了解和监测脑损伤：脑微透析的作用
张海松 蒋渊 翻译 马新华 校对
简介
神经重症监护应侧重于个体化治疗，以限制继发性脑损伤，即急性脑损伤（ABI，acute brain injury）后数小时或数天内发生的可能进一步导致预后恶化大量致病性事件（水肿、缺血、代谢损伤、癫痫发作、兴奋性毒性、炎症等）。应用颅内压（ICP，intracranial pressure）和脑灌注压（CPP，cerebral perfusion pressure）监测得到的信息进行管理仍然是神经重症监护的一个重要焦点；然而，这可能不足以确定最佳治疗策略和改善患者预后。ICP/CPP导向性的治疗缺乏有效性的部分原因可能是ICP监测未能及时反映更复杂的继发性脑生理紊乱，如果其得到确定并有效应用于治疗，可能会改善预后。脑微透析（CMD，cerebral microdialysis）允许对组织生物化学进行仔细检查，并使临床医生能够监测受损大脑的代谢状态。目前最受关注的是重型TBI（sTBI，severe TBI）和动脉瘤性蛛网膜下腔出血（aSAH，aneurysmal subarachnoid haemorrhage）患者。因此，在CMD监测的指导下，联用ICP和其他监测参数（脑组织PO2、EEG）的方案应用的越来越多。这种方案来源于我们对微透析参数与脑组织生化状态和患者预后相关性的进一步认识。
微透析监测
CMD导管经手术插入脑实质（白质）内，即经麻花钻钻孔或在开颅时在直视下通过颅骨接入装置（螺栓）置入。导管置入位置需仔细考虑，其可能会影响数据解读。确切的插入区域取决于患者的CT表现，通常位于非优势额叶或同侧的局灶性脑损伤（sTBI）或载瘤血管区或前大脑中动脉（aSAH，anterior-middle cerebral artery territory）血供负荷最大的分水岭区。CMD监测在神经重症监护中的应用范围是多方面的（图1）。它可以作为一种用于重症ABI患者的辅助技术，即复苏后昏迷和CT显示异常病变患者的床旁监护，同时也是了解ABI复杂病理生理学的重要临床研究工具，并在II期生理学研究中成为测试新的治疗方式和药物作用的潜在工具。
应用CMD可对一些神经化学标记物（葡萄糖、乳酸、吡咯烷酸、谷氨酸、甘油）进行常规取样。最近关于CMD监测的共识指南主要推荐应用乳酸/丙酮酸比值（LPR，lactate/pyruvate ratio）和葡萄糖作为一线指标来指导临床干预。来自CMD监测的数据应与来自其他监测模式（主要是ICP和脑组织PO2）的变量结合应用。数据解释取决于导管于正常及受损脑区的相对位置。有鉴于此，CMD是一项宝贵的临床信息来源，有助于为神经重症护理患者提供个体化治疗。目前尚不确定CMD导向性治疗是否可与ICU中的其他监护参数和干预措施一样有助于改善预后。
微透析作为临床工具
继发性脑缺血损伤的监测
CMD乳酸水平升高可作为生物标志物反映氧或其他能量代谢底物供/需不平衡[血管痉挛、缺氧/缺血损伤（供应减少）或发热、炎症（需求增加）]。血流/氧气供应不足可导致无氧代谢，出现乳酸水平升高和丙酮酸水平降低，因此出现CMD LPR升高到严重超常的变化，且通常伴有CMD葡萄糖水平降低。因此，L/P比值和血糖的动态变化趋势可用于床旁缺血检测。
然而，CMD还能够区分缺血/缺氧和非缺血性ABI后发生的机制变化（如有氧糖酵解升高或线粒体功能障碍），这些机制也可导致CMD乳酸和LPR升高（尽管其程度通常低于缺血/缺氧），其可用于指导不同的治疗策略。
继发性非缺血性损伤的监测
能量代谢失调
在ABI发生后，大脑应用葡萄糖作为底物进行能量代谢的能力可能会受损，进而导致产能代谢衰竭和不良预后。建议将全身葡萄糖维持在“适中”范围（6–8 mmol/L），并通过快速肠内营养支持本身代谢能力存在损伤的大脑。经CMD导管使用带有C13标记底物进行的临床研究揭示了正常大脑和损伤大脑之间的代谢差异以及新发现，如乳酸的摄取和代谢。这为治疗性恢复脑代谢的新方法提供了理论基础，例如应用能量底物（如乳酸或琥珀酸盐）为损伤大脑提供补充。在这种情况下，代谢相关研究可利用诸如LPR和葡萄糖等CMD生物标记物来监测治疗效果。
脑电活动功能障碍
ABI后的脑电活动障碍可包括非痉挛性癫痫发作、伪周期性放电以及皮质扩散性去极化（CSD，cortical spreading depolarisations），这些都可能加重脑损伤。研究人员利用体表脑电图、CMD高级监测和皮质脑电图，发现癫痫与LPR水平增加有关，但确切机制尚未完全确定。值得注意的是，最近的临床CMD研究表明，在未发生缺血或无氧代谢的情况下，CSD会引起神经生化的显著改变（乳酸、LPR和谷氨酸水平增加）。在这种情况下，CMD可用于测试针对癫痫发作和CSD抑制的新开发干预措施的有效性。
研究中的微透析
通过使用大型薄膜截止导管（标准导管为100 kDa与20 kDa），CMD允许为临床研究目的测量大肽/蛋白质。
神经变性
脑局部测量Tau（较小的无髓轴突损伤生物标志物；分子量范围为<20～40kda）和神经丝轻链（NfL，较大的有髓轴突损伤的生物标志物；分子量68 kDa）可使用100 kDa CMD导管。CMD与先进的脑部MRI成像相结合，对于更好地反映人类大脑病理学（如创伤性轴突损伤）和在未来帮助设计特定患者亚组的个体化干预措施可能很重要。
血脑屏障功能
目前，CMD可以对ABI后的神经炎症产物（如细胞因子、趋化因子）和药物通过血脑屏障（BBB）的渗透进行区域性监测。测量脑细胞外液中药物分子的浓度比脑脊液或血浆更能反映出药物通过血脑屏障进入大脑的能力，是中枢神经系统治疗发展的重要一步。CMD为脑间质组织与血浆药物浓度随时间的变化提供了药代动力学信息，可能有助于测试新药物对脑细胞外环境的反应，或评估药物的渗透性。
在重症监护病房的实施
在急性脑部病变中使用CMD的共识指南有助于指导CMD的实施。尽管它目前的应用水平与其他监护指标（尤其是ICP）有所差异，但其应用范围越来越广泛（75个中心）。解决成本、人力资源和技术复杂性的问题将提高技术的可用性和性能，从而促进其在未来得到更广泛的应用。
中南大学湘雅医院
重症医学科