论文摘要
急性一氧化碳（carbon monoxide ,CO）中毒的病人经过及时治疗,多数可以痊愈,但大约有10%～30%的病人于急性中毒恢复后,经过一段时间的“假愈期”（数日或数周）,可再次出现以痴呆、精神症状和锥体外系症状为主的神经系统疾病,称为CO中毒迟发性脑病（delayed neuropsychologic sequelae ,DNS）[1]。临床上,DNS是急性CO中毒最严重的后遗症,患者常遗留有认知及记忆障碍、锥体外系损害等疾病状态,严重影响其生存质量,给社会和家庭带来巨大负担,且目前尚没有有效的治疗方法。所以,对DNS的病理改变、发病机制、以及急性CO中毒后如何预防DNS发生,成为目前临床上需要迫切解决的问题。由于CO中毒后到DNS发生前有一个明显的假愈期,多数病人无明显症状,因此推测,在此期间脑内可能发生了迟发性的病理改变,诱导了脑内的免疫学损伤。血-脑屏障（blood brain barrier,BBB）的存在,使得脑组织与血液系统隔绝,成为部分免疫特免区,正常情况下不应该存在血液系统的免疫细胞和免疫因子等。血管细胞间粘附分子-1（vascular cell adhesion molecule-l ,VCAM-1）可以与血液系统中的T淋巴细胞和单核巨噬细胞结合,促使其活化和跃迁,进入组织。CD4+T淋巴细胞主要参与细胞免疫和迟发型超敏反应（delayed type hypersensitivity, DTH）,通过释放细胞因子间接损伤带有抗原的靶细胞,导致细胞的变性和破坏。干扰素-γ（interferon-γ,IFN-γ）是CD4+T淋巴细胞在免疫应答效应阶段释放的主要淋巴因子,具有激活抗原提呈过程,增强吞噬细胞杀菌能力,诱导血管内皮细胞活化表达黏附分子的作用。因此,VCAM-1的表达和活化是脑组织内发生细胞免疫反应的前提,CD4+T淋巴细胞是介导迟发型超敏反应的主体,IFN-γ是细胞免疫应答的直接效应因子。为了验证DNS大鼠脑内有无免疫反应发生,本实验拟建立急性CO中毒DNS大鼠模型,利用免疫组织化学染色方法,检测脑组织内有无VCAM-1、IFN-γ的表达和CD4+T淋巴细胞的浸润,揭示其表达和浸润的时间规律和分布特征,并且进行高压氧（hyperbaric oxygen,HBO）治疗,观察上述指标的变化。另外利用HE染色方法,观察模型大鼠脑神经元形态学变化,揭示DNS的病理学特征。本研究的主要结果如下:1.急性CO中毒DNS模型大鼠脑神经元形态学变化特征急性CO中毒后,大鼠大脑皮层及海马区的神经细胞发生不同程度的变性坏死。主要表现为神经元胞体皱缩,细胞周围出现空隙,胞浆呈强烈嗜伊红,核仁深染偏位,甚至发生核固缩,胞质与胞核凝结在一起,界限不清。血管周围及细胞周围间隙扩大,周围纤维组织疏松。胶质细胞大量增生,环绕于变性坏死神经细胞周围。脑组织血管腔内可见有形核细胞附壁。皮质损伤以顶叶及颞叶最为严重。海马锥体细胞层变薄,细胞稀疏,细胞层两侧锥体细胞消失,中间锥体细胞萎缩变性,CA1区和CA4区损伤最重。上述变化尤以染毒后7 d组最为明显,处于损伤高峰,其变性坏死的神经细胞数量与其它各染毒组相比均有统计学差别（P <0.01）。高压氧治疗组与相应时间点的染毒组相比,神经细胞变性坏死程度明显减轻,数量明显减少,有统计学差别（P <0.05）。2.VCAM-1、IFN-γ、CD4+T淋巴细胞表达、浸润的时间规律和分布特征（1）VCAM-1主要由大脑皮层的微血管内皮细胞和变性坏死的神经细胞表达。表达高峰为染毒后1天,与其它染毒各组相比有统计学差异（P <0.01）。高压氧治疗后表达减少,与相应时间点的染毒组相比有统计学差异（P <0.05）。（2）CD4+T淋巴细胞从染毒后1天开始浸润,至染毒后7天浸润数量达高峰,与其它染毒各组相比有统计学差异（P <0.01）。浸润的CD4+T淋巴细胞主要分布在顶叶皮层及海马区的血管周围,呈深棕色圆形、椭圆形、三角形等不同形状,直径几个微米至十几个微米。高压氧治疗后浸润数量减少,与相应时间点的染毒组相比有统计学差异（P <0.05）。（3）IFN-γ主要由神经细胞表达,部分胶质细胞也有表达。表达高峰为染毒后3天,与其它各染毒组相比有统计学差异（P <0.01）。阳性细胞弥漫于整个大脑皮层及海马,呈深棕色三角形、多角形及不规则形状,经苏木精衬染发现IFN-γ表达区域多为神经细胞变性坏死区域。高压氧治疗后表达数量减少,与相应时间点的染毒组相比有统计学差异（P <0.05）。上述实验结果表明:急性CO中毒后由于缺氧造成大脑皮层及海马区部分神经细胞发生变性坏死,与脑组织内的微血管内皮细胞一起大量表达VCAM-1,诱导血液系统中的CD4+T淋巴细胞通过BBB,大量浸润至脑组织,分泌效应淋巴因子IFN-γ,介导细胞免疫和迟发型超敏反应的发生,进一步加重皮层及海马区神经细胞的损伤。同时,中毒后诱发神经细胞和胶质细胞大量表达IFN-γ,促进小胶质细胞表达主要组织相容性抗原复合体-Ⅱ（major histocompati-bility complex-Ⅱ,MHC-Ⅱ）增加,进一步活化CD4+T淋巴细胞,促进脑内免疫反应持续进行。高压氧治疗可以减少VCAM-1、IFN-γ的表达和CD4+T淋巴细胞的浸润,减轻免疫反应对脑组织的损伤。总之,本研究初步证实,免疫反应参与了急性CO中毒DNS的发生,高压氧治疗通过限制免疫反应的发生减轻脑损伤,预防DNS。
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