开颅去骨瓣减压治疗恶性大脑中动脉梗死的实验研究

摘要

研究背景 大脑中动脉(middlecerebralartery,MCA)是颈内动脉(internalcarotidartery,ICA)终末支，与大脑前动脉(anteriorcerebralartery,ACA)、大脑后动脉(posteriorcerebralartery,PCA)和脑膜动脉间存在广泛的侧支循环联系。MCA起始部或ICA远端闭塞，如果短期内未能建立有效的侧支循环代偿，则会引起MCA供血区的完全性缺血，造成大脑半球大面积脑梗死。这一类型脑梗死患者病情进展迅速，起病后2-5天即达高峰，出现严重颅内高压症状，起病后5-7天的病死率接近80％，幸存患者多数后遗严重的神经功能缺损。因其病情凶险，预后差，临床上被称为“恶性大脑中动脉梗死”(malignantmiddlecerebralarteryinfarction，mMCAI)。 严重的脑水肿和颅内高压是mMCAI治疗中的难点。内科保守治疗如高渗药物、过度通气、大剂量巴比妥类药物、亚低温等均无显著疗效。溶栓治疗可通过使患者血管再通而改善病情，但治疗有效时间窗仅为起病后3-6小时，且有继发性出血、再灌注损伤、血管再通诱发脑水肿加重等并发症，临床应用受限。开颅去骨瓣减压术开放颅腔，持续降低患者颅内压并缓解脑水肿对周边组织的压迫效应。临床和实验研究都证实开颅手术治疗mMCAI有效。但手术治疗的应用仍存在众多争论，手术时机问题是其中之一。以往观点认为开颅手术只是作为抢救患者生命的最终手段，只有在mMCAI患者出现危及生命的脑疝，积极内科治疗无效的情况下才应考虑选择手术治疗。近年来mMCAI的早期诊断率提高，使mMCAI患者在起病早期即接受手术治疗成为可能，而且有临床观察提示，在起病后早期、颅内高压症状不严重的情况下接受手术治疗的患者，手术疗效优于起病后较晚期、颅内高压症状严重的患者。几项动物实验研究也支持这一观点。但临床研究受到病例数、病例选择等方面的影响，实验研究则因对手术疗效的评估时间过短，其结果受到卒中后脑水肿的影响。开颅手术中应去除何种尺径的骨瓣目前也没有统一标准。有研究发现开颅手术中去除骨瓣的尺径过小会影响手术疗效。目前尚未见比较术中去除不同大小骨瓣疗效的实验研究报道。术后患者的神经功能康复也是备受关注的问题之一。临床和实验研究都证实早期手术治疗的患者术后神经功能康复也较好。卒中后的神经功能康复，早期与脑水肿消退有关，后期则与梗塞灶周边组织的神经可塑性密切相关。目前尚无研究报告早期去骨瓣减压后神经功能恢复较好是否与神经可塑性改善有关。 研究目的 1、观察比较大鼠实验性MCAO后不同时点开颅去骨瓣减压的病死率、术后神经功能评分和梗塞灶体积，评估MCAO后不同时间点手术的疗效。 2、观察比较术中去除不同大小骨瓣的病死率、术后神经功能评分和梗塞灶体积，评估术中去除不同大小骨瓣的疗效。 3、测定比较不同时点开颅去骨瓣减压后梗塞灶周边脑组织内神经可塑性蛋白MAP2和SYN的表达量，探讨神经可塑性是否与不同时间点手术后神经功能康复的差异相关。 研究方法 血压＞180mmHg，无自发性卒中症状的易卒中型肾血管性高血压大鼠(strokepronerenovascularhypertensiverats,RHRSP)248只，线拴法复制左侧MCA梗塞(middlecerebralarteryocclusion，MCAO)模型。MCAO模型复制成功后，248只大鼠随机分为5组：假手术对照组、1小时手术组、4小时手术组、12小时手术组和24小时手术组。假手术对照组大鼠40只，各手术组大鼠52只，其中26只为大骨瓣亚组，26只为小骨瓣亚组。所有大鼠做左颞侧纵行切口，暴露颅骨。假手术对照组不开颅，直接缝合切口。1、4、12和24小时手术组大鼠分别于MCAO后1、4、12和24小时行开颅去骨瓣减压术，各大骨瓣亚组大鼠术中去除长轴1cm，短轴0.5cm的椭圆形骨瓣，小骨瓣亚组去除直径0.5cm的圆形骨瓣。