治疗组临床疗效优于常规治疗组。由于本组入选的脑梗死患者处于发病急性期(发病24 h之内)，因此提示早期应用高压氧治疗脑梗死可促进患者神经功能的恢复，改善患者的预后。

　　3.3 HBO治疗脑梗死患者血清MMP9水平变化与临床疗效的关系

　　脑缺血再灌注后伴随有大量白细胞浸润，白细胞激活后产生大量的蛋白水解酶，其中以MMPs为主要酶类。在生理条件下，MMPs主要以无活性的酶原形式存在，脑缺血再灌注时，MMPs在炎性介质的作用下转化为活性成分，其中与血脑屏障破坏关系最为密切是MMP2和MMP9[14]。基础研究表明，HBO有降低脑缺血模型和创伤性脑损伤模型中MMP9的活性和BBB通透性的作用，神经细胞死亡数量减少以及炎性反应的程度减轻与MMP9表达下调有关[1,2]。本研究结果显示，HBO治疗组临床疗效优于常规治疗组，脑梗死患者神经功能缺损评分减少值与患者发病后第3天之血清MMP9水平呈显着负相关，提示HBO可能通过降低脑梗死患者血清MMP9水平进而改善患者的预后。HBO抑制MMP9表达的机制有待于进一步探讨。

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