陳麗娜 沈定國 賈頤 劉建軍 樊同

β受體阻滯劑對急性腦卒中后感染的影響

陳麗娜 沈定國 賈頤 劉建軍 樊同

目的 探討β受體阻滯劑干預(yù)治療對急性腦卒中后感染的影響。方法 選取2011-10-2014-01期間的急性腦卒中患者60例，隨機分為普萘洛爾干預(yù)組和對照組，每組30例，對比兩組患者在發(fā)病2周內(nèi)感染的發(fā)生情況及血漿總兒茶酚胺、促炎細胞因子及抑炎細胞因子水平。結(jié)果 普萘洛爾干預(yù)組發(fā)生感染8例(26.7 %)，對照組發(fā)生感染14例(46.7%)，兩組患者感染率比較有統(tǒng)計學(xué)差異(P<0.05)，干預(yù)組感染發(fā)生時間與對照組比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。普萘洛爾干預(yù)組患者血漿總兒茶酚胺水平在入院后第2～14天均顯著低于對照組(P<0.05)；IL-6水平在第3天、第5天、第7天均顯著高于對照組(P<0.05)，IL-17在第3～14天顯著高于對照組(P<0.05)，且二者均與血漿兒茶酚胺水平呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；IL-10水平在入院后第2～14天均顯著低于對照組(P<0.05)，且IL-10水平均與兒茶酚胺水平呈正相關(guān)(P<0.05)。結(jié)論 β-受體阻滯劑普萘洛爾可減少急性腦卒中患者血漿兒茶酚胺及抑炎細胞因子水平，增加促炎細胞因子水平，從而改善腦卒中誘導(dǎo)的免疫抑制綜合征，降低卒中后感染的發(fā)生率，為臨床急性腦卒中后感染的防治和改善卒中預(yù)后提供理論依據(jù)。

卒中；感染；免疫抑制；交感神經(jīng)；β受體阻滯劑

急性腦卒中后感染(poststrokeinfection，PSI)也稱卒中相關(guān)感染(stroke-associatedinfection,SAI)，是指卒中發(fā)生時無感染，也未處于感染潛伏期，而是于卒中后7d內(nèi)發(fā)生的各種感染[1]。PSI是急性腦卒中最常見、最重要的并發(fā)癥之一。國外研究顯示，約23%～65%急性腦卒中患者可合并感染，且大多數(shù)感染發(fā)生在發(fā)病后前3d內(nèi)，是腦卒中1d以后的第一位死亡原因[2]。近年研究表明，腦卒中誘導(dǎo)的免疫抑制綜合征(stroke-inducedimmunodepression，SIDS)是導(dǎo)致SAI的重要因素[3]，而腦卒中后引起的下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(hypothalamus-pituitary-adrenal,HPA)軸及交感神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮被證實在SIDS發(fā)生過程中發(fā)揮重要作用[4]。局灶性腦缺血模式動物研究發(fā)現(xiàn)，卒中后免疫抑制主要表現(xiàn)為外周淋巴器官免疫細胞減少，β受體阻滯劑普奈洛爾干預(yù)能有效地減少細菌感染風(fēng)險，提示交感神經(jīng)過度激活在免疫抑制和感染的發(fā)生中起關(guān)鍵作用[5-6]。目前，國外關(guān)于β受體阻滯劑干預(yù)SAI發(fā)生的研究較少；此外，也缺乏樣本量較大和設(shè)計更加周密的隨機、雙盲、安慰劑對照試驗。本文初步探討了β受體阻滯劑普萘洛爾對急性腦卒中后感染的干預(yù)作用及機制，以期為深入臨床試驗及臨床實踐提供數(shù)據(jù)。

