研究背景热性惊厥(Febrile Seizures,FS)是儿童发育过程中常见的疾病,其定义目前尚未统一。美国国立卫生院指出发生于3个月～5岁之间,在上感或其他感染性疾病初期,当体温在38℃以上时突然出现惊厥,排除颅内感染和其他器质性或代谢性异常疾病,既往无无热惊厥史可诊断为FS。我国多数学者则认为FS是指6个月～5岁间的儿童在急性发热中发生的癫痫样发作性疾病。1985年的国际癫痫及癫痫综合症分类中将FS归为特殊类型的癫痫。该病临床上多见于急性上呼吸道感染,中耳炎或幼儿急疹之后,是小儿时期最常见的发作性急症之一,具有显著的年龄依赖性和遗传易感性。通常好发于生后6个月至6岁之间,在各类小儿惊厥中占30%,男孩稍多于女孩,5岁以下发病率是2%～5%,7岁以后者少见。中国发病率为3%-5%,美国、西欧发病率为2%～5%,日本为6%～9%,西太平洋马亚群岛为11.4%,30%～40%可能复发,首次发作后FS的复发率高达1/3。FS患儿通常预后均良好,对反复惊厥发作者可造成脑损伤,遗留神经-精神异常。目前其发病机制尚未明确,临床上也缺乏有效的干预手段。近年来,关于FS的发病机制正处于广泛的研究当中。一直以来,人们对硫化氢(hudrogen sulfide,H2S)的研究仅限于它的毒性作用,直至1989年Goodwin等人相继在大鼠、牛和人等脑组织中均发现含有一种相对较高浓度的内源性H2S,且推测该物质可能参与了哺乳动物(含人类)机体内多个系统疾病的病理生理过程。20世纪90年代Abe等首次通过实验证实了内源性H2S作为一种神经活性物质存在于人体内。之后在过去的10年内,关于H2S的生理和病理学作用,尤其是在中枢神经系统和心血管系统方面,已经进行了大量的研究。有资料表明内源性H2S与阿尔茨海默病(AD)、FS、缺血再灌注脑损伤(GIRI)及Down’s综合症等疾病存在密切的联系。如Han Y等研究发现气体信号分子H2S外源性供体NaHS可明显减轻反复FS所造成的大鼠海马神经元的损伤,而CBS抑制剂羟胺(HA)则明显加重了大鼠海马神经元的损伤。随着研究的不断深入,内源性H2S已被视为继一氧化氮(N0)和一氧化碳(C0)之后的另一新型气体信号介质,在中枢神经系统功能方面起着重要的调节作用,如调节突触活动,诱发海马长时程增强等。目前,内源性H2S已然成为医学领域研究的热点,其与脑损伤的关系更是引起医学研究者极大的关注。神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)作为一种含二聚体蛋白的神经肽,特异性的存在于神经元和神经内分泌细胞胞浆中,占脑内可溶性蛋白的1.5%,是糖酵解途径中的关键酶是,也是目前较为公认的反应脑损伤及严重情况的特异性指标之一。脑损伤时,神经细胞受损,导致细胞坏死溶解,胞内NSE进入脑脊液中使脑脊液NSE浓度发生改变,同时,血脑屏障破坏,细胞通透性增加,NSE从细胞释放至血液,血清NSE浓度也增高。根据文献报道智利学者观察到FS发作后1h检测得出的脑脊液NSE浓度,与正常儿童比较无明显差异。也有学者报道,FS发作24h内血清和CSF中的血NSE水平均显著高于对照组,提示惊厥发作后可导致神经元功能损伤。脑源性神经营养因子(BDNF)是1982年德国神经生物学家Barde等首次从猪脑提取液中获得的一种神经营养因子,广泛存在于中枢神经系统组织中,具有重要的生物学作用。接下来的研究发现BDNF可促进神经元存活、分化和生长,抵抗有害刺激,维持其正常的生理功能。目前大量研究表明BDNF在FS过程中具有重要的神经保护作用。但目前国内外关于BDNF在惊厥性疾病中的研究还存在其他意义,如兴奋毒性。Scharfman等提出内源性BDNF具有双重意义,不仅具有神经元保护作用,还可能与人类颞叶癫痫形成有关。