综述:钝性胸部创伤后心肌挫伤的生化标志物

【字体: 时间:2025年04月30日 来源:European Journal of Trauma and Emergency Surgery 1.9

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  本文聚焦钝性胸部创伤后心肌挫伤的生化标志物。阐述创伤病理生理机制,介绍现有心脏损伤诊断标志物,探讨损伤相关分子模式(DAMPs)中高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)和组蛋白作为诊断标志物的潜力、应用障碍及未来研究方向125。

  

创伤的病理生理学


创伤对身体影响广泛,失血可能引发低血容量性休克或器官低灌注,进而导致内皮损伤,影响多个器官系统的通透性,其中肠道和肺部受影响较大2
组织损伤会激活身体系统,引发炎症反应。这种没有病原体参与的炎症被称为无菌性炎症,由损伤相关分子模式(DAMPs)引发。DAMPs 是组织损伤时从细胞内和细胞外释放的分子,包括高迁移率族蛋白、热休克蛋白、核酸、白细胞介素和组蛋白等34
DAMPs 被模式识别受体(PRRs)识别后,会引发一系列反应,释放促炎细胞因子、血管活性物质、活性氧等,还会激活补体系统、凝血系统等,这些系统相互关联,共同增强对创伤的反应5
创伤后,凝血功能会发生动态变化。早期创伤诱导的凝血病表现为出血,是交感肾上腺激活的结果;晚期则表现为高凝状态。这种转变取决于组织损伤的程度,且生物标志物的测量应考虑时间因素6

“两次打击” 理论


“两次打击” 理论有助于理解多发伤患者的炎症机制,以优化干预措施。第一次打击是器官和组织的损伤,会引发局部免疫反应、缺氧和血压下降等;第二次打击则由抗原负荷或第一次打击的后果导致,如缺血再灌注损伤、代谢性酸中毒、感染等。了解这两次打击的病理生理过程,有助于确定治疗方案,预防并发症和继发性器官损伤7

钝性心脏创伤


钝性心脏创伤可根据损伤机制分类,如直接撞击胸部、胸骨骨折压迫心脏、速度变化导致的损伤、液压效应和爆炸伤等。也可根据心脏受影响的部位分类,不同类型的损伤有不同的表现和后果8

  • 心肌破裂:常由前胸直接撞击等引起,多影响右心腔室。破裂可能导致急性心包填塞或大量出血,复苏成功率低,死亡率高9
  • 心包破裂:较为罕见,多在患者死后偶然发现。若合并心肌损伤,死亡率较高;若单独发生,临床意义通常不大10
  • 室间隔损伤:是一种罕见的心肌损伤,炎症可能导致心房或心室之间的间隔撕裂,延迟出现,死亡率取决于破裂程度11
  • 瓣膜损伤:多由乳头肌断裂等引起,损伤与心脏收缩周期有关,临床表现与瓣膜位置和反流情况相关12
  • 心肌挫伤:目前诊断尚无明确定义,患者可能出现心电图改变、心脏酶升高,类似心肌缺血症状,还可能出现心律失常。右心室更易受影响13
  • 心脏震荡(Commotio cordis):由加速的投射物撞击胸部引起,可导致心室颤动和心源性猝死,多发生于青少年男性,尤其是参与棒球等运动时。需与心肌挫伤区分,后者会导致心脏结构损伤1415

心脏损伤的生化标志物


心肌损伤或应激会释放心脏生物标志物,用于诊断、风险评估和病情管理。但一些标志物如肌酸激酶(CK)、CK-MB 同工酶、天冬氨酸转氨酶、乳酸脱氢酶、肌红蛋白和心脏脂肪酸结合蛋白(HFABP)等,存在不稳定或特异性差的问题1617
肌钙蛋白是目前常用的心脏损伤标志物,但不同亚型对心脏疾病的特异性不同。虽然肌钙蛋白 I 对诊断钝性胸部创伤有较高敏感性,但它也会在其他非心脏疾病中升高,因此特异性欠佳,仍需寻找更多生化标志物18

HMGB1


高迁移率族蛋白 B1(HMGB1)是创伤后释放的 DAMPs 之一。它是一种高度保守的非组蛋白核蛋白,存在多种形式,细胞外的 eHMGB1 可通过结合 toll 样受体(TLR2 和 TLR4)激活免疫反应,引发器官损伤1920
HMGB1 与多种心脏功能障碍相关,如缺血性心脏病、心肌肥大和心肌炎等,可作为心肌梗死、慢性心力衰竭和心肌炎的预后生物标志物。创伤后,血液中 HMGB1 水平在伤后 1 小时内可升高 30 倍,6 小时内仍显著升高20
不过,HMGB1 在其他炎症性疾病和非炎症性疾病中也会升高,且它还具有延缓伤口愈合的作用。此外,它在体内的作用存在争议,既有保护作用,也有损伤作用,这取决于 TLR4 和 RAGE 通路的平衡2126

组蛋白


组蛋白是带正电荷的核内蛋白,主要维持染色体结构和调控基因表达。细胞死亡后,组蛋白释放,可引发血栓形成、自身免疫反应和细胞毒性22
在创伤中,组蛋白可通过结合心肌细胞中的 TLR2 和 TLR4,释放抑制心脏功能的炎症细胞因子,如肿瘤坏死因子(TNF)和白细胞介素 - 1β(IL-1β )。同时,组蛋白还参与刺激 HMGB1 的释放,与心脏功能障碍有关。创伤患者血清中组蛋白水平会显著升高,可反映病情严重程度2223

讨论


将 DAMPs 作为心肌挫伤的诊断标志物存在争议。一方面,HMGB1 在多种疾病中都会升高,要确定其是否由创伤引起,可能需要测量创伤前的水平,同时还需明确其在心肌挫伤中的释放调节机制21
尽管如此,针对 DAMPs 的研究不仅在诊断上有潜力,在治疗方面也取得了一些积极成果,如使用抗 HMGB1 抗体或竞争性抑制剂可减轻器官损伤24
目前,将 HMGB1 和组蛋白用于临床诊断仍面临一些障碍。首先,需要进行鉴别诊断,排除其他可能导致 DAMPs 释放的原因;其次,要动态监测其水平变化,提高诊断准确性;最后,还需采用正确的测量技术,因为血液中 HMGB1 浓度在不同部位存在差异,且传统的 western blotting 方法可能无法检测到2728
未来的研究方向可包括比较不同疾病中 HMGB1 和组蛋白的浓度,确定心脏毒性的阈值,以及研究抗体对其他器官的保护作用等29

结论


近年来,DAMPs 在创伤后身体病理生理反应中的作用受到广泛研究。HMGB1 和组蛋白对心脏的抑制作用为了解创伤对远处器官的影响及长期健康后果提供了新视角。虽然目前将其用于临床还存在限制,但未来有望通过测量 DAMPs 进行预后评估,并将其作为潜在靶点预防不良健康后果25

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