观察左卡尼汀对肠道病毒71型(EV71)感染后手足口病(HFMD)的神经保护作用,并初步探讨其可能机制。
选取2015年3月至2016年7月在郑州大学附属儿童医院治疗的EV71感染后HFMD且血S100蛋白及神经元特异性烯醇化酶(NSE)异常的患儿132例,采用随机数字分组法分为常规组和左卡尼汀组,常规组(66例,男32例,女34例,中位年龄2岁2个月)予抗病毒等对症治疗,左卡尼汀组(66例,男36例,女30例,中位年龄2岁5个月)在常规组治疗基础上予左卡尼汀治疗。选择同期在郑州大学附属儿童医院体检的健康儿童40例作为健康对照组。比较健康对照组和HFMD患儿血清中S100、NSE、可溶性凋亡相关因子(sFas)和可溶性凋亡相关因子配体(sFasL)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)水平,2组HFMD患儿治疗前后脑脊液和血清中上述指标水平,发热持续时间、治疗第3天白细胞计数、神经系统症状缓解时间、病情进展时间、危重型转化率等疗效相关指标,sFas、sFasL、MDA、SOD与S100和NSE相关性分析。
1.HFMD组患儿血清中S100[(0.38±0.16) μg/L比(0.06±0.23) μg/L]、NSE[(43.70±8.80) μg/L比(10.10±3.60) μg/L]、sFas[(6.61±1.86) μg/L比(3.88±1.22) μg/L]、sFasL[(101.40±20.7) μg/L比(54.4±13.3) μg/L]、MDA[(11.98±2.54) nmol/L比(4.08±1.45) nmol/L]水平较健康对照组显著增高,差异均有统计学意义(t=-12.245、-22.895、-8.273、-12.803、-17.960,均P<0.05);SOD[(57.10±10.40) kU/L比(70.3±14.4) kU/L]水平明显降低,差异有统计学意义(t=5.457,P<0.05)。2.2组HFMD患儿随治疗时间延长脑脊液S100、NSE和血清中S100、NSE、sFas、sFasL、MDA整体下降,SOD水平升高;治疗后第3天和第7天左卡尼汀组患儿脑脊液S100(t3=3.491,t7=14.434)、NSE(t3=2.920,t7=23.490)、血清S100(t3=5.277,t7=3.614)、NSE(t3=4.652,t7=10.525)、sFas(t3=6.399,t7=7.514)、sFasL(t3=11.155,t7=8.804)、MDA(t3=6.348,t7=7.499)均显著低于常规组(均P<0.05),SOD(t3=3.162,t7=-3.529)显著高于常规组(均P<0.05)。3.左卡尼汀组患儿神经系统症状缓解时间显著短于常规组[(1.23±0.65) d比(1.84±0.47) d],治疗第3天白细胞计数[(9.14±2.93)×109/L比(7.12±2.58)×109/L]、病情进展时间[(29.74±7.85) h比(17.36±8.73) h]均显著优于常规组(t=-6.178、4.204、8.567,均P<0.05)。左卡尼汀组和常规组患儿危重型转化率分别为7.58%和18.18%,危重型转化率比较差异无统计学意义(χ2=2.316,P>0.05)。4.HFMD患儿S100与sFas、sFasL、MDA呈正相关(r=0.373、0.735、0.334,均P<0.05),NSE与sFas、sFasL均呈正相关(r=0.479、0.601,均P<0.05),SOD与S100和NSE均呈负相关(r=-0.425、-0.460,均P<0.05)。
左卡尼汀治疗儿童EV71感染重症手足口病疗效较好,可有效保护脑神经,其机制可能与清除氧自由基和阻断神经细胞凋亡有关。
版权归中华医学会所有。
未经授权,不得转载、摘编本刊文章,不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明,本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
手足口病(HFMD)是我国儿童常见的急性传染病,主要通过密切接触或消化道传播,人群普遍容易感染,一般以6个月~5岁的婴幼儿为主,其中又以3岁以下年龄组发病率较高。近年研究表明,在我国流行且引起重症及死亡的绝大多数HFMD患儿均为肠道病毒71型(EV71)C4亚型感染所致,且其引起的中枢神经系统受累最为凶险,其病情发展迅速,具有较高的病死率和致残率[1,2,3,4,5]。左卡尼汀作为细胞代谢供给能量类药物,近年来动物模型和体内实验研究发现,其在脑损伤方面具有保护作用[6],国外已将左卡尼汀应用于神经系统变性疾病的治疗中,并取得明显疗效,但对于左卡尼汀在HFMD神经保护方面未见有文献报道。本研究采用左卡尼汀辅助治疗伴神经损伤的EV71感染重症HFMD,观察治疗前后血S100蛋白、神经元特异性烯醇化酶(NSE)、可溶性凋亡相关因子(sFas)和可溶性凋亡相关因子配体(sFasL)、丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)及脑脊液中S100和NSE水平变化,并探讨其神经保护作用机制。
