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朱瑞 主任医师教授 沈阳脑科医院 神经外科

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朱瑞 主任医师 教授
沈阳脑科医院 神经外科

高血压性脑出血血肿周围脑组织白细胞介素-6的表达

发表于 2017-01-09
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朱瑞1,王运杰2,卞威1,赵忠泽1,雷鸣1,赵欣1

摘要:目的  探讨急性高血压性脑出血患者白细胞介素-6IL-6在血肿周围脑组织以及正常脑组织的表达及其意义。方法  选择30例行开颅手术治疗的急性高血压性脑出血患者,采用免疫组织化学技术对手术过程中清除的或手术操作带出的血肿周围脑组织进行观察IL-6的表达。结果  实验组的血肿周围脑组织可见IL-6表达,神经元和血管内皮细胞共同表达,神经元表达较明显。实验组IL-6的表达水平明显上调,并且明显高于对照组。结论  IL-6在人类高血压性脑出血血肿周围脑组织的表达上调。IL-6的表达上调可能参与了血肿周围脑组织的白细胞浸润,最终引发炎性反应和继发性脑损伤。沈阳市第一人民医院神经外科朱瑞

关键词:高血压性脑出血;白细胞介素-6继发性脑损伤

中图分类号:R743.34       文献标识码:A

The expression of Interleukin-6 in perihematomal brain tissue in patients following hypertensive intracerebral hemorrhage.

ZHU RuiWANG YunjieBian Weiet al.ShenYang Brain HospitalShenyang 110041China

AbstractObjective  To explore IL-6’s expression and its significance in brain tissue around acute  hypertensive intracerebral hematoma and in normal brain tissue.  Methods  Clinical specimen included 30 patients of acute  hypertensive intracerebral hemorrhage who had an open skull hematoma excision. IL-6 expression in brain tissue around hematoma was detected by using immuohistoche mitry techniques. Results  This research showed that in trial team, there were IL-6 expression in brain tissue around hematoma and collective expression of neuron, vascular endothelial cell, among these, neuron was more obvious. The expression of IL-6 had a distinct up-regulation in trial team that was much higher than control team. Conclusion  There exists an up-regulation of IL-6 expression in brain tissue around hematoma due to hypertensive intracerebral hemorrhage in human. The up-regulation of IL-6 expression may participate leukocytes infiltration of brain tissue around the hematoma, finally leding to inflammatory reaction and secondary brain injury.

KeywordHypertensive intracerebral hemorrhageInterleukin-6secondary brain injury

随着近几年专家对高血压性脑出血损伤机理研究的深入,已证实高血压性脑出血血肿周围脑组织存在炎性反应[1-3]。炎性反应与脑细胞损伤有关,并且对脑细胞损伤的范围和程度有极大的影响。

白细胞介素-6 (Interleukin-6IL-6)是重要的前炎症细胞因子之一,在脑出血﹑脑缺血和脑创伤后明显增加[4-5]。它通过介导炎症反应参与脑损伤的形成,而且与脑缺血耐受的诱导有关[6]本研究通过免疫组化的方法探讨高血压性脑出血后IL-6在血肿周围脑组织以及正常脑组织的表达及其意义。

作者单位:(1.沈阳脑科医院神经外一科,辽宁 沈阳 1100412.中国医科大学附属第一医院神经外科,辽宁 沈阳 110001

1.材料与方法

1.1  材料  临床病例标本选自2004年12月~2005年5月于沈阳脑科医院神经外科住院行开颅脑出血血肿清除术治疗的首次发病的急性高血压性脑出血患者,共计30例,男17例,女13例,年龄46~82岁,平均年龄62.4 ± 8.9岁,其诊断均符合第四届全国脑血管病学术会议修订的诊断标准,所有病例均经头部CT成像证实诊断,均有明确的高血压病史。所有病例出血部位均为基底节区,左侧出血14例,右侧出血16例。所有病人均排除:脑外伤﹑炎症、肿瘤﹑自身免疫性疾病﹑脑动脉瘤﹑脑血管畸形﹑使用抗凝剂致脑出血,混合性中风或出血性梗死,合并严重心肝肾功能衰竭﹑糖尿病或严重肺部感染者。

出血量多少根据多田氏公式:出血量(ml)=π⁄6×长×宽×高(cm)计算得出出血量47~92ml,其中出血量47~62ml者9例,出血量63~77ml者15例,出血量78~92ml以上者6例,平均出血量65.5ml;发病至取到标本的时间4.0~12.0h。开颅手术凭肉眼确定实验组标本取自紧邻脑出血血肿周围0.5cm的脑组织;对照组标本取自同一患者正常手术路径上距离血肿边缘2.0cm以上的脑组织。病理取块均为手术过程中清除的或手术操作带出的或吸引器吸除的脑组织碎块,不违反伦理道德, 不影响患者的康复。