1 對象和方法

1.1 臨床資料 連續(xù)入選2011-10-2014-01西安高新醫(yī)院神經(jīng)重癥監(jiān)護病房NICU中的患急性腦卒中(包括腦出血及腦梗死，出現(xiàn)癥狀到確診時間不超過24h)患者60例。入組標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥18 歲；(2)符合全國第四次腦血管病學(xué)術(shù)會議腦卒中診斷標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)頭顱CT或MRI證實為腦梗死或腦出血；(3)發(fā)病<24h；(4)入院時美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表(NationalInstitutesofHealthStrokeScale,NIHSS)評分≥11分。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)入院時即有感染或3個月內(nèi)有感染，腋溫>37.7 ℃；(2)對喹諾酮類過敏；(3)有癲癇病史或卒中時有抽搐；(4)肌酐>2.5mg/dL；(5)正在使用抗生素；(6)3個月內(nèi)使用免疫抑制劑或激素；(7)瀕臨死亡；(8)有正在治療的惡性疾病，或有艾滋病、乙肝、丙肝等病史；(9)腦腫瘤史；(10)入院時有貧血(血紅蛋白<85g/L，紅細胞比積<35)。通過計算機隨機數(shù)字器(http://www.random.org)將患者按1∶1比率隨機分為普萘洛爾(10～30mg/d)干預(yù)治療組和對照組，每組30例。兩組患者年齡、性別、卒中類型、心血管事件危險因素(包括高血壓、糖尿病、高脂血癥、房顫等病史及吸煙史)及病情均無統(tǒng)計學(xué)差異(P>0.05)。本研究中試驗設(shè)計經(jīng)國家衛(wèi)生部審查并批準(zhǔn)，已通過西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院倫理委員會同意。所有研究對象或其家屬均已簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料收集：入院即刻(d0)、入院后第2(d2)、3(d3)、5(d5)、7(d7)、14(d14)天分別記錄NIHSS評分。記錄患者每天的呼吸道癥狀：咳嗽、咳痰、呼吸困難及聽診啰音、叩診濁音等體征；記錄患者尿頻、尿急、尿痛等尿路癥狀及尿液顏色；記錄有無褥瘡及其感染情況。發(fā)現(xiàn)感染跡象者及時查血常規(guī)、胸部CT，痰涂片、痰培養(yǎng)、尿常規(guī)、尿培養(yǎng)、血培養(yǎng)等。

1.2.2 感染判定：參照感染診斷標(biāo)準(zhǔn)[7]：(1)出現(xiàn)感染的臨床癥狀(肺炎/尿路感染和不明原因的發(fā)熱)；(2)血清C反應(yīng)蛋白(CRP)>5mg/L；(3)血清降鈣素原濃度>0.5mg/L。上述3項指標(biāo)完全滿足的患者可判定為發(fā)生感染。

1.2.3 血漿兒茶酚胺(CA)及細胞因子檢測：分別于d0、d2、d3、d5、d7、d14早晨 5:30～7:00采靜脈血6mL，4mL放置于EDTA抗凝管中以測定血漿總CA，2mL放置于肝素抗凝管中，測定白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子α(TNF-α)、IL-17、IL-10水平。(1)血漿CA測定：將上述EDTA抗凝管中靜脈血于4 ℃以1000 g離心5min，快速提取血漿，置入-70 ℃冰箱內(nèi)保存。血漿CA濃度測定采用酶聯(lián)免疫分析法(ELISA)，試劑盒購自美國R&D公司。(2)血漿細胞因子測定：靜脈血于抽取后30min內(nèi)2000r/min(800 g)離心10min，收集血漿后置于-70 ℃冰箱保存。利用雙抗體夾心ELISA試劑盒測定IL-6、TNF-α、IL-17、IL-10水平，試劑盒均購自美國eBioscience公司。

1.2.4 預(yù)后評估及比較：采用門診復(fù)診、電話或信件問答或到患者家中檢查的方法，觀察兩組患者1個月和6個月時的死亡率，并進行比較。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行處理。符合正態(tài)分布的計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，組間比較采用獨立樣本t檢驗；計數(shù)資料采用率表示，采用χ2檢驗；相關(guān)性分析使用Pearson相關(guān)和Spearman非參數(shù)相關(guān)檢驗。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 腦卒中后感染發(fā)生情況 普萘洛爾干預(yù)治療組感染發(fā)生率較對照組低(表1)。與對照組患者相比，普萘洛爾干預(yù)治療組和對照組住院后感染發(fā)生時間比較無統(tǒng)計學(xué)差異〔(4.1 ± 1.9)dvs. (3.3 ± 2.1)d，P>0.05〕。

表 1 兩組患者腦卒中后感染發(fā)生情況 〔n=30，n(%)〕

2.2 兩組患者血漿總CA及細胞因子表達水平 心得安干預(yù)治療組患者血漿總CA水平在入院后第2天至第14天均顯著低于對照組患者(P<0.05)；干預(yù)治療組IL-6水平在第3天、第5天、第7天均顯著高于對照組(P<0.05)，IL-17在第3～14天顯著高于對照組(P<0.05)；與對照組相比，干預(yù)治療組患者IL-10水平在入院后第2天至第14天均顯著降低(P<0.05)。兩組患者TNF-α水平在各觀察點均無明顯差異(圖1)。