有学者向成年大鼠鞘内注射BDNF,3h后能在脊髓背角表面观察到早期基因c-fos表达显著增加,而c-fos是神经元兴奋性损伤的敏感指标。高迁移率族蛋白1(HMGB1)广泛存在于真核生物细胞内的非组蛋白染色质核蛋白。通常储存于核内,机体感染时能通过固有免疫细胞主动分泌和坏死细胞被动释放至胞外介导炎症反应,是一种重要的晚期炎症因子,参与了多种炎症性疾病的发生发展过程。有学者从人脑癫痫组织中发现了高表达的HMGB1,使用HMGB1、TLR4拮抗剂能防止或延缓惊厥发生,减少癫痫的急性和慢性再发,提示HMGB在癫痫中具有促进惊厥发作的作用。因此,推测出HMGB1在FS的发生过程中可能存在共同的病理学作用。也有研究发现HMGB1参与了脑损伤的病理生理过程,但该方面研究报道较少。IL-6是一种细胞因子,由脑内神经元及神经胶质细胞合成,具有广泛的调节作用。对中枢神经系统存在双重作用，并在动物实验中已经证实。既往研究表明小鼠体内过度表达的IL-6,能使神经元兴奋性物质释放增加,而相应增强小鼠惊厥易感性。其中原因可能是介导神经元抑制作用的GABA受体活动降低,抑制作用减弱。另外,IL-6也能使发育期小鼠延缓惊厥发生,缩短惊厥持续时间,具有重要的抗惊厥作用。C反应蛋白水平、白细胞计数和降钙素原是反映机体炎症严重程度的常用实验室指标。FS患儿发作早期通常伴有此类炎症因子的升高。基于以上理论,本研究采用ELISA法检测FS后患儿血清H2S、NSE、BDNF、 HMGB1、IL-6、WBC、CRP及PCT浓度,并结合脑电图及儿心量表,探讨此类指标对FS发作后脑损伤的临床意义,为FS脑神经保护治疗提供理论依据,也为其临床诊断、治疗和预后判断提供帮助。目的本实验采用酶联免疫吸附法(ELISA)测定实验各组血清H2S含量和血清NSE、BDNF、HMGB1、IL-6浓度,并通过临床记录FS患儿惊厥发作时间和惊厥发作次数,结合FS患儿脑电图及智能发育情况,分析FS各血清指标的水平变化,初步探讨血清H2S、NSE、BDNF、HMGB1、IL-6、WBC、CRP及PCT水平变化在FS发生发展过程中的作用及其相关性,为评估和判断FS早期脑损伤提供一定的理论依据,也为其防治提供新的理念。方法选择自2012年3月15日至2012年11月10日就诊南方医科大学珠江医院儿科中心的76例FS患儿为FS组,其中65例及53例FS患儿为另外实验的FS组,51例急性上呼吸道感染伴发热的患儿为上感对照组组,同期于儿保科体检的43例健康儿童为正常对照组。采用酶标仪测定各组儿童血清H2S、NSE、BDNF、 HMGB1.IL-6、WBC、CRP及PCT水平。EEG检测FS患儿脑电活动,发育量表评估患儿恢复后智能发育情况。结果(1)三组血清H2S、NSE水平比较FS组、上感组和正常组患儿血清H,S浓度分别为(30.30±13.15)umol/L、(43.38±11.14)umol/L、(45.60±9.98)umol/L；血清NSE浓度分别为(12.22±2.87)ng/ml、(10.93±2.66)ng/ml、(10.00±2.47)ng/m1。FS组较两对照组血清H2S含量差异均有统计学意义(P<0.01),较两对照组血清NSE差异均有统计学意义(P<0.05,P<0.01),两对照组血清H2S、NSE比较差异无统计学意义(P>0.05)。不同EEG血清H2S差异均无统计学意义(P>0.05)。(2)FS组血清BDNF浓度均显著高于上感组和正常组(P<0.01)；EEG异常组血清BDNF浓度均高于EEG正常组(P<0.01,P<0.05),且EEG发作性异常有非常显著性。(3)三组血清炎症因子水平比较FS组、上感组与正常对照组血清HGB1、IL-6、WBC、CRP、PCT差异均有统计学意义(HMGB1:P<0.01,P=0.044<0.05；IL-6：P<0.01,P<0.01；WBC：P<0.01,P<0.01；CRP：P<0.01,P<0.01；PCT：P<0.01,P<0.01)。