中度創(chuàng)傷性顱腦損傷患者血清膠質(zhì)纖維酸性蛋白和Tau蛋白水平變化及其與繼發(fā)性認(rèn)知障礙的關(guān)系

王樹仁，金保哲

(新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院神經(jīng)外科，河南 衛(wèi)輝 453100)

創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)是由外力造成的直接或間接腦組織損傷[1]。直接撞擊頭部后的局灶性腦損傷可表現(xiàn)為挫傷和出血等損傷；間接撞擊頭部可導(dǎo)致彌漫性損傷，以彌漫性軸索損傷、水腫和全腦血管損傷為特征。依據(jù)損傷后急性評分(glasgow coma scale，GCS)可將TBI分為輕度、中度和重度。輕度TBI患者恢復(fù)往往較好，一般不遺留嚴(yán)重并發(fā)癥，而中、重度TBI對患者的認(rèn)知、情緒、行為和身體功能影響較大。雖然腦損傷后某些功能可逐漸恢復(fù)，但認(rèn)知功能缺陷可持續(xù)數(shù)年。膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)是一種星形細(xì)胞的中間絲狀蛋白，已被用于評估急性TBI損傷的嚴(yán)重程度和預(yù)測預(yù)后[2]。Tau蛋白是一種微管相關(guān)蛋白，Tau蛋白的異常積累與慢性創(chuàng)傷性腦病和TBI有關(guān)[3]。既往文獻(xiàn)對輕、重度TBI的相關(guān)研究較多，但對中度TBI及其繼發(fā)認(rèn)知障礙的研究相對較少，因此本研究旨在探討中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平變化，分析其與TBI患者繼發(fā)認(rèn)知障礙的相關(guān)性，為臨床TBI患者腦損傷程度及繼發(fā)認(rèn)知障礙的評估提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料選擇2019年6月至2020年6月新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院收治的87例中度TBI患者為觀察組，其中男57例，女30例；年齡18～70(43.2±5.7)歲；致傷因素：跌落傷27例，打擊傷31例，車禍傷29例。病例納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)依據(jù)病史及頭顱CT確診為中度TBI[4]；(2)入院后格拉斯哥昏迷評分(Glasgow coma scale，GCS)評分9～12分；(3)未合并其他臟器創(chuàng)傷性損傷；(4)傷后昏迷時間不超過6 h；(5)均行顱腦損傷常規(guī)藥物保守治療；(6)患者或家屬知情同意并簽署知情同意書。病例排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)患有精神障礙；(2)合并腦卒中、腦出血、顱內(nèi)腫瘤、癲癇等疾病；(3)既往服用可影響認(rèn)知功能的藥物；(4)患者為文盲或溝通障礙；(5)合并心血管病、肝腎功能異常等基礎(chǔ)??；(6)因各種因素在隨訪過程中失訪。選擇同期于本院體檢健康者20例為對照組，其中男13例，女7例；年齡19～68(42.5±6.5)歲。2組患者年齡、性別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。依據(jù)輕度認(rèn)知障礙(mild cognitive impairment，MCI)的診斷標(biāo)準(zhǔn)[5]和受傷后1個月蒙特利爾認(rèn)知評估量表(montreal cognitive assessment,MoCA)評分將TBI患者分為TBI繼發(fā)MCI組(MoCA<26分)和TBI無MCI組(MoCA≥26分)。TBI無MCI組50例，男33例，女17例；年齡18～70(43.5±6.1)歲。TBI繼發(fā)MCI組37例，男24例，女13例；年齡21～68(43.7±5.9)歲。TBI無MCI組與TBI繼發(fā) MCI組患者的年齡、性別比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 血清GFAP和Tau蛋白檢測TBI患者分別于顱腦損傷后1個月(T1)、2個月(T2)、3個月(T3)和對照組受試者體檢時采集外周靜脈血2～4 mL,1 500 r·min-1離心 5 min ，分離血清，將血清移至1.5 mL EP管中，置于-80 ℃冰箱儲存?zhèn)溆谩２捎萌宋⒐荜P(guān)聯(lián)蛋白酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒(購自武漢伊萊瑞特生物科技有限公司)檢測血清Tau蛋白水平，采用GFAP酶聯(lián)免疫吸附測定試劑盒(購自武漢云克隆科技股份有限公司)檢測血清GFAP蛋白水平，嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行操作。

