颅底肿瘤术后血浆内皮素-1、降钙素基因相关肽的动态变化及其与脑血管痉挛的相关性

作者：梁鹏，潘亚文，徐高峰，董志强    作者单位：兰州大学第二医院神经外科，甘肃兰州 730030 【摘要】  　　目的 研究内皮素-1(endothelin-1, ET-1)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)在颅底肿瘤术后并发脑血管痉挛(cerebral vasospasm, CVS)时的动态变化水平，探讨其在CVS中的作用。方法 根据是否合并CVS,将34例颅底肿瘤术后患者分为症状性脑血管痉挛组、无症状脑血管痉挛组和非痉挛组。采用放射免疫法测定34例颅底肿瘤患者术后不同时点血浆ET-1及CGRP的含量，同时行经颅多普勒(transcranial doppler, TCD)检查判定患者CVS情况。同期选择10例健康成人进行对照研究。结果 ①颅底肿瘤术后1 d内血浆ET-1开始升高，5-7 d达高峰，随后又逐步降低，14 d时接近正常水平；血浆CGRP术后3 d开始降低，7 d降到最低，随后又逐步升高，14 d时接近正常水平。②术后3组患者血浆ET-1水平均高于正常组，CGRP水平均低于正常组。③术后痉挛组血浆ET-1含量较非痉挛组明显增高(P<0.01)，症状性痉挛组高于无症状痉挛组(P<0.01)。而CGRP含量痉挛组较非痉挛组明显降低(P<0.05)，症状性痉挛组低于无症状痉挛组(P<0.05)。④术后5-7 d时CVS患者达最高峰，14 d又明显减少。⑤CVS与血浆ET-1水平变化呈明显正相关(r=0.521, P=0.002),与CGRP呈明显负相关(r=-0.491, P=0.02)。结论 颅底肿瘤术后血浆ET-1升高及CGRP降低可能是引起CVS的重要因素，可作为术后CVS的一种预测指标。

【关键词】  颅底肿瘤 脑血管痉挛 蛛网膜下腔出血 内皮素-1 降钙素基因相关肽

　　Changes of endothelin-1 and calcitonin gene-related peptide in plasma ofcerebral vasospasm after resection of skull base tumors and the relationbetween the two factors and cerebral vasospasm

　　Liang Peng, Pan Yawen, Xu Gaofeng, Dong Zhiqiang

　　(Department of Neurosurgery, the Second Affiliated Hospital,Lanzhou University, Lanzhou 730030, China)

　　ABSTRACT: Objective  To study the changes of endothelin-1 (ET-1) and calcitonin gene-related peptide (CGRP) in plasma of cerebral vasospasm (CVS) after resection of skull base tumors and the effect of the two factors on cerebral vasospasm. Methods  Totally 34 cases were divided into symptomatic cerebral vasospasm group, asymptomatic cerebral vasospasm group and nonvasospasm group after resection of skull base tumors. The blood specimens were obtained from the 34 patients on days 1, 3, 5, 7 and 14 after the resection. The concentration of ET-1 and CGRP was detected by radioimmunoassay; meanwhile, transcranial doppler was recorded. Another 10 normal adult served as control group. Results  ① Concentration of ET-1 in plasma elevated from the 1st day after resection of skull base tumors, reaching peak levels on day 5 to day 7, then decreased gradually and nearly recoverd on day 14. Concentration of CGRP in plasma decreased from day 3 after resection of skull base tumors, with the lowest concentration on day 7, then increased gradually and recoverd on day 14. ② Concentration of ET-1 in plasma of the three groups was higher than that of normal adult group, while concentration of CGRP of the three groups was lower than that of normal adult group. ③ Concentration of ET-1 in plasma in vasospasm groups was higher than that in nonvasospasm group (P<0.01), higher in symptomatic cerebral vasospasm group than in asymptomatic cerebral vasospasm group (P<0.01). Concentration of CGRP in plasma in vasospasm groups was lower than that in nonvasospasm group (P<0.05), lower in vasospasm groups than in asymptomatic cerebral vasospasm group (P<0.05).④ Cerebral vasospasm increased obviously on day 3, with peak levels on day 5 to day 7, and recoverd obviously on day 14. ⑤ There was a significantly positive correlation between CVS and ET-1 concentration changes (r=0.521, P=0.002). However, there was a significantly negative correlation between CVS and CGRP concentration changes (r=0.491, P=0.02). Conclusion  The elevation of ET-1 and the decrease of CGRP in plasma are critical factors for CVS after resection of skull base tumors, and may be predictive indexes of CVS.