FS组与上感组血清HMGB1差异有统计学意义(P=0.04<0.05),血清IL-6差异无统计学意义(P=0.219>0.05),血清WBC差异无统计学意义(P=0.481>0.05)；血清CRP差异无统计学意义(P=0.976>0.05),血清PCT差异无统计学意义(P=0.976>0.05)。(4)三组血清HMGB1水平比较SFS组、CFS组患儿血清HMGB1与正常组差异有统计学意义(P=0.01<0.01,P=0.02<0.01)FS患儿血清HMGB1与CFS组差异无统计学意义(P=0.496>0.05)。(5)一次病程中不同惊厥发作次数、惊厥持续时间血清H2S、NSE水平比较惊厥发作次数<2次FS患儿血清H2S浓度为(31.88±12.76)umol/L,血清NSE浓度为(11.67±2.78)ng/m1。惊厥发作次数≥2次FS患儿血清H2S浓度为(25.01±13.45)umol/L,血清NSE浓度为(14.03±2.47)ng/ml。惊厥发作时间<5min FS患儿血清H2S浓度为(31.82±12.97)umol/L,血清NSE浓度为(11.85±2.99)ng/m1。不同惊厥发作次数(<2次和≥2次)患儿血清H2S差异无统计学意义(t=1.808,P=0.075),而血清NSE有显著性差异(t=-2.955,P=0.004)。不同惊厥发作时间(<5min和≥5min)患儿血清H2S、NSE差异无统计学意义(t=1.464,P=0.148,t=-1.629,P=0.108)。(6)相关性分析FS组患儿惊厥发作次数与血清H2S水平呈负相关,相关系数为r=-0.269,P=0.03,与血清NSE水平呈正相关,相关系数为r=0.322,P=0.009。虽然总体上统计分析FS组患儿惊厥时间与血清H2S水平及血清NSE水平均无明显相关(相关系数分别为r=-0.194,P=0.122,r=0.102,P=0.417)。但分组统计后发现,惊厥发作时间<5min组患儿的发作时间与血清H2S水平及血清NSE水平均无明显相关(相关系数分别为r=0.008,P=0.957,r=-0.177,P=0.240)。而惊厥发作时间≥5min组患儿发作时间与血清H2S水平呈负相关,相关系数为r=-0.532,P=0.019,与血清NSE水平无明显相关,相关系数为r=0.246,P=0.310。血清中H2S与NSE水平呈负相关,相关系数为r=-0.279,P=0.024。小儿发育商与血清H2S、BDNF无明显相关(P=0.948；P=0.144)。血清HMGB1与血清H2S存在相关性(r=-0.301,P=0.029),与血清IL-6水平无明显相关性(r=0.131,P=0.348),与WBC水平存在相关性(r=0.283,P=0.04),与CRP水平存在相关性(r=0.331,P=0.016),与血清PCT水平无明显相关性(r=0.036,P=0.799)；血清IL-6与WBC水平无明显相关性(r=0.196,P=0.16),与血清CRP水平存在相关性(r=0.276,P=0.046),与血清PCT无明显相关性(r=0.131,P=0.348)。结论(1)内源性H2S、NSE、BDNF、HMGB1等炎症因子均可能参与了FS的发生发展过程,其中血清BDNF、HMGB1及IL-6可能是FS发生的重要因素；(2)FS患儿早期血清H2S含量明显降低,并与血清NSE、惊厥发作时间、’惊厥发作次数存在相关性,表明H2S有望作为评估早期FS脑损伤的客观指标；(3)H2S、BDNF、HMGB1等促炎细胞因子可作为抵御惊厥发作的潜在治疗靶点；(4)血清H2S、BDNF与小儿智能发育指数无明显相关性。