2 結(jié)果

2.1 觀察組和對照組受試者血清GFAP和Tau蛋白水平比較結(jié)果見表1。觀察組患者T2、T3時血清GFAP和Tau蛋白水平顯著高于T1時，觀察組患者T3時血清GFAP和Tau蛋白水平顯著低于T2時，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。觀察組患者T1、T2、T3時血清GFAP和Tau蛋白水平顯著高于對照組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表1 觀察組和對照組受試者不同時間血清GFAP和Tau蛋白水平比較

2.2 TBI無MCI組與TBI繼發(fā)MCI組患者不同時間點血清GFAP和Tau蛋白水平比較結(jié)果見表2。2組患者T2、T3時血清GFAP和Tau蛋白水平顯著高于T1時，T3時血清GFAP和Tau蛋白水平顯著低于T2時，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)；T1、T2、T3，TBI繼發(fā)MCI組患者血清GFAP和Tau蛋白水平顯著高于TBI無MCI組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)。

表2 2組患者不同時間點血清GFAP和Tau蛋白水平比較

2.3 TBI繼發(fā)MCI患者血清GFAP和Tau蛋白水平與MoCA評分的相關(guān)性結(jié)果見圖1。TBI繼發(fā)MCI患者顱腦損傷后1個月MoCA評分為13～25(19.4±3.5)。TBI繼發(fā)MCI患者血清GFAP和Tau水平與MoCA評分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.875、-0.852，P<0.001)。

圖1 TBI繼發(fā)MCI患者血清GFAP、Tau蛋白水平與MoCA評分的相關(guān)性

3 討論

TBI是一個世界性的重大公共衛(wèi)生問題，雖然急性期TBI的治療手段已有明顯改善，但部分患者仍可繼發(fā)慢性疾病，其中在記憶力、集中力、執(zhí)行功能等領(lǐng)域的認(rèn)知功能障礙較為常見[6]。認(rèn)知功能障礙可能是短暫、長期或永久性的，這取決于原發(fā)性顱腦損傷的嚴(yán)重程度以及由此導(dǎo)致的繼發(fā)性損傷部位[7]。顱腦輕度損傷情況下，認(rèn)知功能在受傷后的1～3個月可恢復(fù)到基線水平；而中度或重度損傷患者的認(rèn)知功能可能無法完全恢復(fù)基本功能。單一或重復(fù)性輕度TBI可引起潛在性認(rèn)知功能障礙，嚴(yán)重時可進(jìn)展為癡呆[8]。因此，及時、準(zhǔn)確地評估TBI患者是否繼發(fā)認(rèn)知障礙對TBI患者的康復(fù)十分重要。

