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   中国临床医学  2023, Vol. 30 Issue (6): 999-1004      DOI: 10.12025/j.issn.1008-6358.2023.20231938
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自发性脑出血患者体内免疫反应及其与神经功能的相关性
杨杰1 , 陈建2     
1. 南通大学附属南通第三医院, 南通市第三人民医院神经外科, 南通 226000;
2. 南通大学附属医院神经外科, 南通 226000
摘要目的: 观察急性自发性脑出血(intracerebral hemorrhage,ICH)患者外周血中的细胞和分子免疫变化,并评估这些变化与患者神经功能的相关性。方法: 纳入2022年1月至12月在南通市第三人民医院神经外科诊治的急性自发性ICH患者25例,以及进行健康体检者30例。收集ICH患者入院格拉斯哥昏迷指数(GCS)评分、发病90 d改良Rankin量表(mRS)评分和血常规检测数据。通过ELISA检测所有患者外周血中促肾上腺皮质激素、皮质醇及相关细胞因子的浓度。通过流式细胞仪检测外周血中淋巴细胞和亚群细胞数量。采用logistic回归分析评估GCS评分与免疫指标水平的相关性。结果: 与健康对照组相比,ICH组IL-4、IL-6、IL-10和TNF-α水平升高(P < 0.01),白细胞、单核细胞、中性粒细胞和自然杀伤(NK)细胞计数增加(P < 0.01),淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和T细胞计数减少(P < 0.001)。GCS评分与IL-17A、单核细胞计数负相关(r值为﹣0.493 2、﹣0.533 8,P < 0.05);出血量与IL-4、白细胞计数和单核细胞计数正相关(r值为0.479 5、0.509 2、0.575 8,P < 0.05)。预后不良(mRS评分≥4分)组有高血压病史患者比例更高(P < 0.05)。结论: ICH患者免疫能力改变,且与患者神经功能及出血量存在一定相关性。
关键词脑出血    免疫细胞    细胞因子    格拉斯哥昏迷指数    预后    
Immune reactive in patients with spontaneous intracerebral hemorrhage and its correlation with neurological function
YANG Jie1 , CHEN Jian2     
1. Department of Neurosurgery, Affiliated Nantong Hospital 3 of Nantong University, Nantong Third People's Hospital, Nantong 226000, Jiangsu, China;
2. Department of Neurosurgery, Affiliated Hospital of Nantong University, Nantong 226000, Jiangsu, China
Abstract: Objective: To observe the changes of cellular and molecular immune in the peripheral blood of patients with acute spontaneous intracerebral hemorrhage (ICH), and to evaluate the correlations between the neurological function of patients with ICH and immune changes. Methods: 25 spontaneous ICH patients admitted in Nantong Third People's Hospital from January 2022 to December 2022 were recruited as the ICH group. 30 persons underwent health examination in the physical examination center of this hospital at the same time were recruited as the health control group. The admission Glasgow coma scale (GCS) score and modified Rankin scale (mRS) score on Day 90 after the onset of the disease and routine blood indexes were collected. The concentrations of adrenocorticotropic hormone (ACTH), cortisol and cytokines in peripheral blood were measured by enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA). The count of lymphocytes and subpopulation cells in peripheral blood were measured by flow cytometry (FCM). The associations of GCS score with immune indexes were analyed by Pearson coefficient. Results: Compared with healthy control group, the levels of IL-4, IL-6, IL-10 and TNF-α in ICH group increased significantly (P < 0.01); the counts of white blood cells, monocytes, neutrophils and NK cells in ICH group increased (P < 0.01); the counts of lymphocytes, eosinophils and T cells in ICH group decreased (P < 0.001). The GCS score was negatively correlated with IL-17A and monocyte count (r values were -0.493 2 and -0.533 8, P < 0.05), and the lesion volume was positively correlated with IL-4 and leukocyte and monocyte counts (r values were 0.479 5, 0.509 2 and 0.575 8, P < 0.05). The proportion of patients with hypertension in the poor prognosis (mRS score ≥ 4 points) group was significantly higher (P < 0.05). Conclusions: The ICH might lead to the significant changes of peripheral immune system, and immune function of patients has some associations with GCS score and lesion volume.
Key words: intracerebral hemorrhage    immune cell    cytokine    Glasgow coma index    prognosis    

