文摘

确定氧化应激参与急性脑病的发病机制与人类herpesvirus-6 (hhv - 6)感染,我们测量了水平的氧化应激标志物8-hydroxy-2′脱氧鸟苷(8-OHdG)和hexanoyl-lysine加合物(HEL)τ蛋白,细胞因子在脑脊液(CSF)中获得HHV-6-associated急性脑病患者(hhv - 6脑病)和复杂的发热性癫痫与hhv - 6 (hhv - 6复杂FS)。我们还研究了改变CSF-8OHdG和CSF-HEL水平hhv - 6脑病患者治疗前后与药物不良反应、自由基清除剂。CSF-8-OHdG hhv - 6脑病和hhv - 6复杂FS明显高于对照组。相比之下,CSF-HEL水平显示组间无显著差异。hhv - 6脑病总tau蛋白水平明显高于对照组。六hhv - 6感染患者(5脑病和1发热性癫痫)的CSF-8-OHdG水平五个病人药物治疗后下降。我们的研究结果表明,DNA氧化损伤参与了急性脑病与hhv - 6感染有关。

1。介绍

病毒性急性脑病infection-associated /脑炎是一种严重的并发症,神经系统后遗症。急性期的主要症状是受损的意识和抽搐的癫痫持续状态和高烧。几个亚型急性脑病已建立基于临床、放射和实验室研究结果。急性脑病两相的发作和后期减少扩散(AESD)是一种新的亚型,其特征是长期发热性癫痫(FS) 1天,通常持续超过30分钟,作为初始神经症状(1,2]。最初的其次是继发性癫痫发作,常常一群复杂部分发作天4 - 6。磁共振成像(MRI)显示没有严重异常,直到天1或2但显示降低皮层下从第三天开始扩散。Hoshino等人报道,AESD全国性调查中最常见的综合征急性脑病在日本的流行病学和人类herpesvirus-6之前(hhv - 6)是最常见的病原感染AESD [3]。最近的研究证明了三个潜在的主要pathomechanisms病毒性脑病:相关代谢错误,细胞激素风暴,会引起4]。然而,确切的发病机理仍然未知。

氧化应激源于一个失衡生产活性氧(ROS),在较小程度上,活性氮物种(RNS)和细胞和器官的抗氧化能力5]。最近,氧化应激是证实了扮演一个角色在成人神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性脊髓侧索硬化症(6,7]。我们证实了神经元氧化损伤参与child-onset神经退行性疾病,如亚急性硬化性全脑炎(8),着色性干皮病(9],安乐乡综合症[10)、脊髓性肌肉萎缩症(11]。

在目前的研究中,我们测量了水平的氧化应激标志物(8-hydroxy-2′脱氧鸟苷:8-OHdG hexanoyl-lysine加合物:冥界),τ蛋白,细胞因子在脑脊液(CSF)从患者获得HHV-6-associated脑病和复杂的FS与hhv - 6感染有关。

2。患者和方法

2.1。病人

我们分析了CSF获得HHV-6-associated脑病患者急性期的(hhv - 6脑病)和复杂的FS与hhv - 6 (hhv - 6复杂FS)从2008年到2010年期间。hhv - 6感染的实验室诊断是基于特异性聚合酶链反应(PCR)检测或检测的特异抗体。诊断急性脑病或复杂的FS是由主治医生,后来证实了考试clinicoradiological可用信息。所有病例HHV-6-associated脑病诊断是根据临床过程和MRI结果。复杂的FS集团由孩子出现发烧和扣押,但后来被发现是免费的从急性神经损伤临床过程的基础上,实验室数据,和脑成像。另一个16名儿童(15发烧但不是中枢神经系统感染与低血糖和1)也加入作为控制对象。得到父母同意在所有科目按照赫尔辛基宣言和所有协议都是机构伦理委员会批准东京都府残疾人医疗中心。

2.2。样本收集和测量CSF的生物标记

脑脊液样本来自每个病人在疾病和在任何时候立即存放在−80°C,直到他们进行了分析。DNA氧化应激标记,8-hydroxy-2′脱氧鸟苷(8-OHdG)和脂质过氧化标记早期阶段,hexanoyl-lysine加合物(HEL),检查使用商用酶联免疫吸附试验(ELISA)试剂盒(日本老龄化研究所、静冈市、日本)。总τ蛋白决定使用夹心ELISA(英杰公司公司,打击士气,CA)。细胞因子的水平被多路复用评估bead-based免疫测定(BioPlex 200系统)(Bio-Rad实验室,Inc .,大力神,CA)。所有化验进行根据制造商的协议。每个酶联免疫试剂盒的检测极限是0.06 ng / mL (8-OHdG), 2.6 ng / mL (HEL)和15个pg / mL(总τ蛋白)。