　　KEY WORDS: skull base tumor; cerebral vasospasm; subarachnoid hemorrhage; endothelin-1; calcitonin gene-related peptide

　　自发性蛛网膜下腔出血和颅脑损伤后蛛网膜下腔出血造成的脑血管痉挛(cerebral vasospasm, CVS)是神经外科常见的并发症，已引起广泛关注。但颅内肿瘤术后尤其是颅底肿瘤术后发生的CVS尚未引起临床医师的足够重视，国内外仅有少数报道。临床和动物实验表明，血浆中内皮素-1(endothelin-1, ET-1)、降钙素基因相关肽(calcitonin gene-related peptide, CGRP)含量与CVS之间有密切的关系。我们通过动态观察血浆中ET-1、CGRP的水平变化，来探讨两者与颅底肿瘤术后并发CVS的关系。

　　1  资料与方法

　　1.1  一般资料

　　病例组选择2007年4月至9月，兰州大学二院神经外科诊断明确的颅底肿瘤患者34例(排除合并高血压、动脉硬化、糖尿病者)。其中男性19例，女性15例，年龄14-70岁，平均年龄46.5岁。肿瘤部位：鞍区肿瘤17例，小脑桥脑脚区肿瘤14例，枕骨大孔区肿瘤2例，嗅沟1例。肿瘤病理学诊断：垂体腺瘤10例，脑膜瘤6例，听神经瘤7例，颅咽管瘤3例，胆质瘤3例，三叉神经鞘瘤2例，髓母细胞瘤、副神经鞘瘤、脊索瘤各1例。手术全部为全麻下开颅手术，无手术死亡。术后临床表现：意识障碍1例，视野缺损2例，精神症状2例。正常对照组选择同期健康成人10例。男性6例，女性4例，平均年龄42岁。

　　1.2  病例分组

　　根据患者临床表现和术后血管影像分成3组：非痉挛组(nonvasospasm group)、无症状痉挛组(asymptomatic CVS group)、症状性痉挛组(symptomatic CVS group)。根据临床表现及经颅多普勒(transcranial doppler, TCD)确定分组,即症状性血管痉挛的患者出现迟发性的神经损害表现，TCD检查按Seiler-Aaslid标准显示大脑中动脉平均血流速度(velocity of middle cerebral artery, VMCA)>120 cm/s，痉挛指数(lindegaard index)>3，如果没有迟发性神经损害的临床表现，而TCD提示有血管痉挛者即归为无症状性脑血管痉挛组。VMCA<120 cm/s、lindegaard index<3为非痉挛组。其中非痉挛组16例，无症状痉挛组11例，症状性痉挛组7例。

　　1.3  血浆ET-1及CGRP的测定

　　全部患者于术后1、3、5、7、14 d清晨空腹采取肘静脉血4 mL，加入含有100 g/L EDTA-Na2 30 μL和抑肽酶40 μL试管中混匀，4 ℃离心10 min，转速为3 000 r/min，分离并取出血浆，置-25 ℃冰箱保存待测。ET及CGRP含量测定在我院同位素科进行，具体方法严格按照试剂药盒说明书进行。药盒由解放军总医院科技开发中心放免所提供。

　　1.4  TCD测定

　　颅底肿瘤组于手术前1d和术后第1、3、5、7、14 d TCD动态监测，共6次。对照组于同期门诊TCD检查1次。TCD机型为以色列产Trans-Link TM 9000+型,探头频率2 MHz，检查均用患侧同一颞窗，取样深度55-60 mm，根据VMCA和lindegaard index分组。