2.3 血漿總CA與細胞因子水平的相關(guān)性 入院第2～7天，血漿總CA水平與IL-6水平均呈負(fù)相關(guān)；入院第3～14天，CA水平與IL-17水平均呈負(fù)相關(guān)。從入院第2～14天5個觀察點內(nèi)，CA水平均與IL-10水平呈正相關(guān)。各觀察點CA水平與TNF-α水平均無相關(guān)性(表2)。

2.4 兩組患者死亡率比較 對所有60例患者進行隨訪，有4例患者于發(fā)病后1個月內(nèi)死亡，其中普萘洛爾治療組1例(非感染)，死亡率3.3%，對照組3例(2例感染，1例非感染)，死亡率10.0%，兩組死亡率比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=10.61，P<0.05)；其余56例繼續(xù)完成觀察隨訪，7例患者于發(fā)病后1個月到6個月之間死亡，其中普萘洛爾治療組3例(2例感染，1例非感染)，死亡率為10%，對照組4例(2例感染，2例非感染)，死亡率13.3%，兩組間死亡率比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(χ2=3.332，P>0.05)。

注：CA：兒茶酚胺，IL-6：白細胞介素-6，TNF-α：腫瘤壞死因子α，表2同；與普萘洛爾干預(yù)治療組比較，*P<0.05

圖1 兩組患者血漿總CA與細胞因子水平比較

表 2 患者血漿總CA與細胞因子水平相關(guān)系數(shù)

注：*P<0.05

3 討論

以往研究證實，腦卒中后感染的發(fā)生與患者年齡、合并糖尿病、吞咽困難及侵襲性操作等有關(guān)。此外，中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后，神經(jīng)系統(tǒng)與免疫系統(tǒng)間正常聯(lián)系與平衡被破壞，導(dǎo)致繼發(fā)免疫缺陷，使機體易感性增加也是發(fā)生感染的重要機制[8]。

腦卒中后導(dǎo)致腦組織破壞并釋放細胞因子，細胞因子及受損腦組織刺激下丘腦，通過下丘腦-垂體-腎上腺皮質(zhì)(HPA)軸、交感神經(jīng)系統(tǒng)及副交感神經(jīng)系統(tǒng)3種途徑作用于免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致SIDS發(fā)生。其中，交感神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮所致SIDS在卒中后感染的發(fā)生中發(fā)揮重要作用。交感神經(jīng)系統(tǒng)通過活化并趨化脾臟及骨髓中的淋巴細胞，在炎性反應(yīng)過程中發(fā)揮舉足輕重的作用[9]。Denes 等[10]在缺血性腦卒中小鼠模型研究中發(fā)現(xiàn)，交感神經(jīng)激活可導(dǎo)致脾萎縮及淋巴細胞遷移，最終導(dǎo)致全身炎性反應(yīng)。Dirnagl等[4]研究認(rèn)為，腦卒中后免疫抑制是由交感神經(jīng)過度激活、交感神經(jīng)末梢釋放大量CA導(dǎo)致快速、嚴(yán)重和持續(xù)的淋巴細胞、單核細胞數(shù)量減少和功能改變所致。Prass等[11]研究結(jié)果顯示，大腦中動脈閉塞(middle cerebral artery occlusion，MCAO)模型小鼠鼻腔接種肺炎鏈球菌后發(fā)生了嚴(yán)重的肺炎和菌血癥，而經(jīng)β-受體阻滯劑普萘洛爾干預(yù)后肺炎程度顯著減輕，且未發(fā)生菌血癥，提示普萘洛爾能逆轉(zhuǎn)卒中相關(guān)性感染，并推測其機制為通過抑制卒中后交感神經(jīng)過度激活保護了機體免疫功能。本研究中運用普萘洛爾對急性腦卒中患者進行干預(yù)性治療，結(jié)果顯示普萘洛爾可顯著減少卒中后血漿總CA水平，同時可顯著降低卒中相關(guān)感染，尤其是肺部感染及消化道感染的發(fā)生率，進一步提示抑制交感神經(jīng)活性對控制急性腦卒中后感染的發(fā)生具有積極作用。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)運用普萘洛爾干預(yù)治療的患者卒中早期的死亡率明顯低于對照組，提示普萘洛爾可能通過降低感染發(fā)生率從而降低發(fā)病早期的死亡率。隨病情進展，兩組患者的死亡率差異變小，可能是由于影響腦卒中預(yù)后的因素不斷增加造成。