2.3。药物治疗

药物不良反应(3-methyl-1-phenyl-2-pyrazolin-5-one)是一种自由基清除的药物,是在日本临床用于治疗急性缺血性中风(12,13]。多项研究表明,药物对脑损伤有预防影响缺血和再灌注后患者的大脑攻击(14,15]。根据这些观察,六hhv - 6感染患者(5脑病患者和1患者复杂FS)收到自由基清除剂药物治疗除了常规治疗急性脑病。协议是一个标准的治疗药物不良反应0.5毫克/公斤每12个小时(1毫克/公斤每天)静脉注射7天。父母同意在所有患者得到治疗。

2.4。统计分析

数据分析GraphPad Prism 5.0版。氧化应激标记的差异、τ蛋白和细胞因子水平在每组分析单向方差分析(方差分析)和邓恩的多重比较检验。CSF-8OHdG之间的相关性和其他生物标志物评估使用斯皮尔曼等级相关系数。我们使用确切概率法检查之间的关系水平的提高每个生物标志物和神经系统后遗症的存在与否hhv - 6脑病。比较脑脊液生物标志物水平的药物治疗前后进行配对以及。一个小于0.05被认为是具有统计学意义的价值。

3所示。结果

3.1。研究人口和临床特征

患者纳入研究的特征进行了总结表1。每组之间没有明显差异的时代。十三16例(81.3%)和hhv - 6脑病AESD,只有五个病人(31.3%)没有从hhv - 6脑病后遗症恢复。相比之下,所有复杂的FS hhv - 6感染患者没有神经系统后遗症。

3.2。氧化DNA损伤和脂质过氧化作用在hhv - 6脑病和复杂的FS

的CSF-8-OHdG水平hhv - 6脑病(ng / mL,平均数±标准差,)和hhv - 6复杂FS (ng / mL,平均数±标准差,)患者明显高于对照组(ng / mL,意味着±SD)(图1(一))。CSF-HEL水平(平均±SD) hhv - 6脑病,hhv - 6复杂的FS,对照组nmol / L,nmol / L,分别nmol / L。CSF-HEL水平没有明显差异之间的所有组(图1 (b))。这些数据在表中做了总结2。

3.3。总Tau蛋白质含量hhv - 6脑病和复杂的FS

总τhhv - 6脑病患者的蛋白质含量(pg / mL,意味着±SD)明显高于对照组(pg / mL,意味着±SD) (,图2)。然而,CSFτ蛋白水平没有明显差异之间的hhv - 6脑病组和hhv - 6 f组(pg / mL,平均数±标准差)。然后我们hhv - 6脑病组分为两组根据采样时间在1 - 2和天3 - 8,分别。因此,我们发现tau蛋白的水平显著增加在hhv - 6天3 - 8脑病(pg / mL,意味着±SD)与hhv - 6脑病的天1 - 2 (pg / mL,平均数±标准差)hhv - 6复杂FS,和控制(图2)。

3.4。CSF细胞因子在急性脑病和复杂的FS

我们接下来的CSF il - 6和TNF -确认hhv - 6脑病患者(图3)。hhv - 6脑病患者的CSF il - 6水平(pg / mL,意味着±SD)明显高于控制(pg / mL,平均数±标准差)(图3(一个))。脑脊液TNF -水平hhv - 6脑病患者(pg / mL,意味着±SD)也明显高于那些复杂的FS (pg / mL,意味着±SD)和控制(pg / mL,意味着±SD) (和职责。)(图3 (c))。相比之下,没有明显差异的CSF hhv - 6脑病患者il - 10水平或hhv - 6复杂FS和控制(图3 (b))。

3.5。相关分析脑脊液生物标志物的hhv - 6脑病

我们下一个检查CSF-8OHdG之间的相关性和其他生物标志物在hhv - 6脑病组(表中3)。有一个重要的il - 6和TNF -之间的正相关(斯皮尔曼,)。然而,没有明显相关性等生物标志物。此外,没有相关性水平的提高每个生物标志物和神经系统后遗症的存在与否hhv - 6脑病(数据没有显示)。

3.6。CSF-8-OHdG和CSF-HEL水平变化前后药物不良反应治疗HHV-6-Associated急性脑病和复杂的FS

最后,我们比较了六个患者的CSF水平的氧化应激标志物与hhv - 6感染(5脑病患者和1发热性癫痫患者)之前和之后的药物治疗。临床药物不良反应患者的治疗如表所示4。药物治疗的平均启动时间是4.8天的hhv - 6脑病组。一位hhv - 6感染发热性癫痫患者接受药物治疗的第一天没有出现脑病和恢复没有后遗症(病人6)。CSF-8-OHdG水平降低了药物治疗后(,配对以及)(图4(一))。关于CSF-HEL水平,有药物治疗前后之间没有显著差异。我们也意味着CSF水平相比其他生物标记之前和之后的治疗和观察无显著差异的平均值(数据没有显示)。

