顱腦創傷

顱腦創傷目前尚無詳細規定或專業化分型，近年從病理學角度將顱腦創傷分為局限性和瀰漫性腦損傷兩大類，認為瀰漫性腦損傷才是真正導致非血腫性、遷延性昏迷或重度神經功能障礙的主要原因。目前對瀰漫性腦損傷的研究已深入到亞細胞及分子水平。上世紀80～90年代，國外對顱腦創傷后內源性腦損害因子和腦保護因子研究進入高潮，採用拮抗劑或清除劑能夠減輕死殘率，同時發現顱腦創傷后可以產生內源性腦保護因子，如腺苷、熱休克蛋白、鎂離子等，為探索治療方法提供一定基礎。

隨後，國內外實驗進入了顱腦創傷後腦內神經遞質及其受體改變。實驗表明，如果應用阻斷或調節一些神經遞質及受體的藥物，就可以對腦外傷治療產生良好效果，但尚處於動物實驗階段。另外對成年哺乳動物的研究發現，受傷后的脊髓神經元仍然保持再生能力，這從根本上改變了人們認為神經損傷不能再生的觀念。神經幹細胞移植研究也展示了誘人前景。對顱腦創傷后營養支持的原則是高能量、高蛋白而不是升血糖，營養支持應該在傷后72小時內開始。此外還建議，病人要儘早進行康復治療和高壓氧治療。

細胞因子是一組多肽類細胞調節物質的總稱，包括白細胞介素、干擾素、生長因子、細胞刺激因子、腫瘤壞死因子等。細胞因子主要由外周的免疫細胞合成(如巨噬細胞、淋巴細胞、纖維母細胞)，但許多其它類型的細胞(如神經細胞、神經膠質細胞)也可產生某些細胞因子。細胞因子種類繁多，但通常都具有一些共同的特徵：①細胞因子多為分子量較低(＜30kd)的分泌型蛋白，且一般都是糖蛋白。②細胞因子通常介入免疫及炎症反應。③細胞因子

的產生多具有一過性和區域性，且主要分泌形式為旁分泌或自分泌。④細胞因子具有很高的生物活性，一般在pg(皮克)水平即可發揮作用。⑤細胞因子產生作用須與其靶細胞表面的高親合特異性受體結合而發揮作用。⑥不同因子的作用常相互重疊交錯。

與腦創傷關係最為密切的幾種炎性細胞因子有：

1　白細胞介素-1(IL-1)

IL-1有兩種結構不同的分子：IL-1α和IL-1β，而以IL-1β為主要分泌形式。IL-1受體拮抗劑(IL-1ra)現被認為是IL-1家族的第三個成員，它與IL-1結構相似但無任何IL-1活性，因而是IL-1的天然拮抗物質。IL-1發揮生物學作用是通過與位於其靶細胞細胞膜上的高親和性受體結合來實現的。中樞神經系統內部也可以產生IL-1，腦組織中IL-1的來源主要為神經細胞和神經膠質細胞。IL-1介入中樞神經系統的主要功能有：通過下丘腦-垂體-腎上腺(HPA)軸，參與神經內分泌活動，還可以調節垂體前葉細胞的生長；刺激膠質細胞的生長及分化；誘導其它細胞因子的產生，如神經生長因子(NGF)；抑制神經元鈣離子的流通；增加γ-氨基丁酸(GABA)受體的活性等。

