弥漫性轴索损伤最新研究进展

[大鼠弥漫性脑损伤后早期cfos基因表达的法医学研究]【摘要】目的观察大鼠弥漫性脑损伤后c—f0s基因表达的规律。方法采用marmarou的弥漫性脑损伤模型，分别于伤后15 min，30min，lh，3h，6h，12h，24h取脑组织，运用免疫组化sabc法观察c—...+阅读

【关键词】法医病理学；弥漫性轴索损伤；3-淀粉样前体

蛋白

【中图分类号】d919．4

【文献标识码】b

【文章编号】1007—9297(2005)02—0056—02

弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury，da1)是指

头部遭受钝性外力作用后所引起的以脑白质轴索弥

漫

性损伤为主要特征的一种脑损伤。损伤后果严重，

有学者认为在重型颅脑损伤中dai占28％～42％，死

亡率达42％～62％。adams等观察到外伤性重症颅脑

损伤患者中有13％～28％为闭合性dai且并不伴有脑

挫伤及明显的脑出血。cordobes等对78例dai病人

的观察发现．患者死亡率为49％．植物生存状态为

15％．重残率为14％．轻残为17％，痊愈仅为5％。dai

不但是临床上诊治的难点．也是法医学鉴定中难以解

决的难点。[11

一

、dai动物模型

1928年romon利用细胞培养方法设计出一种单

细胞轴索损伤模型即横断损伤模型(transection mod—

e1)．其主要缺点是不能反映脑组织内神经元轴索受伤

后发生继发性断裂的一系列病理生理学改变。闭

marmarou于1994年设计出了打击头部dai损伤的动

物模型(impact trauma model of dai)，该模型操作简

单且发现有广泛dai形成．虽然与临床上dai病人的

损伤分布有差异，但不失为一种好的方法而受到研究

者的喜爱。adelson等用此法观察新生鼠，发现脑干上

下行纤维束均有轴索损伤并同时伴有反应性星形胶

质细胞的聚集．病理改变与婴幼儿dai较一致。【3j此

外还有主要用于研究离体脑组织dai的液压损伤模

型、加减速损伤模型、牵拉损伤模型及瞬间旋转损伤

模型．【2】其中最主要的是瞬间旋转损伤模型。目前对于

dai发病机制的研究主要集中在外力致颅脑产生旋转

加速度．使脑内部产生剪切力，从而导致神经轴索和

小血管损伤方面。1982年gennarelli等用狒狒分别按

矢状面、轴位面及冠状面在11—22ms内旋转60度的

方法复制出类似人类dai临床表现和病理特征的创

伤性迁延昏迷的dai动物模型．其中以冠状面损伤为

重．到目前为止此方法仍被认为是最能代表人类dai

损伤的动物模型。[41

二、dai的病理变化

dai好发于轴索集中区．损伤越重．其部位越趋近

于脑深部或中线结构。尸检证实典型dai密度分布

顺序为胼胝体、脑干、脑白质及内囊基底节区。marmarou

等通过dai大鼠模型．发现大鼠dai损伤程度

与作用于头部外力的大小、持续时间有关，从高度分

别为1 m 和2 m处自由落下的450克砝码打击致成

dai大鼠．其基底部都有蛛网膜下腔出血，只是后者比

前者更广泛．此外还可以有脑干及脑皮质的点状出血

和损伤．dai重度损伤的大鼠伤后1 h经he染色，可

见粉红色收缩的神经元伴胞体周围明显空隙，空隙内

充满水肿液(神经细胞毒性脑水肿)，越靠近正常皮质

部其数量越少．电镜下神经元细胞染色质凝集，细胞

浆呈灰色．神经核膜和细胞质膜模糊。伤后6 h可见

dai大鼠脑部微血管周围有明显的间隙．间隙内充满

i作者简介1 杨晓春(1969一)，男，回族，宁夏青铜峡市人，华中科技大学同济医学院法医学系在职硕士研究生。tei：+86—27—83657674。

i通信作者1 朱少华，华中科技大学同济医学院法医学系副教授，主要从事法医病理学研究。

法律与医学杂志2005年第12卷(第2期)