自发性脑出血(intracerebral hemorrhage, ICH)发病率、致残率及致死率一直居高不下[1]。欧美发达国家ICH发病率占卒中的10%~15%,而亚洲国家ICH发病率占卒中的20%~30%[2]。ICH患者1年死亡率(59%)远高于缺血性卒中患者(14%)。随着人口老龄化发展以及抗凝、抗血小板药物应用增加,ICH的发病率呈明显升高趋势[3]

ICH发生后,可导致血脑屏障(blood-brain barrier, BBB)被破坏及血管源性脑水肿,并促进白细胞、凝血酶原和补体等进入大脑,继发脑损伤[4-5]。ICH等急性脑损伤会引起复杂的免疫和炎症级联反应[6],导致患者外周血中细胞和分子免疫系统变化。目前,有关ICH患者免疫改变与其预后之间关系的研究较少。因此,本研究进一步观察ICH患者外周血中的细胞和分子免疫变化,并探讨这些变化与患者神经功能的相关性。

1 资料与方法 1.1 一般资料

选择南通市第三人民医院神经外科2022年1月至12月收治的自发性ICH患者25例,另选择与ICH患者年龄相匹配的在该院体检中心进行健康体检者30名作为对照。纳入标准:(1)经CT证实为自发性ICH,符合中国脑出血诊治指南(2019版)诊治标准;(2)患者年龄在18周岁以上;(3)进行颅脑血肿清除术;(4)入院格拉斯哥昏迷指数(GCS)≥6分。排除标准:(1)合并恶性肿瘤患者;(2)继发性ICH患者;(3)凝血功能障碍患者;(4)心、肺、肝、肾等器官严重功能障碍患者;(5)有严重临床感染病史;(6)有卒中病史,并伴有神经功能障碍;(7)接受免疫治疗。本研究符合《赫尔辛基宣言》要求,获得南通市第三人民医院伦理委员会批准(E2021003),所有患者均签署知情同意书。

1.2 观察指标

ICH患者在入院时接受GCS评分评估;发病90 d后采用改良Rankin量表进行神经功能评分。ICH发病90 d mRS≤3分为预后良好;mRS≥4分为预后不良。

患者入院后6 h内,采集外周血10 mL,采用ELISA试剂盒(sigma公司)检测肾上腺皮质激素(ACTH)、皮质醇(CORT)和细胞因子(IL-2、IL-4、IL-6、IL-10、IL-17A、TNF-α、IFN-γ),用酶标仪读取波长450 nm处吸光度(D值)。

采用流式细胞仪(BD FACSCalibur)分析,所用抗体均购自Biolegend公司。患者入院后6 h内,采集外周血10 mL,经红细胞裂解液处理,(400~500)×g离心5 min,去除上清,用PBS悬浮细胞;加入T细胞(CD3+)、CD4+T细胞(CD3+CD4+),CD8+T细胞(CD3+CD8+)、B细胞(CD3CD19+)、NK细胞(CD3CD16CD56)相应抗体室温避光孵育20 min;500×g离心5 min,PBS洗涤细胞,离心,PBS重悬细胞,流式细胞仪检测。采用FlowJo软件分析各细胞计数。

1.3 统计学处理

采用GraphPad Prism 9对实验数据进行处理和分析。采用Kolmogorov-Smirnov检验进行正态性、方差齐性分析,计量资料均符合正态分布,以x±s表示,进行t检验。分类变量以n(%)表示,进行卡方检验。采用Pearson相关系数评估患者GCS评分、出血量与各免疫指标之间的相关性。检验水准(α)为0.05。

2 结果 2.1 患者基线资料

ICH组高血压患者比例明显高于健康对照组(P=0.000 1,表 1)。ICH组患者发病至入院时间(14.28±16.03)h,基底节区出血12例(48%)、其他13例(52%),GCS评分(12.44±2.50)分,出血量(22.74±20.22)mL。

表 1 ICH组和健康对照组一般临床资料比较 
n(%)
指标 健康对照组(n=30) ICH组(n=25) P
年龄/岁 62.23±2.99 64.44±12.65 0.367 9
男性 14(46.67) 17(68.00) 0.112 2
高血压 4(13.33) 16(64.00) 0.000 1
糖尿病 3(10.00) 5(20.00) 0.294 9
高脂血症 10(33.33) 9(36.00) 0.835 9
服用阿司匹林史 5(16.67) 6(24.00) 0.498 4
服用他汀类药物史 4(13.33) 6(24.00) 0.307 1
2.2 两组ACTH、CORT、细胞因子水平及免疫细胞的比较 2.2.1 ACTH、CORT