1.2  主要试剂  (1)即用型IL-6单克隆抗体免疫组化试剂盒(0.2毫升),购于武汉博士德生物工程有限公司。(2)即用型SABC(过氧化物酶)试剂盒(羊抗兔IgG),购于武汉博士德生物工程有限公司。(3)DAB显色试剂盒,购于武汉博士德生物工程有限公司。

1.3  主要仪器:1) 多媒体彩色病理计算机显微图像分析系统  MetaMorph/C5050/BX41。2) OLYMPUS光学显微镜

1.4  免疫组织化学方法检测IL-6的表达

1.5  苏木素-伊红(HE)染色:光镜下观察血肿形态及脑组织的细胞形态。

1.6  免疫组织化学方法结果判定利用双盲法对IL-6的染色结果进行分析。阳性细胞为细胞质中有特异性的棕黄色颗粒者。在紧贴血肿周围但不包括血肿区的每张切片,10×40倍光学显微镜下选择不相邻不重复的5个视野,采用多媒体彩色病理计算机显微图像分析系统MetaMorph/C5050/

BX41计数阳性细胞数。所有切片均在同一放大倍数下分析,取高倍视野下阳性细胞数的平均数,结果用均数±标准差(χ±s)表示。

1.7   为更好地观察与了解脑出血血肿周围脑组织不同时间段IL-6表达情况,将本组资料按发病至取到标本的时间分为两组:第一组为脑出血后4.0~8.0h,18例;第二组为脑出血后8.0~12.0h,12例。

1.8   所有染色的病理切片均由两名经验丰富的病理专家审阅复核。

1.9  统计学处理:统计学处理采用SPSS(13.0)统计软件,计量资料以均数±标准差(χ±s)表示, 实验组与对照组比较﹑不同时间段比较均使用t检验,显著性水准为α=0.01。

2. 结果

2.1  免疫组织化学结果 本研究结果显示,实验组的血肿周围脑组织可见IL-6明显表达。神经元、血管内皮细胞共同表达,神经元表达最明显(见图1-2)。表达集中在细胞质和细胞膜,细胞核不表达;小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞不表达;可见小胶质细胞噬神经现象(见图3)。IL-6表达阳性的细胞以不规则形为主,以类圆形为辅。实验组IL-6阳性细胞的百分率为33.67±3.82%。对照组可见IL-6低水平表达,IL-6阳性细胞的百分率为11.13±1.79%表达细胞与实验组相同(见图4)。实验组与对照组比较差异有显著性(P<0.01)。4-8小时实验组发现极少量中性粒细胞浸润;8-12小时实验可见少量中性粒细胞﹑单核细胞和淋巴细胞出现在血肿周围,小血管内可见到白细胞附壁粘着和游出现象,但没有发现“白细胞栓”阻塞微血管现象(见图5)。

2.2  常规HE染色显示血肿周围组织疏松﹑轻度水肿、血管外间隙扩大﹑神经细胞及胶质细胞周围出现空隙;神经细胞体肿胀,丧失经典的多极形状而变为圆形或类圆形,胞核偏位,核浓缩或核溶解,尼氏体溶解消失,细胞质呈嗜酸性变;可见小胶质细胞噬神经现象(见图6)。

2.3  脑出血后不同时间段血肿周围脑组织IL-6表达  脑出血后4-8小时组IL-6阳性细胞的百分率为21.95±2.65%8-12小时组IL-6阳性细胞的百分率为41.06±4.12%。两组比较,IL-6阳性表达率存在明显差异(P<0.01)。

3.讨  论

近来研究发现脑组织并非完全是免疫豁免区,脑出血后存在着强烈的急性炎症反应,炎症反应参与了脑组织损伤。动物实验显示:高血压性脑出血血肿周围炎性细胞浸润及炎性细胞因子是出血后神经元继发性损害及神经功能障碍的重要因素之一[7]

IL-6分子量为2126Kd,是一种由184个氨基酸残基组成的糖蛋白,淋巴细胞与多种非淋巴细胞都能自发或在其它因素的刺激下产生IL-6,如T淋巴细胞﹑B淋巴细胞﹑单核巨噬细胞﹑成纤维细胞﹑内皮细胞等。中枢神经系统IL-6表达细胞为神经元和血管内皮细胞。IL-6是一种促进炎症反应的活性介质,高浓度的IL-6能增加内皮细胞表达细胞间粘附分子-1Intercellular adhesion molecule-1ICAM1),使白细胞与内皮细胞的粘附性增强,结果阻塞微血管[8]。另外,还能激活补体系统,产生细胞损害[9]

