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本文从以下五个部分来展开论述:
第一章绪论
缺血性卒中占脑卒中的60%~80%,具有高患病率、高复发率、高致残率、高死亡率的特点。继溶栓药物重组组织型纤容酶原激活物(recombinant tissueplasminogen activator,rt-PA)对发病3 h内的脑梗死患者静脉溶栓的有效性被美国FDA批准后,静脉溶栓作为急性脑梗死的有效治疗方法在临床得到了积极的推广。由于很短的溶栓时间窗(<3 h),静脉溶栓的血管再通率较低(约50%),显著的症状性脑出血转化,因而,在临床的实际工作中,能在脑梗死发病3 h内接受溶栓治疗的患者非常有限(即使在发达国家也只有3%)。所以,积极探讨延长溶栓时间窗的方法,让更多的脑梗死患者从溶栓中受益,是国内外学者共同追求的目标。
大量的临床前试验表明高浓度的人体白蛋白(human serum albumin,Alb)具有良好神经恢复功能、降低脑梗死体积、和减轻脑水肿。目前,人体白蛋白经过多中心的ALIAS(Albumin In Acute Stroke)Ⅰ期、Ⅱ期临床试验,结果表明对脑梗死3 h的患者在溶栓的同时或发病后的7.8±3.4 h,辅以高剂量Alb(2.05g/kg)也是安全,且具有明显改善患者的预后,现已进入Ⅲ期临床试验,也是为数不多的进入Ⅲ期临床试验的神经保护药物,为神经保护药物与溶栓药物的联合应用点燃起新的希望。
我们前期课题通过建立大鼠脑缺血模型,发现大鼠脑缺血3-6小时内,经静脉注射人体白蛋白后,基质金属蛋白酶(MMP-2和MMP-9)表达降低,足突终板空泡化程度降低;大鼠脑缺血3-6小时内经腹腔注射后,神经元的皱缩及星形细胞肿胀减轻,而脑出血的发生率没有显著增加。这些研究发现提示,对发病超过3小时的患者通过人体白蛋白的干预而延长溶栓时间窗是可行的。
因此,本实验研究是为了阐述脑缺血再灌注后功能MRI的特点,包括再灌注后的微血管改变,为溶栓时间窗的评估和疗效评价提供无创、持续监测的方法;探讨人体白蛋白先于溶栓给药是否能够消除或减轻重组组织型纤容酶原激活物(rt-PA)迟发性溶栓治疗所导致脑损伤;研究大剂量人体白蛋白早期干预急性脑缺血是否能够延长溶栓时间窗;建立体外血脑屏障和并行人体白蛋白早期干预低氧状态的血脑屏障,研究其潜在的机制。我们希望通过本课题研究能够为更多的脑缺血患者从溶栓治疗中受益提供强有力的依据。
第二章脑缺血再灌注后血脑屏障的动态对比增强MRI变化特点的实验研究
目的:本实验研究是为了探讨脑缺血后再灌注在磁共振动态对比增强灌注图像(DCE pMRI)上的表现特征,包括脑充血后的微血管改变以及研究DCE pMRI能否预测良性或恶性过度灌注。
材料与方法:250-300g雄性S-D大鼠使用线栓法制成大脑中动脉阻塞模型(middle cerebral artery occlusion MCAO),所有大鼠被随机分为4组:A组MCAO0.5h注射生理盐水(10mg/kg);B MCAO3h注射生理盐水;C组 MCAO3h注射尿激酶;D组 MCAO6h注射尿激酶。定量分析磁共振相对脑血流量(relativecerebral blood volume rCBV)和信号强度时间曲线增加的相对最大斜率(rMSI)。激光共聚焦显微镜、透射电镜检测微血管和血脑屏障改变。
结果:良性过度灌注仅出现在A组;B组中发现恶性过度灌注。尽管恶性充血中rCBV值仅稍高于良性充血(P>0.05),但是rMSI值有显著降低(P<0.05)。在恶性过度灌注中可见明显荧光物质渗出、显著的胶质细胞足板肿胀和明显血管舒张改变,而在良性过度灌注中没有或仅有轻微的荧光物质渗出、轻微的胶质细胞足板肿胀。
结论:我们的实验结果表明DCE pMRI能够表现缺血后过度灌注和微血管损伤的相关性的特征。
第三章人体白蛋白减轻延迟溶栓所致的脑水肿和血脑屏障渗漏的实验研究
目的:探讨人体白蛋白先于溶栓给药是否能够消除或减轻重组组织型纤容酶原激活物(rt-PA)迟发性溶栓治疗所导致脑损伤。
材料与方法:健康雄性成年SD大鼠使用血栓法制作单侧大脑中动脉栓塞模型(MCAO)。模型建立成功后,大鼠被随机分为3组:组1、单纯溶栓组,MCAO后3或6小时经静脉注射rt-PA(10mg/kg);组2、联合溶栓组,MCAO后3小时经静脉注射20%人体白蛋白(2.5mg/kg),然后在MCAO3或6小时经静脉注射rt-PA(10mg/kg);组3、对照组,在MCAO3或6小时经静脉注射生理盐水(5ml/kg)。分别治疗后在第24小时、7天、14天行磁共振检查计算脑血流量、梗死体积、空间占位效应以及血脑屏障对Gd-DTPA的渗漏情况。与治疗后第14天行激光共聚焦检测血脑屏障对异硫氰酸盐(FITC)和红细胞的渗漏情况。