既往研究結(jié)果顯示，急性腦卒中后患者腦脊液中IL-1β、TNF-α及IL-6細胞因子水平增高。這些因子可通過細胞間隙或者腦脊液、血流直接激活HPA軸和交感神經(jīng)系統(tǒng)，通過釋放糖皮質(zhì)激素及神經(jīng)介質(zhì)，抑制促炎癥因子如IL-6、TNF-α等釋放，產(chǎn)生全身抗炎癥反應(yīng)綜合征，同時影響免疫功能。交感神經(jīng)激活后釋放CA增加，后者可選擇性地抑制Th1細胞分泌IFN-γ和IL-2，但對Th2分泌細胞因子的影響不明顯[12]。Sanders等研究[13]認(rèn)為其分子機制可能與Th1細胞表達β2腎上腺素能受體有關(guān)。另有研究報道，Th1細胞在IL-6環(huán)境中可向能分泌IL-17的Th17細胞分化[14]。另外，Woiciechowsky等[15]通過動物實驗證實交感神經(jīng)激活可以使得外周血抗炎因子IL-10水平增加，同時證實使用普萘洛爾阻斷交感神經(jīng)傳導(dǎo)不但可以抑制IL-10的增加，而且可使內(nèi)毒素誘導(dǎo)IL-10增加的能力受到損害。本研究結(jié)果顯示，入院第2天后，經(jīng)普萘洛爾干預(yù)治療患者的血漿CA水平及促炎性反應(yīng)細胞因子IL-6、IL-17水平均比對照組明顯降低，IL-10卻明顯升高，且CA水平與IL-6、IL-17水平呈明顯負(fù)相關(guān)，與IL-10水平呈正相關(guān)，從而證實了CA對促炎性反應(yīng)細胞因子具有抑制作用及對抗炎細胞因子具有促進作用，進一步驗證了交感神經(jīng)活性增強、CA水平升高在SIDS及卒中相關(guān)感染中的促進作用，也為通過普萘洛爾抑制交感神經(jīng)活性減少卒中相關(guān)感染發(fā)生率提供理論依據(jù)。

本研究初步表明，運用β-受體阻滯劑普萘洛爾對急性腦卒中患者進行干預(yù)治療，可減少血漿CA及抑炎因子水平，增加促炎因子水平，從而改善SIDS，降低卒中后感染的發(fā)生率及發(fā)病早期的死亡率，為臨床急性腦卒中后感染的防治和改善卒中預(yù)后提供了理論依據(jù)，具有重要的臨床價值。但本研究樣本數(shù)較少，β-受體阻滯劑普萘洛爾對急性腦卒中后感染的確切影響尚需要多中心大樣本的臨床研究以進一步驗證。

[1]Vargas M, Horcajada JP, Obach V, et al. Clinical consequences of infection in patients with acute stroke: Is it prime time for further antibiotic trials? [J]. Stroke, 2006, 37(2):461-465.

[2]Bae HJ, Yoon DS, Lee J, et al. In-hospital medical complications and long-term mortality after ischemic stroke [J]. Stroke, 2005, 36(11):2441-2445.

[3]Klehmet J, Harms H, Richter M, et al. Stroke-induced immunodepression and post-stroke infections: lessons from the preventive antibacterial therapy in stroke trial [J]. Neuroscience, 2009, 158(3):1184-1193.

[4]Dirnagl U, Klehmet J, Braun JS, et al. Stroke-induced immunodepression: experimental evidence and clinical relevance [J]. Stroke, 2007, 38(2 Suppl):770-773.

[5]Prass K, Meisel C, Hoflich C, et al. Stroke induced immunodeficiency promotes spontaneous bacterial infections and is mediated by sympathetic activation reversal by poststroke T helper cell type 1-like immunostimulation [J]. J Exp Med, 2003, 198(5):725-736.

[6]朱奕昕，張志珺．卒中后感染的交感神經(jīng)機制[J]. 中華腦血管病雜志(電子版)，2009,3(6):288-292.

[7]Vogelgesang A, Grunwald U, Langner S, et al. Analysis of lymphocyte subsets in patients with stroke and their influence on infection after stroke [J]. Stroke, 2008, 39(1):237-241.

[8]Meisel C, Schwab JM, Prass K, et al. Central nervous system injury-induced immune deficiency syndrome [J]. Nat Rev Neurosci, 2005, 6(10):775-786.

[9]Shoup JP, Winkler J, Czap A, et al. β-Blockers associated with no class-specific survival benefit in acute intracerebral hemorrhage [J]. J Neurol Sci, 2014, 336(1-2):127-131.