水肿液(血管源性脑水肿)，这种脑水肿到伤后24 h达

到最高峰，同时也可见微血管充血淤血。伤后至少6 h

才可见到大范围的弥散性轴索损伤，24 h以后达到最

高峰，这也说明了dai程度与脑水肿程度密切相关。

镜下表现为神经轴索肿胀、断裂及轴索收缩球形成，

尤其是在脑干的神经束、锥体束、红核脊髓束及薄束

核和楔形核部多见，10 d后轴索收缩球尽管体积减小

及数量减少，但仍旧可以观察到。汪秉康等利用扫描

电镜对6例dai死者脑组织进行观察．发现人脑皮质

远区可见神经元树突折断，有轴索损伤断裂、髓鞘变

性，并见毛细血管破裂出血及纤维蛋白渗出。同存活数

周后，轴索及髓鞘呈多节段断裂，吞噬细胞侵入后出

现的特征性小胶质细胞群落，但也可见弥散存在的非

特异性星形 12全文查看细胞，数月后轴索远侧断端华勒氏变性、

胶质增生、瘢痕收缩，此期dai缺乏光镜下dai的典

型特征。[61adams根据对122例dai尸检病例观察，将

da1分为三级：i级：镜下检见大脑、胼胝体、脑干、小

脑白质的轴索弥散性损伤；胼胝体、脑干及小脑肉眼

观和镜检无出血、软化或撕裂。ⅱ级：镜下见弥散性轴

索损伤；胼胝体有小灶性出血、软化或撕裂等损伤。ⅲ

级：镜下可见弥散性轴索损伤；胼胝体和脑干有小灶

性出血、撕裂或脑软化等损伤。【lj

三、dai的病理学诊断

dai确诊主要以轴索损伤的形态学为主，在脑白

质及脑干发现有广泛性分布的轴索收缩球是诊断

dai的依据。常规he染色较难发现其存在，但是应用

神经纤维及轴索特染法和免疫组织化学方法则更容

易发现轴索收缩球。目前关于轴索收缩球的出现时间

有不同报道，如赵孟尧等f2 1报道轴索收缩球在损伤后

大约6 h出现．张益鹄[·1提到损伤后16 h左右出现轴

索收缩球，本文作者等在大鼠dai损伤实验中发现轴

索收缩球出现时间为伤后12 h左右。当前，最广泛用

于诊断轴突损伤的分子生物学指标是b—app、nf

(neurofilament一68)、pg—mi和gfap。[7-1o]近年来研究

认为13一app免疫组织化学染色方法与常规的he染

色或者神经丝(nf)染色相比在检测轴索损伤中具有

高效性和高度敏感性。[11-15]glechman等[ 21在观察婴儿

头部外伤后视神经的损伤中发现，通过13-app免疫组

织化学染色，反应强烈的水肿或串珠状轴突节段可诊

断视神经轴索损伤，而在相同区域用he或者nf染

色却未见轴索损伤。mckenzie等用b—app免疫组织

化学染色方法诊断轴索损伤，发现其比传统银染法更

敏感、更快捷，颅脑损伤后2h即可发现轴突损伤的免

· 139 ·

疫细胞化学证据。[81陈小刚等在研究中发现b—app在

弥漫性脑损伤早期(30min一1h)即有所增加。[131此外还

有如il一

6、tnf、bfgf、igf一

1、tngf及神经特异性烯

醇酶等，都与神经轴索损伤后发生的组织碎裂、炎性

反应或神经营养有关，可作为dai损伤诊断的重要辅

助指标，并且它们的表达或者活性增高与dai的损伤

反应过程有着密切的相关性和时序性。

参考文献

[1] 张益鹄．弥散性轴索损伤[a]．见：黄光照，麻永昌主编．刑事科学技术

大全一法医病理学卷【m]．北京：中国人民公安大学出版社，

20o2．265～267

[2] 卢海涛，孙晓川，郑履平．弥散性轴索损伤模型研究进展[j]．国外

医学神经病学神经外科学分册．2003．30(3)：218～221

[3] adelson pd，jenkins lw，hamilton rl，et a1． histopathologic re—

sponse of the immature rat with difuse traumatic brain injury【j]．

neurotrauma，2001，1 8(1 o)：967-976

[4] gennareli ta，thibault le，adams jh，et a1．difuse axonal injury

and traumatic a in the primate[j]．ann neuol，1982，12(6)：564—

567

[5] 汪秉康，吴家马文．弥散性轴索损伤的扫描电镜观察i [j]．法律与

医学杂志，1994，1(3)：100～101

[6] 赵辉，闵建雄，刘庄朝等．弥散性轴索损伤研究进展【j]．中国法医学

杂志，2002，17(6】： 374-376

[7] geddes jf，vowles gh，beer tw，et a1．the diagnosis of difuse axon—

al injury： implications for forensic practice【j]． neuropathol appl

neurobiol，1997，23(4)：339-347

[8] mckenzie kj，mclellan d1lgentleman sm，et a1．is b—app a maker of

axonal damage in short surviving head injury?[j]．acta neuropathol，

1996,92(6)：608-613