　　1.5  统计学处理

　　所有数据均用SPSS11.5统计软件包进行处理，数据以(±s) 表示，应用Dunnett-t法，分组重复测量方差分析，Spearman相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

　　2  结果

　　2.1  脑血管痉挛时间分布

　　无症状痉挛组患者1 d内未出现痉挛，3-7 d有8例出现痉挛，3例出现于7-14 d；症状性痉挛组患者有1例于1 d内出现痉挛，4例出现于3-7 d，2例出现于7-14 d。

　　2.2  颅底肿瘤患者手术后血浆ET-1及CGRP水平的动态变化及与对照组的比较结果

　　颅底肿瘤术后1 d内血浆ET-1开始升高，在5-7 d达峰值，以后开始下降，在14 d时接近正常水平；血浆CGRP于术后3 d开始下降，7 d下降至最低点，在14 d时接近正常水平。颅底肿瘤术后各时间点与对照组比较，3、5、7、14 d有显著性差异(P<0.01，表1)表1  对照组与颅底肿瘤组术后不同时间血浆ET-1及CGRP含量的比较（略）

　　2.3  颅底肿瘤患者血浆ET-1、CGRP含量的变化

　　1 d内3组患者血浆ET-1的含量与正常对照组比较无明显差异；3-7 d时3组患者血浆ET-1的含量较对照组增加,无症状痉挛组及症状性痉挛组更明显，痉挛组水平高于非痉挛组,症状性痉挛组水平高于无症状痉挛组，均有显著性差异(P<0.01)；7-14 d时各组患者血浆ET-1的水平开始降低,痉挛组仍高于非痉挛组,症状性痉挛组水平高于无症状痉挛组，均有显著性差异(P<0.01)；14 d时无症状痉挛组及症状性痉挛组患者血浆ET-1的水平无明显差异，但较正常组仍高(表2)。表2  颅底肿瘤患者各组不同时间血浆ET-1含量的比较（略）

    1 d内3组患者血浆CGRP的含量与正常对照组比较无明显差异；3-7 d时3组患者血浆CGRP的水平较正常组降低，且痉挛组低于非痉挛组，症状性痉挛组水平低于无症状痉挛组。3组均在7 d降至最低点；7-14 d时各组患者血浆CGRP的水平开始回升，痉挛组仍低于非痉挛组，症状性痉挛组水平低于无症状痉挛组。3组间差异有统计学意义(P<0.05)；14 d时3组患者血浆CGRP的水平有明显差异(P<0.01)，仍较正常组低(表3)。表3  颅底肿瘤患者各组不同时间血浆CGRP含量的比较（略）

　　2.4  颅底肿瘤术后血浆ET-1、CGRP含量与痉挛指数关系

　　Spearman相关分析显示：术后7 d血浆ET-1升高水平与血管痉挛的发生呈明显正相关(r=0.521, P=0.002)。术后7 d血浆CGRP降低水平与血管痉挛的发生呈明显负相关(r=-0.491, P=0.02)。

　　3  讨论

　　3.1  颅底肿瘤与CVS的关系

　　CVS广泛存在于动脉瘤破裂出血、脑外伤、颅内肿瘤手术等引起的蛛网膜下腔出血(SAH)中，是造成缺血性脑损伤的重要原因之一。颅内肿瘤术后CVS相当多见，国内有报道CVS的发生率高达48.6%。本研究发生率为52.9%(18/34)，高于颅内其他部位的肿瘤。目前颅底肿瘤术后CVS的发生机制尚不十分清楚。大量的临床和实验证据表明，蛛网膜下腔脑池内积血，使血管活性物质聚集是引起血管痉挛的主要因素。丁育基认为，颅内肿瘤切除术后CVS的发生与年龄、性别、手术入路、肿瘤部位、肿瘤病理性质、手术时间、术中出血和输血量、以及颅内压增高程度无关，而与蛛网膜下腔脑池内积血有关。颅底肿瘤术后CVS的发生率与大脑半球肿瘤相近，但痉挛程度较重。有学者认为：颅底肿瘤解剖部位深在，周围神经、血管结构复杂，术后CVS不仅发生时间早、发生率高，而且重度CVS多见，持续的时间也长，这与颅底手术更易造成脑底池积血，影响邻近颅底大血管有关［1］。因此，颅底肿瘤术后的血管痉挛在本质上与动脉瘤和颅脑创伤后的血管痉挛并无差别，也是由于蛛网膜下腔出血(SAH)造成的。