ELISA结果(图 1)显示:两组外周血中ACTH和CORT水平多正常,差异无统计学意义。

图 1 ELISA检测两组外周血激素、细胞因子水平 **P<0.01。
2.2.2 细胞因子水平

ELISA结果(图 1)显示:两组外周血中IL-2、IL-17A和IFN-γ差异无统计学意义;ICH组患者外周血中IL-4、IL-6、IL-10和TNF-α水平高于健康对照组(P<0.01)。

2.2.3 免疫细胞

流式分析结果(图 2)显示:与健康对照组相比,ICH组患者外周血中白细胞计数增加(P<0.001),单核细胞、中性粒细胞和NK细胞计数增加(P<0.01),淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和T细胞计数减少(P<0.001);两组嗜碱性粒细胞、CD4+T细胞、CD8+T细胞和B细胞计数差异无统计学意义。

图 2 流式细胞仪检测两组患者外周血免疫细胞含量 **P<0.01, ***P<0.001。
2.3 ICH患者神经功能评分、出血量与免疫因子及细胞的相关性分析 2.3.1 与细胞因子相关性

Pearson相关性分析(表 2)显示:GCS评分与IL-17A有一定负相关关系(r=﹣0.493 2,P=0.012);出血量与IL-4有一定正相关关系(r=0.479 5,P=0.015)。

表 2 Pearson相关系数分析GCS评分、出血量与细胞因子水平的相关性
参数 IL-2 IL-4 IL-6 IL-10 IL-17A TNF-α IFN-γ
GCS评分
   r 0.036 4 ﹣0.359 9 ﹣0.043 9 ﹣0.217 2 ﹣0.493 2 ﹣0.176 4 ﹣0.063 5
   P 0.863 0 0.077 2 0.835 0 0.297 0 0.0120 0.399 0 0.763 1
出血量
   r ﹣0.021 0 0.479 5 0.208 2 0.312 1 0.357 0 0.204 1 0.064 8
   P 0.920 5 0.015 0 0.317 9 0.128 8 0.079 8 0.327 8 0.758 2
2.3.2 与免疫细胞相关性

Pearson相关性分析(表 3)显示:GCS评分与单核细胞计数有一定负相关关系(r=﹣0.533 8,P=0.006);出血量与白细胞计数(r=0.509 2,P=0.009)和单核细胞计数(r=0.5758,P=0.002 6)有一定正相关关系。

表 3 Pearson相关系数分析GCS评分及出血量与免疫细胞计数的相关性
参数 白细胞计数 淋巴细胞计数 单核细胞计数 中性粒细胞计数 嗜酸性粒细胞计数 嗜碱粒细胞计数
GCS
  r ﹣0.30 4 0.141 1 ﹣0.533 8 ﹣0.212 6 ﹣0.188 4 0.331 5
  P 0.139 6 0.501 2 0.006 0 0.307 7 0.367 1 0.105 4
出血量
  r 0.509 2 ﹣0.210 9 0.575 8 0.456 7 0.348 7 ﹣0.451 3
  P 0.009 0 0.311 6 0.002 6 0.021 7 0.087 5 0.023 5
2.4 ICH患者预后情况 2.4.1 预后良好组与预后不良组患者基线资料比较

ICH患者中,发病90 d mRS≤3分者18例(72%,预后良好组),mRS≥4分7例(28%,预后不良组)。结果(表 4)显示:预后良好组高血压患者比例小于预后不良组(P=0.026 7),入院GCS评分大于预后不良组(P=0.018 8)。

表 4 ICH患者预后良好组与预后不良组一般资料比较
指标 预后良好(n=18) 预后不良(n=7) P
年龄/岁 61.78±12.83 71.29±11.15 0.367 9
男性n(%) 12(66.67) 5(71.43) 1.000 0
高血压n(%) 9(50.00) 7(100.00) 0.026 7
糖尿病n(%) 4(22.22) 1(14.29) 1.000 0
入院时间/h 14.94±16.73 12.57±16.52 0.752 3
基底节区出血n(%) 9(50.00) 3(42.86) 1.000 0
GCS评分 13.17±1.69 10.57±3.51 0.018 8
出血量/mL 18.33±12.66 31.14±31.79 0.154 8
2.4.2 预后良好组与预后不良细胞因子水平、免疫细胞比较

