Pathological study of death due to septic shock after acute spinal cord injury

Abstract Objective: This study aims to explore the clinical pathological characteristics and pathological mechanisms of death due to septic shock after acute spinal cord injury. Methods: By analyzing the clinical data of patients with acute spinal cord injury and combining the results of pathological examination, the pathogenesis of septic shock and its impact on patient prognosis were studied. Results: The study found that septic shock after acute spinal cord injury is one of the main causes of death. After spinal cord injury, patients are prone to abnormal immune response and microcirculatory disorders, which lead to septic shock. Pathological examination showed that there was extensive inflammatory cell infiltration, vascular damage and neuronal necrosis in the injured spinal cord tissue. Conclusion: The occurrence of septic shock after acute spinal cord injury is closely related to factors such as immune response, inflammatory mediator release, and microcirculatory disorders after spinal cord injury. In terms of treatment, attention should be paid to early anti-infection treatment, fluid resuscitation and hemodynamic support, as well as targeted treatment for pathophysiological mechanisms. Future research needs to further explore the molecular mechanisms of septic shock after spinal cord injury in order to discover new therapeutic targets.

Keywords: Acute spinal cord injury; Septic shock; Pathology; Clinical treatment

0 引言

急性脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是一种严重的创伤，常常导致永久性残疾，包括感觉和运动功能的丧失。这种损伤可能是由多种原因引起的，包括交通事故、跌落、运动伤害或穿透性创伤^[1]。脊髓损伤不仅对患者个人产生深远影响，而且对其家庭和社会都带来了重大的经济和心理负担。在所有脊髓损伤的并发症中，感染性休克是最为严重且致命的之一，它是由感染引起的一种全身炎症反应，导致血压下降和器官灌注不足，最终可能引起多器官功能衰竭和死亡^[2]。尽管近年来在脊髓损伤的治疗方面取得了一定的进展，包括手术干预、药物治疗和康复训练^[3]，但对于脊髓损伤后感染性休克的病理学研究仍然不足。感染性休克的发病机制复杂，涉及免疫反应异常、微循环障碍、炎症介质的释放等多个方面^[4]。这些因素在脊髓损伤后的病理过程中相互作用，共同推动了感染性休克的发展。因此，深入研究脊髓损伤后感染性休克的病理学机制，对于改善临床治疗策略、降低死亡率和提高患者生存质量具有重要意义。本研究通过对一例急性脊髓损伤后发生感染性休克死亡的病例进行详细的临床病理学分析，结合现有的医学文献和研究进展，旨在探讨脊髓损伤后感染性休克的病理学特点及其对患者预后的影响。通过这一研究，我们希望能够为临床医生提供更多的病理学依据，以便更早地识别和干预感染性休克，从而改善患者的临床治疗结果。

1 材料与方法

1.1 一般资料

收集一例急性脊髓损伤后发生感染性休克死亡患者的病历资料，包括患者的人口统计学信息、损伤机制、临床表现、实验室检测结果、影像学检查结果以及治疗过程。患者为45岁男性，因高处坠落导致L1椎体爆裂性骨折，伤后立即出现腰部剧痛及双下肢无力，急诊送入医院。入院时血压90/60mmHg，心率110次/分，双下肢肌力0级，感觉完全丧失。急诊MRI显示L1椎体骨折伴脊髓水肿。伤后6小时患者出现高热，体温39.5°C，血培养提示革兰氏阴性杆菌感染，诊断为感染性休克。尽管进行了积极的抗感染治疗和液体复苏，患者病情仍持续恶化，最终因多器官功能衰竭死亡。

1.2 病理学标本

本研究中的病理学标本来源于一例急性脊髓损伤后因感染性休克死亡患者的尸检。尸检在患者死亡后24小时内进行，以确保组织样本的新鲜度和完整性。脊髓组织样本包括损伤部位及其周围组织，被迅速切除并用10%中性缓冲福尔马林固定，以便于后续的组织学检查。固定后的组织样本被包埋在石蜡中，随后切割成4-5微米的厚度用于苏木精-伊红（H&E）染色和免疫组织化学染色。H&E染色用于评估组织结构和细胞形态的变化，而免疫组织化学染色则用于检测炎症细胞的浸润和血管的损伤。使用的抗体包括针对CD68、CD3和CD20的单克隆抗体，以识别巨噬细胞、T细胞和B细胞。