4所示。讨论

在目前的研究中,我们表明,CSF-8-OHdG hhv - 6脑病和hhv - 6复杂的FS病人明显高于对照组,表明增加氧化应激引起的hhv - 6感染。最近的研究显示,氧化损伤是一个新兴的神经系统损伤的一般机制由病毒感染引起的。例如,氧化损伤是急性脑炎的一个组成部分,由单纯疱疹病毒1型(1型单纯疱疹病毒)16]。1型单纯疱疹病毒感染小鼠的神经系统组织与诱导一氧化氮合酶的表达(间接宾语)和细胞因子的释放,包括TNF -从炎症细胞。因此,增加活性氧的生成和RNS可能是由于病毒对细胞的直接影响和间接影响宿主炎症反应(17]。关于hhv - 6感染、福田等人报道,尿8-OHdG浓度与hhv - 6脑病患者住院的第一天是1.5倍平均浓度在健康儿童和他们在第二个癫痫达到顶峰18]。他们推测8-OHdG是由活性氧与炎症相关细胞因子和细胞凋亡脑水肿后因为尿8-OHdG水平变化反映了脑水肿的程度。然而,我们发现,水平的提高8-OHdG观察不仅在hhv - 6脑病还在复杂FS与hhv - 6感染有关。我们还表明,CSF il - 6和TNF -只在hhv - 6脑病组水平升高,但不复杂FS hhv - 6组。此外,我们分析了生物标志物的相关性和观察之间没有显著相关性增加8-OHdG水平和细胞因子的生产或增加τ的水平。这些结果表明,氧化DNA损伤引起的大脑中hhv - 6感染可能是独立于炎症反应和随后的轴突损伤。

与8-OHdG水平的增加相比,没有明显的增加CSF-HEL水平hhv - 6脑病与hhv - 6相比复杂的FS和控制。我们先前证明早期的DNA氧化应激导致神经元损伤,而脂质过氧化与后续的神经退化在亚急性硬化性全脑炎8]。在目前的研究中,我们只研究了水平的脑脊液生物标志物在疾病的急性期。需要进一步调查澄清是否脂质过氧化可能参与了慢性阶段。

大多数患者hhv - 6 AESD脑病在这项研究中(81.3%),神经系统后遗症的发生率高。我们此前表示,CSFτ蛋白水平升高的患者AESD [19]。当前的研究表明,CSF tau蛋白质水平显著增加在天3 - 8 hhv - 6脑病与hhv - 6脑病的天1 - 2相比,hhv - 6复杂FS和控制。CSF tau蛋白质被认为是一个有用的轴突损伤的生物标志物20.),我们的研究结果提高神经系统后遗症的发生率很高的可能性AESD归因于轴突损伤。然而,之间没有相关性水平的提高τ蛋白和神经系统后遗症的存在与否。这些发现表明,τ蛋白是一个敏感的生物标志物,可能有助于诊断hhv - 6脑病,但是很难做一个使用该生物标志物早期诊断急性脑病。hhv - 6脑病的预后预测而言,需要另一个生物标志物因为τ蛋白水平上升并不总是反映预后不良。

药物不良反应是一个自由基清除剂,交互与广泛的生化反应自由基(21]。在实验模型,药物不良反应预防凋亡神经元细胞死亡和创伤性脑损伤(TBI)后改善脑功能(21]。此外,太等人报道,政府药物不良反应的小鼠创伤性脑损伤后立即抑制创伤性轴突损伤和氧化应激,从而防止伤害引起内存赤字(22]。药物不良反应在日本临床用于治疗急性缺血性中风。虽然童年缺血性中风和成人不同,药物的使用在孩子最近被批准用于治疗中风。在目前的研究中,我们报告5例药物不良反应治疗HHV-6-associated急性脑病和hhv - 6的一个案例中复杂的FS。我们的研究是非常初步的,很可能与其他疗法结合药物治疗的疗效较差。

本研究有一些局限性。首先,药物不良反应的起始hhv - 6脑病的治疗被推迟了,因为很难区分hhv - 6脑病和hhv - 6复杂FS在最初发作。hhv - 6脑病的早期诊断,特别是AESD,需要克服这个问题。其次,药物不良反应的临床试验治疗急性脑病可能困难的道德,安慰剂控制不能使用,因为这种疾病的严重性质。我们证实CSF-8-OHdG水平减少药物治疗后,虽然没有明显差异的平均值之间的其他生物标记之前和之后的治疗。这些结果表明hhv - 6脑病药物治疗部分有效。虽然这些研究结果令人鼓舞,ROS和RNS拾荒者的治疗影响是复杂的,由于他们的潜力发挥毒性以及保护作用[23]。

5。结论

总之,我们发现DNA氧化损伤参与了急性脑病/发热性癫痫与hhv - 6感染,可能是独立于炎症反应和随后的轴突损伤。

利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

本研究支持由教育部,文化、体育、科技(22591147)、卫生部、劳动和福利(h23 - nanji ippan - 107),日本。