选取2015年3月至2016年7月在郑州大学附属儿童医院治疗的EV71型感染后HFMD患儿为研究对象,根据入组标准及排除标准,共收集EV71抗体IgM阳性患儿132例。其中男68例,女64例;年龄8个月~4岁6个月,中位年龄2岁4个月。EV71型感染后重症HFMD患儿随机数字分组法分为2组,每组66例。常规组予HFMD常规治疗,左卡尼汀组在常规组基础上予左卡尼汀治疗。常规组中男32例,女34例;年龄8个月~4岁3个月,中位年龄2岁2个月。左卡尼汀组中男36例,女30例;年龄9个月~4岁6个月,中位年龄2岁5个月。招募同期在郑州大学附属儿童医院保健科体检健康儿童40例作为健康对照组。其中男23例,女17例;年龄10个月~4岁10个月,中位年龄2岁6个月。3组患儿在性别比例和年龄方面比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。
患儿均符合《手足口病诊疗指南(2010年版)》诊断标准[7]。普通HFMD诊断标准:急性起病,发热伴口腔疱疹、手、足和臀部出现斑丘疹或疱疹等。重症HFMD诊断标准:在普通HFMD基础上,伴神经系统受累表现,如精神差、嗜睡、易惊、谵妄;头痛、呕吐;肢体抖动,肌阵挛、眼球震颤、共济失调、眼球运动障碍;无力或急性弛缓性麻痹;惊厥。体征可见脑膜刺激征,腱反射减弱或消失。入组标准:符合重症HFMD患儿,肛拭子反转录-聚合酶链反应(RT-PCR)检测EV71阳性,且S100及NSE异常:S100>0.105 μg/L,NSE>16.3 μg/L。排除标准:(1)危重型病例,出现下列情况之一者:频繁抽搐、昏迷、脑疝;呼吸困难、发绀、血性泡沫痰、肺部啰音等;休克等循环功能不全表现[8]。(2)合并其他严重疾病(结核、麻疹、水痘等传染病、先天性心脏病、血液病、肺炎、肾病、精神病等)。(3)由外院转入、用药史不详的患儿。(4)研究者认为不宜参加本试验。患儿监护人知情同意,且签署知情同意书,本研究通过医院医学伦理委员会批准(批准文号:2019-K-001)。
常规组予退热、抗病毒等支持对症治疗,左卡尼汀组在常规组对症治疗基础上予左卡尼汀治疗。左卡尼汀组予左卡尼汀注射液(东北制药厂,国药准字:H20113215,规格:5 mL︰1 g/支)每日0.1 g/kg,静脉用,每日1次。常规组和左卡尼汀组患儿均固定专人采集脑脊液和外周静脉血4~5 mL,分别在治疗前1 d、治疗第3天和第7天抽取脑脊液进行S100、NSE和血进行S100、NSE、sFas、sFasL、MDA、SOD检验。NSE、S100、sFas和sFasL标本检测采用酶联免疫吸附试验双抗体夹心法(ELISA)(试剂盒购自上海森雄科技公司),硫代巴比妥酸法(TBA法)测定血清MDA,比色法测定SOD变化(试剂盒购自南京建成生物工程研究所)。由专业人员严格按照说明书操作。
比较健康对照组儿童与治疗前HFMD患儿脑损伤指标、细胞凋亡因子、氧化指标水平,常规组与左卡尼汀组患儿治疗前后上述指标水平,疗效相关指标以及氧化、细胞凋亡因子与脑损伤指标相关性分析。脑损伤指标包括S100、NSE,细胞凋亡因子有sFas、sFasL,氧化指标包括MDA、SOD。
疗效相关指标包括发热持续时间(患儿出现发热至体温恢复正常时间)、治疗第3天白细胞计数、神经系统症状缓解时间(患儿神经系统受累症状出现至消失时间)、病情进展时间(接受治疗至病情变化为下一期时间)、危重型转化率(治疗后病情进展至危重型患儿人数/患儿总人数×100%)。
所有数据应用SPSS 22.0进行统计分析,正态性及方差齐性检验后,计量资料用±s表示,组间差异性比较采用t检验;计数资料采用%表示,组间差异比较采用χ2检验,相关性分析采用Spearman相关性分析法。P<0.05为差异有统计学意义。
与健康对照组比较,HFMD组患儿S100、NSE、sFas、sFasL、MDA水平显著增高(t=-12.245、22.895、8.273、12.803,均P<0.05),SOD水平明显降低(t=17.96,P<0.05),见表1。
组别 | 例数 | S100(μg/L) | NSE(μg/L) | sFas(μg/L) | sFasL(μg/L) | MDA(nmol/L) | SOD(kU/L) |
---|---|---|---|---|---|---|---|
健康对照组 | 40 | 0.06±0.23 | 10.10±3.60 | 3.88±1.22 | 54.40±13.30 | 4.08±1.45 | 70.30±14.40 |