[10]Denes A, McColl BW, Leow-Dyke SF, et al. Experimental stroke-induced changes in the bone marrow reveal complex regulation of leukocyte responses [J]. J Cereb Blood Flow Metab, 2011, 31(4):1036-1050.

[11]Prass K, Braun JS, Dirnagl U, et al. Stroke propagates bacterial aspiration to pneumonia in a model of cerebral ischemia [J]. Stroke, 2006, 37(10):2607-2612.

[12]Borger P, Hoekstra Y, Esselink MT, et al. β-adrenoceptor mediated inhibition of IFN-γ, IL-3, and GM-CSF mRNA accumulation in activated human T lymphocytes is solely mediated by the β2-adrenoceptor subtype [J]. Am J Respir Cell Mol Biol, 1998, 19(3):400-407.

[13]Sanders VM, Baker RA, Ramer-Quinn DS, et al. Differential expression of the β2-adrehergic receptor by Th1 and Th2 clones: implications for cytokine production and B cell help [J]. J Immunol, 1997, 158(9):4200-4210.

[14]Cosmi L, Maggi L, Santarlasci V, et al. T helper cells plasticity in inflammation [J]. Cytometry A, 2014, 85(1):36-42.

[15]Woiciechowsky C, Asadullah K, Nestler D, et al. Sympathetic activation triggers systemic interleukin-10 release in immunodepression induced by brain injury [J]. Nat Med, 1998, 4(7):808-813.

(本文編輯：時秋寬)

Impact of β-blockers on infection occurrence after acute stroke

CHENLina,SHENDingguo*,JIAYi,LIUJianjun,FANTong.

*Department of Neurology, Xi’an Gaoxin Hospital,Xi’an Shaanxi 710075, China

SHENDingguo,Email:dream820130@163.com

ObjectiveToinvestigatetheimpactofβ-blockerstreatmentoninfectionoccurrenceafteracutestroke.MethodsSixtyconsecutivepatientsadmittedtoourhospitalfromOct. 2011toJan. 2014wereincludedandwererandomizedintotwogroups(bothwith30patients):β-blockertreatmentgroupandcontrolgroupinwhichpatientsweretreatedassameastheformergroupexceptforβ-blocker.Comparisonanalysiswasperformedbetweenthetwogroupstocomparerateofinfectionafteracutestrokeandtheplasmalevelsofcatecholamineandcytokinestestedbyenzymelinkedimmunosorbentassay(ELISA)atadmission(d0)and2 (d2), 3 (d3), 5 (d5), 7 (d7)and14 (d14)daysaftertheadmission.Correlationanalysiswasalsoperformedbetweencatecholamineandcytokines.ResultsInfectionrateintheβ-blockertreatmentgroupwassignificantlylowerthanthatinthecontrolgroup[8 (26.7%) vs. 14 (46.7%), P<0.05],butthedifferenceintimeofinfectionoccurrencebetweentwogroupswasnotsignificant(P>0.05).Theconcentrationsofplasmacatecholamineinpatientswithβ-blockertreatmentwerelowerthanthatofpatientsinthecontrolgroupond2,d3,d5,d7andd14 (P<0.05),whilethelevelsofIL-6werehigherinpatientswithβ-blockertreatmentond3,d5andd7 (P<0.05),withIL-17beinghigherond3-d14 (P<0.05).BoththelevelsofIL-6andIL-17werenegativelycorrelatedwithconcentrationsofcatecholamine(P<0.05).LevelsofIL-10weresignificantlydecreasedinpatientswithβ-blockertreatmentthanincontrols(P<0.05)andwerepositivelycorrelatedwithconcentrationsofcatecholamineond2,d3,d5,d7andd14 (P<0.05).ConclusionsInpatientswithacutestroke,interventionwithβ-blockerimprovesstroke-inducedimmunodepressionsyndrome(SIDS)andreducesriskofpoststrokeinfectionbyreducingexpressionofplasmacatecholamineandanti-inflammatorycytokines,andenhancingtheconcentrationofpro-inflammatorycytokineIL-6andIL-17.Theobservedeffectwarrantedevaluationofβ-blockersinlargerstroketrials.

stroke；infection；immunodepression；sympathetic；β-blocker

10.3969/j.issn.1006-2963.2015.01.012

國家臨床重點?？平ㄔO(shè)項目經(jīng)費資助項目(201105)

710075西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院(陳麗娜)；710075西安高新醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科(沈定國、賈頤、劉建軍、樊同)

沈定國，Email：dream820130@163.com

R743.3

A

1006-2963 (2015)01-0049-05

2014-02-20)