IL-6在多种脑损伤中发挥着调控炎症反应的重要作用[10],它既能致前炎症反应又能抗炎症反应,并且还是神经系统的主要生长因子[11]IL-6具有神经保护和神经营养作用。离体实验显示IL-6能促进中枢神经元存活,减轻细胞毒性神经元损伤[12]IL-6还能抑制致炎因子IL-1和肿瘤坏死因子tumor necrosis factor-α)的合成,起到抑制免疫反应和抗炎症作用,从而减轻神经元损伤。

IL-6可能通过如下机制参与了脑出血后继发性脑损伤的病理生理过程:(1)激活中性粒细胞﹑血管内皮细胞,诱导粘附分子的表达,促进炎症细胞从血管向神经组织移行,对血管内皮细胞和神经细胞造成直接的损伤;(2)使血管内皮细胞分泌血管活性物质平衡失调,并促进多种组织因子释放,促进凝血过程及血管舒缩功能紊乱,最终引发血栓和出血的发生;(3)脑出血引起机体的应激反应激活了体内的单核-巨噬细胞系统;(4)FarkasG通过动物实验发现IL-6破坏血脑屏障,引起血脑屏障的通透性增加,导致脑水肿[13](5)脑出血患者几乎都伴有高血压,动物实验表明,伴有高血压的动物细胞免疫反应增强,易于在诱因的诱导下产生IL-6的高表达[14](6)IL-6能增强PMN的细胞毒性,从而加剧炎症反应,损伤神经元[15]

本实验结果显示,脑出血血肿周围组织疏松﹑血管外间隙扩大﹑神经细胞及胶质细胞周围出现空隙;神经细胞体肿胀,丧失经典的多极形状而变为圆形或类圆形,胞核偏位,核浓缩,尼氏体溶解消失,细胞质呈嗜酸性变;可见小胶质细胞噬神经现象;可见少量中性粒细胞﹑单核细胞和淋巴细胞出现在血肿周围,小血管内可见到白细胞附壁粘着﹑游出和趋化现象,没有发现“白细胞栓”阻塞微血管现象。实验组的血肿周围脑组织可见IL-6明显表达。神经元和血管内皮细胞共同表达;神经元表达明显;小胶质细胞、星形胶质细胞、少突胶质细胞不表达。提示脑出血后血肿周围脑组织因缺血缺氧刺激神经元、内皮细胞共同表达IL-6。表达集中在细胞质和细胞膜,细胞核不表达,与文献报道一致。IL-6表达阳性的细胞以不规则形为主,以类圆形为辅。小胶质细胞噬神经现象较为普遍,提示继发性神经元损伤。对照组可见IL-6低水平表达,表达细胞与实验组相同。由于实验组与对照组均取材于同一患者,区别就在于距离血肿中心的远近。所以实验组与对照组均有IL-6的表达,且表达的细胞相同,区别仅在于表达的水平不同。本研究发现,血肿周围脑组织除血管内皮细胞有IL-6的表达外,神经元也有大量表达并且表达最明显,可能是脑出血后继发性脑损伤的重要机制之一,与文献报道一致[16]IL-6在出血4小时即开始表达,812小时表达更明显,这与Mayne等研究的结果相一致[17]

本研究还发现,随神经细胞和血管表达的IL-6阳性细胞均在发病后4小时即开始出现,与动物实验结果不一致,提示IL-6表达因种族差异而不同,人类IL-6的表达明显提前。本研究4-8小时组与8-12小时组血肿周围脑组织IL-6的阳性表达率有明显差异,与动物实验一致。在8-12小时血肿周围已见到少量白细胞浸润,浸润的白细胞主要集中在小血管周围,小血管内可见到白细胞附壁粘着和游出现象,与动物实验结果一致。实际染色中,4-8小时血肿周围并未见到白细胞浸润,未发现白细胞浸润高峰,提示在时程上,IL-6的表达早于白细胞浸润。由于标本来自人体,尚无法知道4小时以内IL-6的表达情况以及IL-6表达的动态演变。人类脑组织IL-6的表达机制可能更加复杂,尚需进一步深入研究。

4. 结  论

IL-6在人类高血压性脑出血血肿周围脑组织的表达上调,可能参与了血肿周围脑组织的白细胞浸润,最终引发炎性反应和继发性脑损伤。IL-6参与了脑出血急性期的炎症反应过程,使神经组织收到严重损害,导致一系列的病理过程。因此,阻断IL-6的生成和表达对改善脑出血的预后可能具有潜在的临床价值;进一步研究IL-6在脑出血中的作用,可望为临床治疗脑出血后脑损伤提供新的途径。

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