HFMD组 | 132 | 0.38±0.16 | 43.70±8.80 | 6.61±1.86 | 101.40±20.7 | 11.98±2.54 | 57.10±10.40 |
t值 | -12.245 | -22.895 | -8.273 | -12.803 | 17.960 | 5.457 | |
P值 | 0.000 | 0.000 | 0.001 | 0.001 | 0.000 | 0.005 |
注:HFMD:手足口病;NSE:神经元特异性烯醇化酶;sFas:可溶性凋亡相关因子;sFasL:可溶性凋亡相关因子配体;MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶 HFMD:hand,foot and mouth disease;NSE:neuronspecific enolase;sFas:soluble apoptosis related factor;sFasL:soluble apoptosis related factor ligands;MDA:malondialdehyde;SOD:superoxide dismutase
2组患儿治疗后与治疗前比较,治疗后第3天和第7天左卡尼汀组患儿脑脊液S100(t3=3.491,t7=14.434)、NSE(t3=2.920,t7=23.490)、血清S100(t3=5.277,t7=3.614)、NSE(t3=4.652,t7=10.525)、sFas(t3=6.399,t7=7.514)、sFasL(t3=11.155,t7=8.804)、MDA(t3=6.348,t7=7.499)均显著低于常规组(P<0.05),SOD显著高于常规组(t3=3.162、t7=-3.529,均P<0.05),见表2。
组别 | 例数 | 时间 | 脑脊液S100(μg/L) | 脑脊液NSE(μg/L) | 血清S100(μg/L) | 血清NSE(μg/L) | sFas(μg/L) | sFasL(μg/L) | MDA(nmol/L) | SOD(kU/L) |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
常规组 | 66 | 治疗前 | 0.53±0.24 | 41.50±9.99 | 0.38±0.17 | 44.15±9.02 | 6.80±1.91 | 102.34±21.42 | 12.33±2.70 | 58.67±11.68 |
治疗第3天 | 0.38±0.18a | 26.99±4.90a | 0.45±0.14a | 35.63±9.64a | 6.91±1.40 | 99.77±8.98 | 10.35±1.65a | 73.92±6.98a | ||
治疗第7天 | 0.15±0.05ab | 14.11±2.26ab | 0.18±0.10ab | 16.65±2.88ab | 5.49±1.14ab | 79.94±12.87ab | 6.61±1.57ab | 81.35±15.73ab | ||
左卡尼汀组 | 66 | 治疗前 | 0.53±0.23 | 43.15±9.27 | 0.38±0.17 | 43.89±9.00 | 6.66±1.90 | 101.86±21.15 | 12.04±2.59 | 56.50±12.22 |
治疗第3天 | 0.26±0.18ac | 24.14±6.17ac | 0.32±0.14ac | 28.32±8.36ac | 5.41±1.28ac | 77.95±12.11ac | 8.51±1.68ac | 70.68±13.58a | ||
治疗第7天 | 0.12±0.09abc | 6.61±1.24abc | 0.13±0.07abc | 8.30±2.64abc | 3.98±1.17abc | 60.02±13.12abc | 4.61±1.47abc | 84.82±19.03ab | ||
F组间值 | 24.823 | 13.006 | 774.550 | 2206.243 | 2172.192 | 4403.741 | 2897.298 | 3949.795 | ||
P值 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | ||
F时间值 | 140.974 | 1050.260 | 850.881 | 2448.550 | 842.471 | 1014.466 | 3298.291 | 732.933 | ||
P值 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | ||
F交互值 | 32.646 | 21.508 | 50.711 | 46.833 | 123.844 | 138.816 | 68.283 | 14.495 | ||