IL-1作為一種炎性介質可介導廣泛的組織損傷，在創傷反應中起著重要作用。如IL-1是一種內源性致熱原，作用於下丘腦可引起發熱反應；刺激肝臟可產生多種急性反應蛋白；可促使前列腺素E2(PGE2)合成及分泌能力增強；促進糖皮質激素、生長激素、促甲狀腺激素和加壓素等激素的釋放；可刺激中性粒細胞的產生，並對其有很強的趨化作用；可促進多種白細胞與血管內皮的粘附作用。正常情況下，腦組織中的IL-1活性極低，而在某些病理情況下，IL-1水平及活性則明顯增高。目前，在許多中樞神經系統的急性病理過程中都可發現有IL-1的過高表達，如顱內感染、顱腦創傷、Alzheimer病、Dowm綜合征等。IL-1與腦創傷關係密切，無論是在臨床病人還是實驗動物，都能發現創傷后其腦組織、腦脊液中IL-1β水平的增高。IL-1可以介導腦創傷后的許多病理生理反應，如發熱、白細胞聚集、血管內皮滲透性增加等，從而與腦水腫的形成及顱內壓的增高密切相關。另外，目前認為腦創傷后的神經細胞損害多由於傷後繼發性炎性反應所致。雖然對於IL-1介入腦創傷后神經細胞變性過程的根本機制尚不很清楚，但IL-1的某些作用確實可引起神經細胞的損害和死亡，如IL-1可誘導中樞神經系統中某些重要的神經毒性分子的釋放，另外，IL-1還可誘導其它許多細胞因子的產生，如TNFα、IL-6、IL-8等，而這些因子均與組織損傷有密切關係。

對於拮抗IL-1作用的研究成為腦創傷實驗研究的又一熱點。腦創傷后的繼發性炎症反應與病情的嚴重程度及病死率密切相關，因此有效減輕或抑制這一反應過程將是治療腦創傷根本的治療途徑之一。IL-1ra作為一種內源性IL-1拮抗物質，腦組織中廣泛存在其表達區域。實驗證明，10μg的重組IL-1ra注入大鼠體內即可明顯拮抗由外源性IL-1引起的食慾及行為改變的作用。Toulmond等將IL-1ra分次注入腦創傷大鼠的側腦室，發現可以明顯減輕腦組織的損傷範圍和程度，即使於傷后4小時延遲使用，仍可得到滿意效果，傷後繼發神經元損害程度可較對照減低28%。Dekosky於1996年報道，腦創傷后引起星形細胞和小膠質細胞的增殖和活化，產生過量IL-1；實驗中將IL-1ra基因通過逆轉錄病毒植入受傷區域后，可使小膠質細胞的增殖作用明顯下降，故作者提出通過IL-1ra阻斷創傷的炎性反應，對於腦創傷及其它炎症過程將會有重要的治療意義。

2　白細胞介素-6(IL-6)

機體內多種有核細胞都可能產生IL-6，如單核細胞、B細胞、T細胞、纖維母細胞、和內皮細胞等，腦組織內產生IL-6的細胞可能主要是星形細胞和小膠質細胞。IL-6的功能繁多，在神經系統的重要功能有：①具備神經生長因子(NGF)樣的生物學的作用，有促進神經生長和分化的作用。②作用於HPA軸，參與神經內分泌活動，如刺激促腎上腺皮質激素(ACTH)的分泌。③刺激星形膠質細胞合成神經生長因子(NGF)和神經營養因子(NTF)。④經常協同並加強IL-1和TNF在某些方面的作用。作為一種炎性細胞因子，IL-6水平增高可以出現在中樞神經系統創傷及感染性疾患中。腦創傷后中樞神經系統內及外周圍血中均發現有IL-6水平的增高，IL-6介入腦創傷過程的具體機制不十分清楚，可能與創傷急性期反應及創傷后神經修復有直接關係。

3　腫瘤壞死因子α(TNFα)