　　3.2  ET-1、CGRP与CVS的关系

　　ET目前被认为是最强的缩血管活性肽,具有收缩血管和调节脑血流作用。ET包括3种异构肽(ET-1,2,3)。在血管内皮细胞、平滑肌细胞、神经和神经胶质细胞都可产生。 多种化学、物理因素对ET的合成和分泌起调节作用［2］。ET被释放以后,首先与平滑肌细胞膜上受体结合,通过多种途径导致血管痉挛［3］。高含量的ET不仅通过其直接的缩血管作用加重脑缺血性损害,还可诱发自由基等神经毒性物质的产生而加重脑组织水肿等继发性损害并形成恶性循环［4］。动物实验显示：应用选择性ET-A受体阻滞剂，可明显减轻蛛网膜下腔出血后基底动脉痉挛［5］。本研究显示，颅底肿瘤术后1 d血浆ET-1开始升高，在3-7 d峰值，7 d开始下降，在14 d时接近正常水平。CVS在颅底肿瘤术后1 d内有1例发生，3-7 d有12例发生，明显增多，7-14 d有5例发生CVS，说明血浆ET-1含量长时间维持高水平是CVS发生的重要条件。血浆ET-1高水平持续的时间越长，CVS持续的时间越长［6］。血浆ET-1水平与CVS的发生和严重程度明显相关，血浆ET-1水平升高的时间与CVS发生的时间一致，血浆ET-1水平越高，CVS的程度越重。

　　CGRP广泛分布于脑内及与体表感觉有关的脊髓背角和初级传入纤维，特别是感觉神经元的胞体和末梢内［7］，在支配脑血管系统的三叉神经末梢内浓度较高。CGRP对中枢神经系统和周围神经系统有保护作用。CGRP的基因表达及释放受许多因素的影响，在外周神经系统的三叉神经节和背根神经节(doral root ganglia, DRG)内CGRP的表达可被环腺苷酸、神经生长因子(nerve growth factor, NGF)、吗啡增强［8］。有的研究还发现,CGRP可能有控制癫痫发生的作用，其机制尚不太清楚［9］。CGRP舒血管作用并不完全依赖血管内皮细胞的完整性；可激活血管平滑肌细胞上K-ATP通道开放［10］；经细胞内的第二信使cAMP介导起作用；可以维持细胞内钙的稳定，降低细胞膜对钙的通透性。给蛛网膜下腔出血的动物模型注射编码CGRP的腺病毒,脑脊液中CGRP水平显著提高，7 d后测基底动脉直径为正常的78.2%，而未注射编码CGRP的腺病毒动物基底动脉的直径为正常的53.4%。在蛛网膜下腔出血后的短时间内，为维持脑内的血流量，神经末梢内的CGRP大量释放，使血浆中CGRP含量升高。随时间推移，神经末梢中CGRP耗竭，血浆中CGRP含量逐渐降低［11］。CGRP还可以减轻蛛网膜下腔出血后缩血管物质(5-羟色胺、组织胺)的收缩血管作用。