P值 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 | <0.05 |
注:HFMD:手足口病;NSE:神经元特异性烯醇化酶;sFas:可溶性凋亡相关因子;sFasL:可溶性凋亡相关因子配体;MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶;与同组治疗前比较,aP<0.05;与同组治疗后3天比较,bP<0.05;与相同时间点常规组比较,cP<0.05; HFMD:hand,foot and mouth disease;NSE:neuronspecific enolase;sFas:soluble apoptosis related factor;sFasL:soluble apoptosis related factor ligands;MDA:malondialdehyde;SOD:superoxide dismutase;compared with before treatment in the same group ,aP<0.05;compared with after treatment in the same group ,bP<0.05;compared with the routine group at the same time point,cP<0.05
左卡尼汀组患儿神经系统症状缓解时间均短于常规组,治疗第3天WBC计数、病情进展时间均显著优于常规组(t=-6.178、4.204、8.567,均P<0.05)。左卡尼汀组和常规组患儿危重型转化率分别为7.58%和18.18%,危重型转化率比较差异无统计学意义(χ2=2.316,P>0.05),见表3。
组别 | 例数 | 发热持续时间(d,±s) | 治疗第3天白细胞计数(×109/L,±s) | 神经系统症状缓解时间(d,±s) | 病情进展时间(h,±s) | 危重型转化率[例(%)] |
---|---|---|---|---|---|---|
常规组 | 66 | 2.58±1.02a | 7.12±2.58a | 1.84±0.47a | 17.36±8.73a | 12(18.18) |
左卡尼汀组 | 66 | 2.34±1.23 | 9.14±2.93 | 1.23±0.65 | 29.74±7.85 | 6(7.58) |
t/χ2值 | 1.210 | 4.204 | 6.178 | 8.567 | 2.316 | |
P值 | 0.228 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.128 |
注:HFMD:手足口病;与常规组比较,aP<0.05 HFMD:hand,foot and mouth disease;compared with the routine group,aP<0.05
HFMD患儿S100与sFas、sFasL、MDA呈正相关(r=0.373、0.735、0.334,均P<0.05),NSE与sFas、sFasL呈正相关(r=0.479、0.601,均P<0.05),SOD与S100和NSE呈负相关(r=-0.425、-0.460,均P<0.05),见表4。
指标 | S100 | NSE | ||
---|---|---|---|---|
r值 | P值 | r值 | P值 | |
sFas | 0.373 | 0.030 | 0.479 | 0.015 |
sFasL | 0.735 | 0.000 | 0.601 | 0.002 |
MDA | 0.334 | 0.041 | 0.157 | 0.056 |
SOD | -0.425 | 0.017 | -0.460 | 0.016 |
注:HFMD:手足口病;NSE:神经元特异性烯醇化酶;sFas:可溶性凋亡相关因子;sFasL:可溶性凋亡相关因子配体;MDA:丙二醛;SOD:超氧化物歧化酶 HFMD:hand,foot and mouth disease;NSE:neuronspecific enolase;sFas:soluble apoptosis related factor;sFasL:soluble apoptosis related factor ligands;MDA:malondialdehyde;SOD:superoxide dismutase
HFMD是由EV71型、柯萨奇病毒A组和埃可病毒等多种肠道病毒引起的一种急性传染病,多发生于学龄期前儿童,尤其3岁以下发病率最高。主要临床表现为手、足、口腔、臀部等部位出现皮疹或疱疹,重症者可出现神经系统症状。随着重症的早期识别及诊疗技术的提高,该病的抢救成功率较前明显提高,但神经损伤的情况一直是治疗中不容忽视的问题,尤其是EV71感染引起的神经损伤。