[9] geddes jf．what is new in the diagnosis of head injury?【j]．clin

pathol，1997，50(4)：271-274

[10] medana im，day np，hien tr，et a1．~onaj in／ury in cerebral malari—

a【j]．am j pathol，2002，160(2)：655-666

[11] 李宗平，黄思庆．颅脑损伤后b—app及其产物在脑组织中的变化

及临床意义[j]．国外医学神经病学神经外科学分册，2003，3o(1)：

30-33

[12] glehman al，evans rj，bell md，et a1．opic nerve damage in

shaken baby syndrome：detection by bata-am yloid precursor protein

innnunohistehemistry【j]．arch pathol lab med，2000，124(2)：251～

256

【13] 陈晓刚，廖志钢，刘敏等．大鼠脑弥漫性损伤早期b—app变化的研

究[j]．中国法医学杂志，2001，16(4)：198

[14] ibolja c，robert v，did n，et a1．11ll pathobiology of moderate diffuse

traumatic brain ury as identified using a new p m∞ ￡al

model of injury in rats【j]．neurobiol dis，2004，17(1o)：29-43

【15】 zohar 0，schreiber s，getslev v，et a1．closed-head minimal tran—

mat 12全文查看【关键词】法医病理学；弥漫性轴索损伤；3-淀粉样前体

蛋白

【中图分类号】d919．4

【文献标识码】b

【文章编号】1007—9297(2005)02—0056—02

弥漫性轴索损伤(diffus onl injury，d1)是指

头部遭受钝性外力作用后所引起的以脑白质轴索弥

漫

性损伤为主要特征的一种脑损伤。损伤后果严重，

有学者认为在重型颅脑损伤中di占28％～42％，死

亡率达42％～62％。dms等观察到外伤性重症颅脑

损伤患者中有13％～28％为闭合性di且并不伴有脑

挫伤及明显的脑出血。cordobs等对78例di病人

的观察发现．患者死亡率为49％．植物生存状态为

15％．重残率为14％．轻残为17％，痊愈仅为5％。di

不但是临床上诊治的难点．也是法医学鉴定中难以解

决的难点。[11

一

、di动物模型

1928年romon利用细胞培养方法设计出一种单

细胞轴索损伤模型即横断损伤模型(rnscion mod—

1)．其主要缺点是不能反映脑组织内神经元轴索受伤

后发生继发性断裂的一系列病理生理学改变。闭

mrmrou于1994年设计出了打击头部di损伤的动

物模型(impc rum modl of di)，该模型操作简

单且发现有广泛di形成．虽然与临床上di病人的

损伤分布有差异，但不失为一种好的方法而受到研究

者的喜爱。dlson等用此法观察新生鼠，发现脑干上

下行纤维束均有轴索损伤并同时伴有反应性星形胶

质细胞的聚集．病理改变与婴幼儿di较一致。【3j此

外还有主要用于研究离体脑组织di的液压损伤模

型、加减速损伤模型、牵拉损伤模型及瞬间旋转损伤

模型．【2】其中最主要的是瞬间旋转损伤模型。目前对于

di发病机制的研究主要集中在外力致颅脑产生旋转

加速度．使脑内部产生剪切力，从而导致神经轴索和

小血管损伤方面。1982年nnrlli等用狒狒分别按

矢状面、轴位面及冠状面在11—22ms内旋转60度的

方法复制出类似人类di临床表现和病理特征的创

伤性迁延昏迷的di动物模型．其中以冠状面损伤为

重．到目前为止此方法仍被认为是最能代表人类di

损伤的动物模型。[41

二、di的病理变化

di好发于轴索集中区．损伤越重．其部位越趋近

于脑深部或中线结构。尸检证实典型di密度分布

顺序为胼胝体、脑干、脑白质及内囊基底节区。mrmrou

等通过di大鼠模型．发现大鼠di损伤程度

与作用于头部外力的大小、持续时间有关，从高度分

别为1 m 和2 m处自由落下的450克砝码打击致成

di大鼠．其基底部都有蛛网膜下腔出血，只是后者比

前者更广泛．此外还可以有脑干及脑皮质的点状出血

和损伤．di重度损伤的大鼠伤后1 h经h染色，可

见粉红色收缩的神经元伴胞体周围明显空隙，空隙内

充满水肿液(神经细胞毒性脑水肿)，越靠近正常皮质

部其数量越少．电镜下神经元细胞染色质凝集，细胞

浆呈灰色．神经核膜和细胞质膜模糊。伤后6 h可见

di大鼠脑部微血管周围有明显的间隙．间隙内充满

i作者简介1 杨晓春(1969一)，男，回族，宁夏青铜峡市人，华中科技大学同济医学院法医学系在职硕士研究生。i：+86—27—83657674。

i通信作者1 朱少华，华中科技大学同济医学院法医学系副教授，主要从事法医病理学研究。

法律与医学杂志2005年第12卷(第2期)