TNFα最初被描述為一種腫瘤細胞毒性物質，能夠選擇性殺傷腫瘤細胞。後來逐漸發現，TNFα還在細胞信息傳遞、感染及創傷后炎性反應過程中發揮重要功能。體內TNFα的主要來源是活化的巨噬細胞。最新研究表明：TNFα可出現在中樞神經系統內許多類型的細胞中，包括小膠質細胞和星形膠質細胞。大劑量TNF注入實驗動物體內可引起休克樣細胞毒性狀態而致死，其它變化還有血腦屏障損害、腎上腺壞死、肺梗塞、盲腸壞死、小腸缺血及心血管功能衰竭；小劑量的TNF則引起高甘油三脂血症、體重下降、胃排空能力下降、厭食、肌肉萎縮、急性期反應、傷口延遲癒合等等。上述作用與IL-1極為相似。TNFα可以誘導其它細胞因子的產生(如IL-1、IL-6、IL-8等)；增強嗜中性白細胞及單核細胞的粘附作用；促進內皮細胞粘附因子的產生；加大血管內皮的通透性等等，因此與組織損傷密切相關。TNFα可以誘導花生四烯酸代謝物的釋放並和脂過氧化物及氧自由基的產生有關，上述物質均有嚴重損害細胞膜的作用，另外氧自由基作用於內皮細胞可以破壞其緊密聯接使血管壁通透性增加。因此TNFα的增高可能是腦創傷后血管源性腦水腫形成的重要原因之一。

已有實驗證明，以逆轉錄病毒為載體，可將TNFα基因轉染人腦膠質瘤細胞，其局部產生大量TNFα細胞毒性作用可殺傷轉基因膠質瘤細胞和未轉基因的親代腫瘤細胞。認為TNFα與腦創傷的關係十分密切，Goodman及Ross等人曾發現，腦創傷病人CSF中有TNFα活性增高，部分病人血漿中TNFα水平也有一定程度的增高；Fan在動物實驗研究中發現，腦創傷可引起創傷區域TNFαmRNA的表達量有10倍的增長；Traupin等人亦證實，大鼠腦創傷後腦組織中TNFα活性明顯增高。

4　白細胞介素-8(IL-8)

IL-8歸屬於一類8～10kd的趨化性蛋白，其主要功能如下：①刺激呼吸爆發，引起超氧化物形成。②胞外分泌作用，引起嗜中性白細胞釋放貯存蛋白。③促進嗜中性白細胞粘附及遊走。IL-1和TNF是IL-8表達的主要誘導物。IL-8主要由外周血單核細胞、巨噬細胞、血管內皮細胞、Kupffer細胞、肝細胞等產生。IL-8不會引起血液動力學變化(這一點與IL-1和TNF不同)，也不會刺激IL-1、TNF或IL-6的產生，因此相對來說IL-8的功能有較強的特異性，其主要作用於嗜中性白細胞。IL-8注入動物體內可引起肺、肝、脾等臟器中嗜中性白細胞的粘附。最近，Ott等人報道，腦創傷后病人血漿中IL-8的水平有明顯增高。關於腦創傷與炎性細胞因子之間關係的研究目前並不很多，細胞因子介入腦創傷過程的機制還不很清楚，值得注意的是，人們除了解到IL-1、TNF和IL-6等在腦創傷後繼發炎性反應中的有害作用外，還應從另一方面看到，上述三種因子都能刺激神經生長因子(NGF)釋放和促進神經膠質細胞增殖的功能，有助於腦創傷后的神經修復，故全面了解其特性，將為今後有關的基礎和臨床研究提供更可靠的依據。

1．血腦屏障機能障礙

血腦屏障主要是由毛細血管內皮細胞、基膜及神經膠質細胞的突起共同構成的具有防禦功能的結構，使大腦有用的營養物質和代謝產物可以自由通過，外界有害物質進人大腦。顱腦損傷時，血腦屏障受損，功能障礙，使血漿大分子物質能夠由血管腔內通透到腦細胞間隙。既往研究認為，腦損傷后血腦屏障損害在傷后6小時始出現，傷后24小時才明顯。新近研究發現，傷后30分鐘已有5nm膠體金透過血腦屏障，至傷后6小時，血腦屏障通透性已達高峰，此時各種大小（5、10和15nm）膠體金微粒可通過血腦屏障，證明血腦屏障破壞可能是直接導致創傷性腦水腫腦損傷的最早和最重要的因素。2．腦微循環障礙

