嚴重燒傷早期腦水腫水通道蛋白-4表達與磁共振成像的相關性研究.pdf

1、背景與目的：
　　 腦水腫(brain edema)是由于腦組織中液體過多導致異常蓄積而形成的，創(chuàng)傷、缺氧、炎癥、中毒等均可成為其發(fā)生發(fā)展的原因。臨床上嚴重燒傷病人往往死于嚴重的內臟并發(fā)癥，盡管近年來隨著診療技術水平不斷提高，使燒傷病人的內臟并發(fā)癥發(fā)生率顯著降低，但是腦水腫的發(fā)病率卻改善不明顯，有資料表明燒傷后腦水腫的生前診斷率僅為24.59％，這主要可能是由于我們對腦水腫的早期診斷還缺乏客觀指標，對其發(fā)生機制研究尚不深入、細致

2、，而燒傷本身的嚴重性與其它致命的并發(fā)癥很大程度上掩蓋了腦水腫的癥狀，加之臨床醫(yī)生的重視程度不夠，使腦水腫的發(fā)生更具有隱匿性。以往的研究將嚴重燒傷6小時以后作為觀察腦組織改變的時間段，提示嚴重燒傷后腦水腫包含有血管源性腦水腫(vasogenic brain edema，VBE)和細胞毒性腦水腫(cytotoxicbrain edema，CBE)兩者的表現(xiàn)特征，腦含水量及血腦屏障改變均呈彌漫型進行性加重趨勢，而6小時以內腦含水量及血腦屏障變

3、化規(guī)律還研究甚少。研究表明常規(guī)的T1WI、T2WI 掃描在6小時內并無形態(tài)學改變，那么如何才能在嚴重燒傷后早期(6小時內)發(fā)現(xiàn)腦含水量的變化呢？彌散加權成像(diffusion weighted image，DWI)這一非侵入性MRI 成像序列技術，可以觀察和量化組織內水分子彌散運動變化，是目前唯一能在活體內測量水分子彌散異常的方法，對腦水腫的早期診斷與鑒別具有重要價值。近年來研究發(fā)現(xiàn)水通道蛋白(Aquaporin, AQP)可能參與了

4、跨細胞膜運輸過程，尤其是在血管周圍星形膠質細胞足突上表達的水通道蛋白-4(AQP4)可使水分子通過血-腦脊液屏障進入細胞，但是AQP4與嚴重燒傷后腦水腫的形成之間具有怎樣的關系，目前尚不清楚。因此，本實驗著重探索了嚴重燒傷早期(6小時內)水分子在腦組織內彌散情況及AQP4的表達規(guī)律，在腦水腫發(fā)生發(fā)展過程中它們之間的聯(lián)系以及對腦水腫類型的鑒別診斷等問題。本研究以建立兔50％ Ⅲ度燒傷為模型基礎，采用磁共振成像(magneticresona

5、nce imaging，MRI)、干濕質量法、免疫組化(immunohistochemistry)、反轉錄聚合酶鏈式反應(reverse transcriptase polymerase chain reaction, RT-PCR)等技術和方法，通過檢測水通道蛋白-4表達水平和MRI 相關參數(shù)改變，對比分析AQP4在燒傷后腦水腫形成中的表達規(guī)律及磁共振信號變化聯(lián)系，證實磁共振彌散成像可無創(chuàng)、動態(tài)量化及評價嚴重燒傷早期腦水腫的可行性,提

6、高燒傷后腦水腫早期診斷的水平，闡明AQP4的表達規(guī)律和嚴重燒傷腦水腫病理聯(lián)系，及其與DWI的相關性，初步探討嚴重燒傷早期腦內水的跨膜轉運特征。
　　 方法：
　　 70只體質量2.5～3.2 kg的健康新西蘭大白兔(3月齡，雄性)按隨機數(shù)字表法分為7個時相點組:對照組及燒傷后1、2、3、4、5、6 h組，燒傷組兔均制成50％總燒傷面積Ⅲ度燒傷模型。每組5只兔常規(guī)行MRI T1WI、T2WI、DWI、DTi顱腦檢查,對各燒

7、傷組和對照組的表觀彌散系數(shù)(ADC)值、各向異性分數(shù)(FA)值，指數(shù)表觀彌散系數(shù)(eADC)值進行動態(tài)觀察，并用干濕重法檢測其腦含水量的變化；每組另5只兔于MRI檢查后，兔腹腔注射3％戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉下取腦，分別取額葉、顳葉及頂葉皮質、小腦及基底節(jié)區(qū)組織，采用免疫組化法及RT-PCR 法檢測AQP4的表達。
　　 結果：
　　 1.燒傷后6 h內，T1WI、T2WI 圖像未見明顯信號改變。
　　

8、2．與對照組相比，燒傷后4～6 h ADC值明顯降低(P<0.01)，同時eADC值明顯增高(P<0.01)，而FA值無明顯改變。隨著觀察時間的延長，腦含水量呈逐漸增高趨勢，以傷后3～6 h表現(xiàn)最為顯著。腦含水量與ADC值、eADC值的變化呈明顯相關性，與FA值無明顯相關性。
　　 3.在額葉、顳葉及頂葉皮質區(qū)、小腦和基底節(jié)區(qū)各部位病理結果均顯示：燒傷后2小時血管周圍間隙輕度增寬，而細胞稍腫脹；燒傷后3小時顯示細胞明顯腫脹。燒傷

9、后6小時毛細血管充血，周圍間隙增寬，細胞仍明顯腫脹。
　　 4.免疫組化結果顯示嚴重燒傷后各時相點腦組織AQP4表達呈強陽性，與對照組比較均有不同程度上調，尤其在傷后4h表達最強烈，傷后6h 仍高于對照組水平，在各部位表達趨勢大體一致。兔嚴重燒傷前后各時相點腦組織AQP4在額葉、顳葉及頂葉皮質，小腦和基底節(jié)區(qū)均有表達，表明AQP4的表達是彌散性進行的，并未局限于某一部位。
　　 5. RT-PCR 結果顯示AQP4mRN

10、A在正常時為弱表達，燒傷后1小時與正常對照組比較有統(tǒng)計學差異，燒傷后2小時達高峰，隨后表達逐漸減弱，燒傷后6小時仍高于正常水平，AQP4mRNA在各部位隨時間的延長表達趨勢大體一致。
　　 6. AQP4表達量與ADC值的變化呈明顯負相關性。
　　 結論：
　　 1.本實驗研究結果可以初步證實兔50％ Ⅲ度燒傷后6 h內ADC值和eADC值均可反映水分子分布的總體趨勢，尤其ADC值能準確便捷的反映其變化情況，最早