水肿液(血管源性脑水肿)，这种脑水肿到伤后24 h达

到最高峰，同时也可见微血管充血淤血。伤后至少6 h

才可见到大范围的弥散性轴索损伤，24 h以后达到最

高峰，这也说明了di程度与脑水肿程度密切相关。

镜下表现为神经轴索肿胀、断裂及轴索收缩球形成，

尤其是在脑干的神经束、锥体束、红核脊髓束及薄束

核和楔形核部多见，10 d后轴索收缩球尽管体积减小

及数量减少，但仍旧可以观察到。汪秉康等利用扫描

电镜对6例di死者脑组织进行观察．发现人脑皮质

远区可见神经元树突折断，有轴索损伤断裂、髓鞘变

性，并见毛细血管破裂出血及纤维蛋白渗出。同存活数

周后，轴索及髓鞘呈多节段断裂，吞噬细胞侵入后出

现的特征性小胶质细胞群落，但也可见弥散存在的非

特异性星形[]细胞，数月后轴索远侧断端华勒氏变性、

胶质增生、瘢痕收缩，此期di缺乏光镜下di的典

型特征。[61dms根据对122例di尸检病例观察，将

d1分为三级：i级：镜下检见大脑、胼胝体、脑干、小

脑白质的轴索弥散性损伤；胼胝体、脑干及小脑肉眼

观和镜检无出血、软化或撕裂。ⅱ级：镜下见弥散性轴

索损伤；胼胝体有小灶性出血、软化或撕裂等损伤。ⅲ

级：镜下可见弥散性轴索损伤；胼胝体和脑干有小灶

性出血、撕裂或脑软化等损伤。【lj

三、di的病理学诊断

di确诊主要以轴索损伤的形态学为主，在脑白

质及脑干发现有广泛性分布的轴索收缩球是诊断

di的依据。常规h染色较难发现其存在，但是应用

神经纤维及轴索特染法和免疫组织化学方法则更容

易发现轴索收缩球。目前关于轴索收缩球的出现时间

有不同报道，如赵孟尧等f2 1报道轴索收缩球在损伤后

大约6 h出现．张益鹄[·1提到损伤后16 h左右出现轴

索收缩球，本文作者等在大鼠di损伤实验中发现轴

索收缩球出现时间为伤后12 h左右。当前，最广泛用

于诊断轴突损伤的分子生物学指标是b—pp、nf

(nurofilmn一68)、p—mi和fp。[7-1o]近年来研究

认为13一pp免疫组织化学染色方法与常规的h染

色或者神经丝(nf)染色相比在检测轴索损伤中具有

高效性和高度敏感性。[11-15]lchmn等[ 21在观察婴儿

头部外伤后视神经的损伤中发现，通过13-pp免疫组

织化学染色，反应强烈的水肿或串珠状轴突节段可诊

断视神经轴索损伤，而在相同区域用h或者nf染

色却未见轴索损伤。mcknzi等用b—pp免疫组织

化学染色方法诊断轴索损伤，发现其比传统银染法更

敏感、更快捷，颅脑损伤后2h即可发现轴突损伤的免

· 139 ·

疫细胞化学证据。[81陈小刚等在研究中发现b—pp在

弥漫性脑损伤早期(30min一1h)即有所增加。[131此外还

有如il一

6、nf、bff、if一

1、nf及神经特异性烯

醇酶等，都与神经轴索损伤后发生的组织碎裂、炎性

反应或神经营养有关，可作为di损伤诊断的重要辅

助指标，并且它们的表达或者活性增高与di的损伤

反应过程有着密切的相关性和时序性。

参考文献

[1] 张益鹄．弥散性轴索损伤[]．见：黄光照，麻永昌主编．刑事科学技术

大全一法医病理学卷【m]．北京：中国人民公安大学出版社，

20o2．265～267

[2] 卢海涛，孙晓川，郑履平．弥散性轴索损伤模型研究进展[j]．国外

医学神经病学神经外科学分册．2003．30(3)：218～221

[3] dlson pd，jnkins lw，hmilon rl， 1． hisopholoic r—