顱腦損傷可引起血管反應性降低，血管自動調節紊亂（血管麻痹或過度灌注）和血液流變學改變，導致靜力壓增高，壓力平衡紊亂，出現腦微循環障礙，腦水腫。腦血管反應性降低是指其對CO2的收縮反應能力低下。研究表明，腦損傷24小時后血管平滑肌鬆弛，不論動脈血CO2分壓增高或降低，腦血管均呈擴張狀態。近年臨床和實驗研究均證實，嚴重腦損傷后數小時內，腦血流量下降，隨後腦血流量增加，至傷后24小時達高峰。目前認為微血管自動調節紊亂，是由於腦損傷時腦組織缺血缺氧，大量單胺類神經遞質釋放、鈣超載等，導致微血管過度收縮、痙攣、腦微循環灌注減少，甚至出現“無再灌注現象”，加重受傷腦組織缺血和水腫。廣泛的腦血管麻痹和腦血流過度灌注與損傷局部腦微循環血栓形成，血管痙攣所致的“無再灌注現象”形成一對矛盾，表現為“盜血”現象，致使腦水腫和腦缺血形成惡性循環。3．細胞能量代謝障礙

腦細胞能量代謝主要來源於葡萄糖代謝。但當腦損傷缺氧時，腦細胞葡萄糖代謝主要以無氧代謝為主，ATP生成減少，僅為正常5%，致使細胞本身和細胞膜的功能受損，“鈉泵”、“鈣泵”等離子泵運轉失常。不能將細胞內多餘的鈉離子排出，導致細胞的滲透壓升高，形成細胞水腫，而細胞內的酸性代謝產物又使細胞的通透性增加，從而進一步加重細胞內的水腫。4．顱內壓增高

在顱腦損傷中引起顱內壓增高的原因為腦挫裂傷的腦水腫、顱內血腫和腦脊液循環障礙。顱壓升高不僅影響腦血流量和腦灌流壓，還可以影響血腦屏障的結構和功能，更為嚴重的是急性顱壓升高或失代償性顱內壓升高所導致腦疝，將危及生命。5．氧自由基、鈣超載和興奮性氨基酸釋放

腦損傷、腦缺血時，體內酶系統保護作用減弱，氧自由基生成過多，通過脂質過氧化作用及與膜蛋白的反應造成腦細胞、血腦屏障的過氧損傷，導致細胞毒性、血管源性腦水腫，加劇腦的繼發性損害。腦損傷可直接導致鈣內流，繼發電壓依賴性和受體依賴性鈣通道的開放，以及Na/Ca2+和非特異性鈣滲漏，產生Ca2+超載。神經細胞鈣超載可以激活ATP酶、蛋白酶、磷脂酶，使細胞蛋白質、脂質分解代謝增加，損害細胞骨架系統和膜系統，影響神經細胞快反應基因如C-FOS、C-myc等的表達與調控，使腦血管痙攣和通透性發生改變。

腦損傷可引起大量興奮性氨基酸，主要為谷氨酸(Glu)、天門氨酸產生等。近年臨床上用腦微量透析法，發現嚴重腦損傷的腦組織中Glu增高數倍至數十倍，腦損傷越重，Glu越高，故認為Glu增加可作為衡量神經元損害嚴重程度標誌之一。6．血糖增高