S100是脑内一种酸性、能与钙结合的特异性蛋白,由脑内活化的胶质细胞分泌,主要存在于中枢神经系统的星形胶质细胞和外周神经系统的施万细胞、朗格汉斯细胞内。生理情况下,S100对神经起到营养作用;病理情况下,高浓度S100则对神经具有损伤作用;NSE是生物体内的糖酵解代谢酶,主要存在于神经元和神经内分泌细胞中,在脑组织受损时,神经元细胞膜通透性增加,此时NSE透过细胞膜进入细胞间隙进而到达脑脊液或通过血脑脊液屏障进入外周血,因此,脑脊液或外周血NSE水平也可反映神经元受损程度。有研究表明,S100和NSE水平能反映脑损伤程度并与预后密切相关[9,10,11,12,13]。本研究提示,与健康对照组比较,HFMD组患儿血S100、NSE指标水平显著增高(P<0.05),与海元平等[14]及黄月艳等[15]的研究一致,也说明血清NSE、S100水平与重症HFMD患儿神经系统损害程度存在密切相关性,对重症HFMD患儿的血清NSE、S100水平进行检测,可反映神经系统损害的严重程度。
左卡尼汀,又名左旋肉碱,化学名为L-3-羟4三甲氨基丁酸,为存在于机体组织内的一种特殊氨基酸,是长链脂肪酸进入线粒体进行B氧化的必需物质,约75%的左卡尼汀来自食物,其余25%由人体自身合成,其生物学功能为转运长链脂肪酰辅酶A穿透线粒体内膜进入基质内通过β氧化进入三羧酸循环,产生能量。很多研究提示,左卡尼汀对脑损伤有保护作用,然而关于左卡尼汀在EV71感染重症HFMD方面的临床研究未见[16,17,18]。本研究2组患儿接受治疗后随治疗时间延长S100、NSE水平逐渐下降,且对应时间左卡尼汀组患儿S100、NSE水平下降更显著,提示左卡尼汀对EV71感染重症HFMD患儿神经损伤有保护作用。
细胞凋亡因子sFas与配体sFasL结合传递细胞死亡信号,诱导细胞凋亡。sFas和配体sFasL表达的增加,可促进细胞凋亡。本研究健康对照组和重症HFMD组sFas和配体sFasL的表达差异有统计学意义,与刘文娟等[19]的研究EV71感染后累及神经细胞,通过激活凋亡途径诱导神经细胞凋亡损伤脑神经引起脑损伤一致。本研究中左卡尼汀组患儿随着治疗好转患儿sFas、sFasL水平均显著下降(均P<0.05),而常规组在治疗前期sFas、sFasL变化不显著,随着治疗好转后,sFas、sFasL才有显著改善,提示EV71感染重症HFMD患儿接受对症治疗可缓解EV71对神经损伤作用。相关性研究显示,患儿脑损伤越严重,sFas、sFasL水平越高,表明EV71所致HFMD患儿脑损伤越严重,神经损伤越大。同时治疗后左卡尼汀组患儿sFas、sFasL均显著低于常规组,显示左卡尼汀对神经保护作用机制可能为通过阻断凋亡途径抑制神经细胞凋亡而保护脑神经。
有研究表明,中枢神经系统的损伤与氧化应激损伤有关[20,21]。氧化应激导致神经细胞损伤主要与活性氧(ROS)等自由基生成增多有关。MDA是ROS攻击细胞膜多价不饱和脂肪酸产生的脂质过氧化终产物,可反映脂质过氧化程度,也可间接反映活性氧的生成及组织细胞损伤程度。SOD是氧自由基的天然清除剂,是机体对抗ROS损伤的主要防御酶。本研究观察到与健康对照组比较,HFMD组患儿MDA水平显著增高(P<0.05),SOD水平明显降低(P<0.05),提示HFMD组患儿SOD的活力明显下降,脂质过氧化物MDA增多,说明氧自由基大量增多,加剧了神经细胞的损伤。2组HFMD组患儿治疗后SOD的活力上升,MDA减少,左卡尼汀组患儿MDA和SOD改善优于常规组(P<0.05),结果显示经左卡尼汀治疗后患儿体内脂质过氧化程度减弱,组织损伤修复,机体抗ROS损伤能力增强[22,23]。而相关性研究显示,患儿MDA和SOD水平变化与脑损伤有一定关系,提示EV71感染重症HFMD患儿脑损伤可能与机体氧化水平失衡有关。
HFMD患儿体温居高不下,白细胞计数升高及神经受累为其重症早期重要临床症状,同时也是影响患儿康复重要危险因素。本研究选取3项指标及病情进展时间和危重型转化率作为疗效评价指标。结果显示,2组患儿发热持续时间差异不显著(P>0.05),左卡尼汀组患儿治疗第3天白细胞计数、神经系统症状缓解时间、病情进展时间等指标均明显优于常规组(P<0.05),表明左卡尼汀组患儿治疗后相关临床症状改善优于常规组,其原因可能为左卡尼汀缓解了EV71侵入患儿脑干引起脑损伤,升高交感神经兴奋性得以改善,儿茶酚胺物质释放被抑制,受损免疫功能得到恢复,患儿相关症状改善[24]。左卡尼汀组危重型转化率(7.58%)显著低于常规组患儿(18.18%)(P>0.05),显示出左卡尼汀对于EV71危重HFMA患儿脑受损保护可以降低危重型转化率,显著提高患儿疗效。
总之,EV71感染后HFMD患儿应用左卡尼汀可以显著改善患儿临床症状,降低危重型转化率,保护受损脑神经,其神经保护作用可能与抑制神经细胞凋亡、抑制炎性反应,清除自由基、抗氧化对脑细胞氧自由基损伤有关,而详细作用机制有待进一步研究。
利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突