　　ET收缩血管的作用比血管紧张素Ⅱ、加压素和神经肽Y强而且持久，具有剂量效应关系。CGRP是迄今发现的最强的血管扩张物质，其扩张血管的效应呈现不同的剂量依赖性。临床观察发现SAH后迟发脑血管痉挛约于3 d后开始，7-8 d达高峰，一般可以持续至14-21 d。本研究显示，18例患者发生CVS，其中有12例发生于3-7 d，占总数的66.67%，且最为严重。迟发性脑血管痉挛(DCVS)发生的时间与血浆中ET-1升高和CGRP浓度降低的过程一致。不同组间的比较显示在CVS的高发时间段(3-7 d)，痉挛组患者血浆中ET-1含量明显高于非痉挛组，而CGRP含量明显低于非痉挛组，并具有统计学差异(P<0.05)。ET-1含量增加和CGRP含量减少与CVS之间可能有密切关系。相关分析证明：颅底肿瘤术后7 d血浆ET-1水平与CVS的发生呈明显正相关(r=0.521, P=0.002)。术后7 d血浆CGRP水平与血管痉挛的发生呈明显负相关(r=-0.491, P=0.02)。进一步说明血浆ET-1、CGRP参与颅底肿瘤术后CVS的发生。

　　颅底肿瘤术后ET-1含量增加和CGRP含量降低可能是引起颅底肿瘤术后CVS的重要因素。且CVS出现越明显，血浆ET-1和CGRP的改变越显著。颅底肿瘤术后血浆ET-1和CGRP的变化可以作为判断术后是否发生CVS的重要指标，同时为我们临床应用阻止CVS的药物、用药时间及用量大小提供了重要理论依据。对于血浆ET-1和CGRP水平有显著性改变的患者应采用多种方法阻止CVS以降低颅底肿瘤术后的致残率和致死率。

【参考文献】   　［1］许建强，田德棒，马普红，等. 颅内肿瘤术后脑血管痉挛的TCD监测 ［J］. 中华神经医学杂志, 2004, 3(6):442-444.

　　［2］Lan C, Das D, Wloskowicz A, et al. Endothelin-1 modulates hemoglobin-mediated signaling in cerebrovascular smooth muscle via RhoA/Rho kinase and protein kinase C ［J］. Am J Physiol Heart Circ Physiol, 2004, 286(1):165-173.

　　［3］Kawanabe Y, Masaki T, Hashimoto N. Involvement of epidermal growth factor receptor protein tyrosine kinase transactivation in endothelin-1 induced vascular contraction ［J］. J Neurosurg, 2004, 100:1066-1071.

　　［4］Petrov TH, Steiner J, Braun B, et al. Sources of endothelin-l in hippocampus and cortex following traumatic brain injury ［J］. Neuroscience, 2002, 115(1):275-283.

　　［5］Vatter H, Zimmermann M, Tesanovic V, et al. Cerebrovascular characterization of clazosentan, the first nonpeptide endothelin receptor antagonist clinically effective for the treatment of cerebral vasospasm. Part I: inhibitory effect on endothelin(A) receptormediated contraction ［J］. J Neurosurg, 2005, 102(6):1101-1107.

　　［6］潘亚文，康笃伦，孟璇,等. 颅脑损伤后血浆内皮素-1与经颅超声多普勒的相关性研究 ［J］.临床外科杂志, 2002, 10(1):23-25.

　　［7］Ma W, Chabot JG, Powell KJ, et al. Localization and modulation of calcitonin gene-related peptide-receptor component protein-immunoreactive cells in the rat central and peripheral nervous systems ［J］. Neuroscience, 2003, 120(3):677-694.

　　［8］Ruiz G, Banos JE. The effect of endoneurial nerve growth factor on calcitonin gene-related peptide expression in primary sensory neurons ［J］. Brain Res, 2005,1042(1):44-52.

　　［9］Lingo B, Covolanl B, Chadi B, et al. Sprouting of mossy fibers and the vacating of postsynaptic targets in the inner molecular layer of the dentate gyrus ［J］. Exp Neurol, 2003, 181(1):57-67.

　　［10］De Hoon JN, Pickkers P, Smits P, et al. Calcitonin gene-related peptide: Exploring its vasodilating mechanism of action in humans ［J］. Clin Pharmacol Ther, 2003, 73(4):312-321.

　　［11］Pluta RM, Dejam A, Grimes G, et al. Nitrite infusions to prevent delayed cerebral vasospasm in a primate model of subarachnoid hemorrhage ［J］. JAMA, 2005, 293(12):1477-1484.