结果(图 3)显示:ICH预后良好组与预后不良组患者外周血中细胞因子、免疫细胞水平差异均无统计学意义。

图 3 预后良好组与预后不良组细胞因子水平和免疫细胞水平的比较
3 讨论

细胞因子常由活化的淋巴细胞和巨噬细胞产生[7]。根据细胞因子在炎症反应中的作用,分为抗炎型和促炎型。ICH发生后,大量细胞因子释放并积聚在脑组织中,参与损伤和修复过程[8]。促炎细胞因子会损害血脑屏障,加剧脑水肿,并使小胶质细胞向M1型分化[8-9];抗炎细胞因子,如TGF-β和IL-10,促使小胶质细胞向M2型分化,促进血肿和组织碎片的清除,同时降低促炎细胞因子水平,并有助于组织修复[10]。其中,IL-6具有促炎及抗炎的双重特性[11]。有研究[9]显示,外周血中IL-11、IL-10和IL-6水平与ICH严重程度相关。本研究中,ICH组患者外周血中IL-4、IL-6、IL-10和TNF-α水平升高(P<0.01),与上述研究结果相似;且GCS评分与IL-17A负相关,出血量与IL-4正相关,表明细胞因子变化可提示患者病情的严重程度。

白细胞、淋巴细胞、单核细胞等通过破坏BBB完整性、免疫反应、促进血肿周围水肿形成等导致ICH病情加重[5, 12-13]。本研究中,ICH组患者外周血中白细胞、单核细胞、中性粒细胞和NK细胞计数增加,淋巴细胞、嗜酸性粒细胞和T细胞计数减少(P<0.01);GCS评分与单核细胞计数负相关,出血量与白细胞及单核细胞计数正相关(P<0.01)。但是,本研究未发现ICH预后良好组与不良组细胞因子及免疫细胞水平的差异。

原发性ICH常由高血压或脑淀粉样血管病等引起[14];继发性ICH常由血管畸形、血液病、凝血病、烟雾病、静脉窦血栓形成、药物不良反应或缺血性梗死转化而来[15]。高血压也是ICH的重要致病因素,65%的自发性ICH由高血压引发[16-17]。高血压与ICH不良预后相关,降低血压是改善ICH预后的重要路径。本研究,ICH预后不良组患者均有高血压病史,患者比例大于预后良好组。此外,缺血性脑卒中患者生长激素、CORT、ACTH和甲状腺激素水平改变[18]。本研究中,ICH患者外周血中CORT、ACTH与健康对照组相似,可能原因为本研究样本量小,且患者出血量少使CORT和ACTH激素水平明显不变化。

综上所述,本研究显示免疫细胞和细胞因子参与神经炎症过程,与神经功能受损相关。但本研究样本量小,导致研究局限性较大,可能是ICH预后良好组与不良组免疫改变无差异的原因;仅有ICH急性期(ICH发病后6 h内)细胞因子水平和免疫细胞监测数据,无法确定峰值;而且未能证实细胞因子水平和免疫细胞与患者预后的关系。须增加样本量进一步验证本研究结论,并进一步探讨ICH患者外周血免疫改变对其预后的影响。