1.3 分子生物学试剂

分子生物学分析的第一步是RNA和DNA的提取。使用TRIzol试剂根据制造商的协议从脊髓组织样本中提取总RNA和DNA。提取的RNA通过纳米分光光度计进行定量，并使用1%的琼脂糖凝胶电泳进行完整性评估。逆转录反应使用随机六聚体引物和逆转录酶将RNA逆转录为cDNA，随后用于聚合酶链反应（PCR）和实时定量PCR（qPCR）分析。qPCR使用特定的探针和引物，针对炎症反应和细胞应激相关基因，如肿瘤坏死因子α（TNF-α）、白细胞介素6（IL-6）和热休克蛋白70（HSP70）。每个样本的qPCR反应均设置三个技术重复，并使用β-actin作为内参照基因进行标准化。PCR产物通过2%的琼脂糖凝胶电泳进行分析，以验证特定基因的存在和表达水平。所有实验操作均在严格的无菌条件下进行，以避免样本交叉污染。

2 结果

2.1 病理学检查结果

尸检获取的脊髓组织样本经过H&E染色后，光学显微镜下观察到明显的病理改变（如图1）。损伤部位的脊髓组织呈现广泛的出血和水肿，神经细胞形态结构不规则，细胞核固缩，染色质边集，出现明显的坏死迹象。在损伤周围的组织中，观察到大量的炎症细胞浸润，主要为淋巴细胞和巨噬细胞。CD68阳性的巨噬细胞在损伤区域密集分布，表明了激活的炎症反应。CD3和CD20的阳性细胞也明显增多，提示T细胞和B细胞的参与。此外，血管结构在损伤区域出现破坏，血管内皮细胞肿胀，血管腔狭窄或闭塞，符合微循环障碍的病理特征。

图1 病理学检查结果

2.2 分子生物学分析结果

实时定量PCR（qPCR）分析显示，与正常脊髓组织相比，损伤脊髓组织中炎症相关基因的表达水平显著上调。具体而言，肿瘤坏死因子α（TNF-α）的mRNA表达水平上升了约5倍，白细胞介素6（IL-6）的mRNA表达水平上升了约4倍，而热休克蛋白70（HSP70）的mRNA表达水平则上升了约3倍。这些结果表明，在急性脊髓损伤后感染性休克的情况下，炎症反应和细胞应激反应显著增强。

3 讨论

本研究通过临床病理学分析，探讨了急性脊髓损伤后感染性休克的病理学特征及其对患者预后的影响。研究结果揭示了脊髓损伤后感染性休克的复杂病理过程，包括炎症反应的激活、微循环障碍的形成以及神经细胞的广泛损伤。首先，病理学检查结果表明，损伤脊髓组织中存在广泛的炎症细胞浸润，这与脊髓损伤后局部免疫反应的激活有关。炎症细胞的激活和聚集可能加剧了脊髓组织的损伤，形成了一个恶性循环，导致组织损伤的进一步扩大^[5]。此外，血管结构的破坏和微循环障碍的形成，可能是由于炎症介质的释放和血流动力学的改变所致。这些改变导致了脊髓组织的缺血和缺氧，进一步加剧了神经细胞的损伤^[6]。其次，分子生物学分析结果进一步证实了炎症反应在脊髓损伤后感染性休克中的重要作用。炎症相关基因表达水平的显著上调，反映了机体对损伤的强烈反应。肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素6（IL-6）等炎症介质的过度释放，不仅在局部造成了组织损伤，也可能引起了全身性的炎症反应，最终导致感染性休克的发生。热休克蛋白70（HSP70）的表达上调，可能反映了细胞在应对损伤和应激时的自我保护机制。此外，本研究的临床资料分析显示，患者在短时间内迅速出现了感染性休克的临床表现，这与病理学检查和分子生物学分析的结果相一致。这一发现强调了在急性脊髓损伤患者中，早期识别和干预感染性休克的重要性^[7]。及时的抗感染治疗、液体复苏和血流动力学支持^[8]，可能有助于改善患者的预后。总之，本研究通过综合临床病理学分析，为理解急性脊髓损伤后感染性休克的病理机制提供了重要信息，并为未来的治疗策略提供了科学依据。通过早期识别和干预感染性休克，以及针对病理生理机制的靶向治疗，有望改善急性脊髓损伤患者的临床治疗结果和生存质量。

参考文献：

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