术后纪录各组大鼠病死率，观察死亡大鼠的开颅相关性出血发生情况。MCAO后第1、2、4、8周为手术疗效观察时间点。MCAO后第1周对所有大鼠进行神经功能评分，评分完成后根据各组剩余存活大鼠的数量，分别于每组中随机选择10-11只大鼠进行病理取材，另随机选择5-6只大鼠进行westernblotting取材，取材时观察有无开颅相关性出血。MCAO后第2、4、8周各组分别随机选择同等数量大鼠进行病理和westemblotting取材，取材前对选出的大鼠进行神经功能评分。病理取材用大鼠4％多聚甲醛心脏灌注，连续冠状石蜡切片，HE染色计算脑梗死体积，免疫组织化学法测定梗塞灶周边组织内的微管相关蛋白2(microtubule-associatedprotein2，MAP2)和突触囊泡蛋白(synaptophysin，SYN)的表达量。Westernblotting取材用大鼠生理盐水心腔灌注，快速断头取脑，组织匀浆，western-blotting定量检测脑梗塞灶周边组织内MAP2和SYN的蛋白表达量。大鼠病死率、神经功能评分、梗塞灶面积、MAP2和SYN表达量等全部数据均使用SPSS11.0进行统计分析，P＜0.05时有统计学意义。 结果 1、各组大鼠死亡均见于MCAO后28-72小时。1、4、12、24小时手术组和假手术对照组的病死率分别为13.5％、13.5％、17.3％、28.8％和52.5％，各手术组与对照组比较均有显著性差异(P＜0.05)。各手术组间差异无显著性意义(P＞0.05)。2、1、4、12小时手术组，MCAO后第1、2、4、8周的神经功能评分均优于假手术对照组；24小时手术组MCAO后第1、2周的神经功能评分与对照组比较无显著性差异(P＞0.05)，第4、8周与对照组比较有显著性差异(P＜0.05)，与其他3个手术组比较则无显著性差异(P＞0.05)。，各手术组的梗塞灶体积于MCAO后第1、2、4、8周均小于假手术对照组(P＜0.05)，其中1、4、12小时手术组梗塞灶体积分别小于24小时手术组(P＜0.05)。 3、1、4小时手术组的大小骨瓣亚组，大鼠病死率、MCAO后1、2、4、8周的神经功能评分和梗塞灶体积均无显著性差异(P＞0.05)。12、24小时手术组的大小骨瓣亚组，大鼠病死率无显著性差异(P＞0.05)，MCAO后第1、2周的神经功能评分和梗塞灶体积大骨瓣亚组优于小骨瓣亚组(P＜0.05)。MCAO后第4、8周两手术组的亚组间神经功能评分比较无显著差异(P＞0.05)，但24小时手术组的两亚组间的梗塞灶体积差异持续至MCAO后第4、8周(P＜0.05)。手术组大鼠中，5.3％(11/208)发生开颅相关性出血，其中大、小骨瓣亚组的发生率分别为1.0％(1/104)和9.6％(10/104)，差异有显著性意义(P＜0.05)。4、MCAO后各手术组大鼠的梗塞灶周边脑组织内的MAP2、SYN的表达量均增高，表达高峰持续至MCAO后第2周，MCAO后第4、8周表达量逐渐下降。1、4、12、24小时手术组MCAO后各周的MAP2、SYN表达量比较均无显著差异(P＞0.05)。 结论 1、MCAO后24小时内不同时间点开颅手术均可降低实验性MCAO大鼠的病死率，表明去骨瓣减压是抢救恶性大脑中动脉梗死的有效办法。与24小时手术组相比，1、4、12小时组的梗塞灶较小、神经功能康复更佳，提示早期手术有更好疗效。 2、去除不同大小骨瓣对1、4小时手术组的疗效无明显影响，12、24小时手术组术中去除小骨瓣对疗效产生不利影响，并且开颅相关性出血的发生率显著增高。 3、本研究未发现早期手术组的神经功能康复较好与MAP2和SYN的表达相关。

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