spons of h immur r wih difus rumic brin injury【j]．

nurorum，2001，1 8(1 o)：967-976

[4] nnrli ，hibul l，dms jh， 1．difus onl injury

nd rumic in h prim[j]．nn nuol，1982，12(6)：564—

567

[5] 汪秉康，吴家马文．弥散性轴索损伤的扫描电镜观察i [j]．法律与

医学杂志，1994，1(3)：100～101

[6] 赵辉，闵建雄，刘庄朝等．弥散性轴索损伤研究进展【j]．中国法医学

杂志，2002，17(6】： 374-376

[7] dds jf，vowls h，br w， 1．h dinosis of difus on—

l injury： implicions for fornsic prcic【j]． nurophol ppl

nurobiol，1997，23(4)：339-347

[8] mcknzi kj，mcllln d1lnlmn sm， 1．is b—pp mkr of

onl dm in shor survivin hd injury?[j]．c nurophol，

1996,92(6)：608-613

[9] dds jf．wh is nw in h dinosis of hd injury?【j]．clin

phol，1997，50(4)：271-274

[10] mdn im，dy np，hin r， 1．~onj in／ury in crbrl mlri—

【j]．m j phol，2002，160(2)：655-666

[11] 李宗平，黄思庆．颅脑损伤后b—pp及其产物在脑组织中的变化

及临床意义[j]．国外医学神经病学神经外科学分册，2003，3o(1)：

30-33

[12] lhmn l，vns rj，bll md， 1．opic nrv dm in

shkn bby syndrom：dcion by b-m yloid prcursor proin

innnunohishmisry【j]．rch phol lb md，2000，124(2)：251～

256

【13] 陈晓刚，廖志钢，刘敏等．大鼠脑弥漫性损伤早期b—pp变化的研

究[j]．中国法医学杂志，2001，16(4)：198

[14] ibolj c，robr v，dvid n， 1．11ll phobioloy of modr diffus

rumic brin ury s idnifid usin nw p m∞ ￡l

modl of injury in rs【j]．nurobiol dis，2004，17(1o)：29-43

【15】 zohr 0，schribr s，slv v， 1．closd-hd miniml rn—

m【关键词】法医病理学；弥漫性轴索损伤；3-淀粉样前体

蛋白

【中图分类号】d919．4

【文献标识码】b

【文章编号】1007—9297(2005)02—0056—02

弥漫性轴索损伤(diffuse axonal injury，da1)是指

头部遭受钝性外力作用后所引起的以脑白质轴索弥

漫

性损伤为主要特征的一种脑损伤。损伤后果严重，

有学者认为在重型颅脑损伤中dai占28％～42％，死

亡率达42％～62％。adams等观察到外伤性重症颅脑

损伤患者中有13％～28％为闭合性dai且并不伴有脑

挫伤及明显的脑出血。cordobes等对78例dai病人

的观察发现．患者死亡率为49％．植物生存状态为