结果:在联合溶栓组,大鼠空间占位效应在治疗后第7天比治疗后第24小时有显著减轻(P<0.05),但是联合人体白蛋白治疗并没有减小梗死体积,也没有增加脑血流量。其次,与对照组和单纯溶栓组比较,联合溶栓组显示了血脑屏障对大小分子物质的渗漏显著降低(P<0.05)。此外,在联合溶栓组3小时治疗时间点的大鼠血脑屏障渗漏和空间占位效应均减轻较6小时治疗时间点更显著一些,但两者之间无显著差异(P>0.05)。
结论:我们的初步研究显示人体白蛋白先于rt-PA给药(缺血后3小时)能够减轻rt-PA延迟溶栓所引起的脑水肿和血脑屏障的渗透性。
第四章大剂量人体白蛋白早期干预对血脑屏障影响的实验研究
目的:发病3h内静脉内给予rt-PA溶栓治疗是目前唯一被美国FDA批准用于治疗急性脑缺血的有效方法,但是,由于溶栓时间窗短及相关的脑出血风险,仅有约3%的缺血性脑中风患者能在发病3h内接受溶栓治疗。大量研究证明人体白蛋白是具有一种有效的神经保护药物。本课题旨在研究大剂量人体白蛋白早期干预急性脑缺血是否能够延长溶栓时间窗。
材料与方法:138只体质量320~380g清洁级雄性SD大鼠随机分为假手术组、对照组、白蛋白组和白蛋白+rt-PA组,其中假手术组3只,其余每组再分为缺血2h、3h、4h再灌注亚组,每亚组15只。白蛋白组、白蛋白+rtPA组,20%人体白蛋白于MCAO2h时间点经大鼠股静脉给药,剂量2.5g/kg。白蛋白+rtPA组于各再灌注时间点拔栓后立即自大鼠股静脉注入rt-PA,剂量10mg/kg。各组大鼠于MCAO后24h处死,分别行TTC测量梗死体积、Evans Blue定量测量检测BBB渗漏情况以及行免疫组化检测MMP-9的表达。
结果:大剂量人体白蛋白早期干预显著改善了24小时后大鼠的神经功能评分,MCAO3h、MCAO4h白蛋白组及MCAO3h白蛋白+rt-PA组大鼠神经功能明显好于对照组(P<0.05);MCAO4h白蛋白+rt-PA组较对照组神经功能评分明显改善,但没有统计学意义(P>0.05)。白蛋白组、白蛋白+rt-PA组各缺血再灌注时间点与对照组相应时间点比较梗死体积有明显缩小,有显著统计学意义(P<0.05),尤其是在MCAO4h组,白蛋白组、白蛋白+rt-PA组分别较对照组下降23%和17.3%。表明人体白蛋白有明显减小梗死体积作用。脑出血转化在对照组4h出现2例、白蛋白组4h、白蛋白+rt-PA4h组各一例。白蛋白组、白蛋白+rt-PA组各缺血再灌注时间点与对照组相应时间点比较EB含量有明显降低(P<0.05)。与对照组相比,白蛋白组、白蛋白+rt-PA组的MMP-9在梗死灶边缘表达阳性细胞数显著减少。
结论:本实验结果提示大剂量人体白蛋白早期干预急性缺血性脑卒中减轻rt-PA延迟溶栓所引起的脑水肿和血脑屏障的渗透性,从而可能延长溶栓时间窗。
第五章体外血脑屏障的建立和人体白蛋白干预低氧状态的血脑屏障的机制的实验研究
目的:探讨Alb干预低氧状态的体外BBB模型及其降低BBB通透性的可能机制。
材料与方法:采用人脐静脉内皮细胞与大鼠星形胶质细胞共培养构建BBB体外模型。模型建立成功后,分为四组:常氧组,低氧组,常氧加Alb组,低氧加Alb组。用γ闪烁计数仪检测125I-BSA通过量评价BBB通透性,判断低氧和Alb两种处理对BBB体外模型通透性的影响。使用共聚焦显微镜检测[Ca2+]i,了解低氧条件及人白蛋白对体外BBB模型中紧密连接的影响。
结果:在常氧组和常氧组+A1b组,两者之间比较,125I-BSA通过量Bake均数在各个时间点没有显著变化(P>0.05)。在低氧组,125I-BSA通过量Bake均数随着时间延长而明显增大,与低氧组比较,低氧组+Alb组中各时间点。125I-BSA通过量Bake均数均显著降低,有显著统计学差异(P<0.05)。免疫荧光结果显示:低氧导致内皮细胞紧密连接结构蛋白Occludin减少,而Alb对低氧导致的Occludin减少有保护作用。激光共聚焦检测胞内钙离子浓度([Ca2+]i)变化曲线,研究结果发现:缺氧导致内皮细胞胞内[Ca2+]i升高,加入Alb后,缺氧导致的内皮细胞胞内[Ca2+]i升高被部分抑制。
结论:Alb可能通过抑制缺氧导致的胞内[ca2+]i升高,从而减少了occludin-actin连接的解离,保护了微血管内皮屏障的完整性,稳定了BBB的功能。