利益冲突:所有作者声明不存在利益冲突。

参考文献
[1]
SHETH K N. Spontaneous intracerebral hemorrhage[J]. N Engl J Med, 2022, 387(17): 1589-1596. [DOI]
[2]
SEE I, SU J R, LALE A, et al. US case reports of cerebral venous sinus thrombosis with thrombocytopenia after Ad26.COV2.S vaccination, March 2 to April 21, 2021[J]. JAMA, 2021, 325(24): 2448-2456. [DOI]
[3]
IKRAM M A, WIEBERDINK R G, KOUDSTAAL P J. International epidemiology of intracerebral hemorrhage[J]. Curr Atheroscler Rep, 2012, 14(4): 300-306. [DOI]
[4]
JEON H, KIM M, PARK W, et al. Upregulation of AQP4 improves blood-brain barrier integrity and perihematomal edema following intracerebral hemorrhage[J]. Neurotherapeutics, 2021, 18(4): 2692-2706. [DOI]
[5]
MEI S H, SHAO Y J, FANG Y J, et al. The changes of leukocytes in brain and blood after intracerebral hemorrhage[J]. Front Immunol, 2021, 12: 617163. [DOI]
[6]
CORDONNIER C, DEMCHUK A, ZIAI W, et al. Intracerebral haemorrhage: current approaches to acute management[J]. Lancet, 2018, 392(10154): 1257-1268. [DOI]
[7]
MARAFINI I, SEDDA S, DINALLO V, et al. Inflammatory cytokines: from discoveries to therapies in IBD[J]. Expert Opin Biol Ther, 2019, 19(11): 1207-1217. [DOI]
[8]
ZHU H M, WANG Z Q, YU J X, et al. Role and mechanisms of cytokines in the secondary brain injury after intracerebral hemorrhage[J]. Prog Neurobiol, 2019, 178: 101610. [DOI]
[9]
TSCHOE C, BUSHNELL C D, DUNCAN P W, et al. Neuroinflammation after intracerebral hemorrhage and potential therapeutic targets[J]. J Stroke, 2020, 22(1): 29-46. [DOI]
[10]
SONG L, XU L F, PU Z X, et al. IL-10 inhibits apoptosis in brain tissue around the hematoma after ICH by inhibiting proNGF[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2019, 23(7): 3005-3011.
[11]
LEASURE A C, KUOHN L R, VANENT K N, et al. Association of serum IL-6 (interleukin 6) with functional outcome after intracerebral hemorrhage[J]. Stroke, 2021, 52(5): 1733-1740. [DOI]
[12]
张皓春, 陈忠, 文泽贤, 等. 自发性脑出血患者血清CXCL1、CXCR2表达水平及临床意义[J]. 疑难病杂志, 2021, 20(10): 1003-1007.
ZHANG H C, CHEN Z, WEN Z X, et al. Expression levels and clinical significance of CXCL1 and CXCR2 in serum of patients with spontaneous intracerebral hemorrhage[J]. Chin J Difficult Complicat Cases, 2021, 20(10): 1003-1007.
[13]
ZHANG X, LIU W, YUAN J C, et al. T lymphocytes infiltration promotes blood-brain barrier injury after experimental intracerebral hemorrhage[J]. Brain Res, 2017, 1670: 96-105. [DOI]
[14]
BIFFI A, TEO K C, CASTELLO J P, et al. Impact of uncontrolled hypertension at 3 months after intracerebral hemorrhage[J]. J Am Heart Assoc, 2021, 10(11): e020392. [DOI]
[15]
HALLER J T, WISS A L, MAY C C, et al. Acute management of hypertension following intracerebral hemorrhage[J]. Crit Care Nurs Q, 2019, 42(2): 129-147. [DOI]
[16]
QURESHI A I, HUANG W, LOBANOVA I, et al. Outcomes of intensive systolic blood pressure reduction in patients with intracerebral hemorrhage and excessively high initial systolic blood pressure: post hoc analysis of a randomized clinical trial[J]. JAMA Neurol, 2020, 77(11): 1355-1365. [DOI]
[17]
MINHAS J S, MOULLAALI T J, RINKEL G J E, et al. Blood pressure management after intracerebral and subarachnoid hemorrhage: the knowns and known unknowns[J]. Stroke, 2022, 53(4): 1065-1073. [DOI]
[18]
WANG Y, WANG H, SUN W Z, et al. Higher concentration of adrenocorticotropic hormone predicts post-stroke depression[J]. Clin Interv Aging, 2022, 17: 417-427. [DOI]

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引用本文
杨杰, 陈建. 自发性脑出血患者体内免疫反应及其与神经功能的相关性[J]. 中国临床医学, 2023, 30(6): 999-1004.
YANG Jie, CHEN Jian. Immune reactive in patients with spontaneous intracerebral hemorrhage and its correlation with neurological function[J]. Chinese Journal of Clinical Medicine, 2023, 30(6): 999-1004.
通信作者(Corresponding authors).
陈建, Tel: 0513-89093865, E-mail: 106639100@qq.com.
基金项目
南通市卫生健康委员会科研课题专项(MB2021060)
Foundation item
Supported by Research Project of Nantong Health Commission (MB2021060)

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