15％．重残率为14％．轻残为17％，痊愈仅为5％。dai

不但是临床上诊治的难点．也是法医学鉴定中难以解

决的难点。[11

一

、dai动物模型

1928年romon利用细胞培养方法设计出一种单

细胞轴索损伤模型即横断损伤模型(transection mod—

e1)．其主要缺点是不能反映脑组织内神经元轴索受伤

后发生继发性断裂的一系列病理生理学改变。闭

marmarou于1994年设计出了打击头部dai损伤的动

物模型(impact trauma model of dai)，该模型操作简

单且发现有广泛dai形成．虽然与临床上dai病人的

损伤分布有差异，但不失为一种好的方法而受到研究

者的喜爱。adelson等用此法观察新生鼠，发现脑干上

下行纤维束均有轴索损伤并同时伴有反应性星形胶

质细胞的聚集．病理改变与婴幼儿dai较一致。【3j此

外还有主要用于研究离体脑组织dai的液压损伤模

型、加减速损伤模型、牵拉损伤模型及瞬间旋转损伤

模型．【2】其中最主要的是瞬间旋转损伤模型。目前对于

dai发病机制的研究主要集中在外力致颅脑产生旋转

加速度．使脑内部产生剪切力，从而导致神经轴索和

小血管损伤方面。1982年gennarelli等用狒狒分别按

矢状面、轴位面及冠状面在11—22ms内旋转60度的

方法复制出类似人类dai临床表现和病理特征的创

伤性迁延昏迷的dai动物模型．其中以冠状面损伤为

重．到目前为止此方法仍被认为是最能代表人类dai

损伤的动物模型。[41

二、dai的病理变化

dai好发于轴索集中区．损伤越重．其部位越趋近

于脑深部或中线结构。尸检证实典型dai密度分布

顺序为胼胝体、脑干、脑白质及内囊基底节区。marmarou

等通过dai大鼠模型．发现大鼠dai损伤程度

与作用于头部外力的大小、持续时间有关，从高度分

别为1 m 和2 m处自由落下的450克砝码打击致成

dai大鼠．其基底部都有蛛网膜下腔出血，只是后者比

前者更广泛．此外还可以有脑干及脑皮质的点状出血

和损伤．dai重度损伤的大鼠伤后1 h经he染色，可

见粉红色收缩的神经元伴胞体周围明显空隙，空隙内

充满水肿液(神经细胞毒性脑水肿)，越靠近正常皮质

部其数量越少．电镜下神经元细胞染色质凝集，细胞

浆呈灰色．神经核膜和细胞质膜模糊。伤后6 h可见

dai大鼠脑部微血管周围有明显的间隙．间隙内充满

i作者简介1 杨晓春(1969一)，男，回族，宁夏青铜峡市人，华中科技大学同济医学院法医学系在职硕士研究生。tei：+86—27—83657674。

i通信作者1 朱少华，华中科技大学同济医学院法医学系副教授，主要从事法医病理学研究。

法律与医学杂志2005年第12卷(第2期)

水肿液(血管源性脑水肿)，这种脑水肿到伤后24 h达

到最高峰，同时也可见微血管充血淤血。伤后至少6 h

才可见到大范围的弥散性轴索损伤，24 h以后达到最

高峰，这也说明了dai程度与脑水肿程度密切相关。

镜下表现为神经轴索肿胀、断裂及轴索收缩球形成，

尤其是在脑干的神经束、锥体束、红核脊髓束及薄束

核和楔形核部多见，10 d后轴索收缩球尽管体积减小

及数量减少，但仍旧可以观察到。汪秉康等利用扫描

电镜对6例dai死者脑组织进行观察．发现人脑皮质

远区可见神经元树突折断，有轴索损伤断裂、髓鞘变

性，并见毛细血管破裂出血及纤维蛋白渗出。同存活数

周后，轴索及髓鞘呈多节段断裂，吞噬细胞侵入后出

现的特征性小胶质细胞群落，但也可见弥散存在的非

特异性星形 12全文查看