創傷性腦損傷后血糖升高已在動物實驗及臨床觀察中得到一致肯定。Pentelenyi等觀察發現，創傷性腦損傷後患者意識障礙程度與血糖增糖升高量明顯相關。深昏迷時患者血糖顯著升高，當意識恢復后血糖迅速下降。顱腦損傷后血糖增高不僅與腦損害程度相關而且與患者預后也明顯相關，即腦組織損傷越重，傷后血糖越高，預后越差。顱腦損傷血糖增高的機制：①下丘腦-垂體系統損傷：引起其分泌功能的變化(如PRL、TSH、GH、ACTH的分泌增加)，以及自主神經系統遭受不同程度的損害，交感神經興奮性升高，血中兒茶酚胺含量增高，從而導致胰高血糖素的分泌增加，使肝糖元大量分解，血糖增高，胰島素分泌受抑制；②胰島素量相對不足和胰島素抵抗：重症腦外傷后高血糖、高胰島素共存，但相對於血糖升高幅度，胰島素量相對不足。可能是由於顱腦損傷后胰島素拮抗劑(生長激素、胰高血糖素、泌乳素、皮質醇等)產生增多和胰島素受體或受體后缺陷所致。③藥物的影響：糖皮質激素、脂肪乳和葡萄糖注射液、直接升高血糖，間接通過糖異生、刺激升糖激素分泌增加等途徑導致血糖升高。

顱腦創傷佔全身創傷發生率第二位，但致死率和致殘率卻位居第一位，成為兒童和中青年人群最主要的死亡原因。美國每年發生顱腦損傷的人佔總人口的2％，顱腦創傷已成為青年人傷殘和死亡的首要原因。在中國，每年有大約60萬顱腦創傷病人，其中死亡約10萬人。隨著中國國民經濟和道路交通等快速發展，中國顱腦損傷的發生率也逐年上升，已成為中國嚴重的公共衛生問題。如何降低顱腦損傷患者的死亡率和殘廢率，提高患者生存質量，已成為醫學諸學科共同關心的問題。隨著對顱腦創傷發病機制的認識不斷深入，臨床治療藥物不斷增加，治療方法的改進，監測條件和護理水平的提高，顱腦創傷病人救治水平已有明顯提高。

在中國第三屆顱腦創傷研討會上，中國工程院院士王忠誠報告，中國因創傷導致的死因順位不斷前移，成為繼腫瘤、心腦血管病之後第三位重要死因，其中顱腦創傷占創傷總數的15%左右，死亡率占創傷總數的85%。在不知不覺中，社會發展把創傷醫學提到了前所未有的重要位置。王忠誠院士說，近年中國顱腦創傷臨床技術和基礎研究都取得很大進步，天津和上海發展處於國內領先水平，有一整套成功的救治經驗，但中國發展不平衡。天津腦系科醫院（環湖醫院）是中國少數幾個救治顱腦創傷的專科醫院之一，每年都要收治上千例顱腦外傷病人，其中昏迷的重型腦外傷佔1/3，每次救治都是一次艱難的顱腦保衛戰。該院院長只達石和顱腦創傷搶救中心主任張賽教授介紹了他們的降低顱腦創傷死亡率的成功經驗。

“黃金一小時”協同作戰，該體系由院前急救、急診室救治和院內治療三個主要環節構成。對於嚴重顱腦創傷病人來說，傷后最初的搶救“黃金一小時”，不但關乎性命，而且影響日後生存質量。多年來，該院實行全程時間和質量監控，建立了一條救命的“綠色通道”，完善了現場和轉運中的院前急救，例如，儘可能縮短搶救半徑，在現場立即開展心肺復甦、骨折固定、藥物使用等基礎創傷生命維護。保持氣道、呼吸、循環暢通是穩定病人生命體征的關鍵步驟，也是進入急診室做CT、MRI等影像檢查前的救治重點。該院急救室是以顱腦創傷醫師為主的專業隊伍，病人送到后，能在短時間內完成氣管插管、大靜脈通道建立，上呼吸機等，關鍵時候還可以與骨科、胸科、腹外科等協同作戰，影像檢查后立即開始手術或下一步治療。多年實踐證明，重型顱腦創傷病人在ICU接受整體綜合性治療，病死率可以降低至24％，大大低於分科治療的41％。