GFAP是一種顱內(nèi)高度特異性的中間絲和細(xì)胞骨架蛋白家族成員，由于其在軸突變性和星形膠質(zhì)細(xì)胞增生后迅速釋放，已成為一種重要的腦脊液生物標(biāo)志物[9]。GFAP是一種幾乎在星形膠質(zhì)細(xì)胞中唯一表達(dá)的單體中間絲蛋白，是星形膠質(zhì)細(xì)胞損傷的特異性標(biāo)志物。研究表明，在腦梗死時患者GFAP水平顯著升高[10]，在嚴(yán)重腦損傷患者中血清GFAP水平始終高于參考值范圍[11]，且腦損傷患者血清 GFAP與神經(jīng)功能缺損評估量表評分呈正相關(guān)[12]。本研究結(jié)果顯示，與健康對照組比較，TBI患者顱腦損傷后1～3個月血清GFAP蛋白水平顯著升高，顱腦損傷后3個月時，TBI患者的血清GFAP蛋白水平較顱腦損傷后2個月降低，但仍較治療1個月時高；這可能與經(jīng)過治療后腦水腫等繼發(fā)腦損傷逐漸減輕有關(guān)，但受傷后3個月腦損傷仍存在，GFAP水平也高于初始水平；說明GFAP水平可反映頭顱損傷后的腦損傷情況。此外，本研究結(jié)果顯示， TBI繼發(fā)MCI組患者血清GFAP蛋白水平顯著高于TBI無MCI組，TBI繼發(fā)MCI患者血清GFAP蛋白水平與MoCA評分呈負(fù)相關(guān)。這一結(jié)果說明，TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平與患者繼發(fā)認(rèn)知障礙相關(guān)，可作為TBI繼發(fā)MCI評估的生物學(xué)指標(biāo)。BOGOSLOVSKY等[13]研究顯示,GFAP水平與TBI嚴(yán)重程度的臨床和放射學(xué)變量相關(guān)，且可作為急性和亞急性期TBI的生物標(biāo)志物，與本研究結(jié)果相似。

Tau是一種重要的微管相關(guān)蛋白，參與微管的組裝，并維持軸突結(jié)構(gòu)完整性的必需蛋白；Tau蛋白具有多種細(xì)胞功能，包括信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞增殖、發(fā)育神經(jīng)生物學(xué)、神經(jīng)可塑性和突觸活性[14]；Tau蛋白通過不同剪接可產(chǎn)生各種亞型而發(fā)揮不同的微管結(jié)合親和力；Tau蛋白可維持微管的穩(wěn)定和分子沿微管的協(xié)調(diào)運(yùn)動，受到磷酸化的嚴(yán)格調(diào)控，Tau蛋白異常磷酸化或過度磷酸化后可在神經(jīng)退行性疾病中聚集[15]。在模擬TBI作用的嚙齒動物模型中發(fā)現(xiàn)，在創(chuàng)傷發(fā)生后2～3個月，總Tau蛋白水平和磷酸化-Tau構(gòu)象顯著增加，并伴有白質(zhì)退化和神經(jīng)炎癥的增加[16]。王航等[17]研究表明，血清Tau蛋白水平與TBI損傷程度及預(yù)后呈正相關(guān)。本研究結(jié)果顯示，觀察組患者T1、T2、T3時血清Tau蛋白水平顯著高于對照組，T3時觀察組患者的血清Tau蛋白水平顯著低于T2時，但仍高于T1時；這可能與經(jīng)過治療后繼發(fā)腦損傷逐漸減輕，但未完全恢復(fù)有關(guān)。此外，本研究結(jié)果顯示，T1、T2、T3時TBI繼發(fā)MCI組患者血清Tau蛋白水平顯著高于TBI無MCI組；TBI繼發(fā)MCI患者血清Tau蛋白水平與MoCA評分呈負(fù)相關(guān)。本研究結(jié)果表明，血清Tau蛋白水平與TBI患者繼發(fā)MCI相關(guān)，血清Tau蛋白水平越高，繼發(fā)MCI的概率越高。NI等[18]研究顯示，TBI患者在腦損傷后第1、3、5、7、14天時血清Tau蛋白水平明顯升高，輕度TBI患者各時間點血清Tau蛋白水平均明顯低于中、重度TBI患者，預(yù)后好的患者血清Tau蛋白水平明顯低于預(yù)后差的患者，早期血清Tau蛋白水平與GCS、格拉斯哥預(yù)后評分呈負(fù)相關(guān)；TBI后第1天、第3天和第5天的Tau蛋白與TBI后6個月的認(rèn)知功能障礙顯著相關(guān)，尤其顱腦損傷后第1天的Tau水平最能反映認(rèn)知功能。有研究顯示，Tau蛋白通過神經(jīng)連接進(jìn)行細(xì)胞外擴(kuò)散，由磷酸化Tau蛋白組成的神經(jīng)纖維纏結(jié)為阿爾茨海默病和顱腦損傷的神經(jīng)病理學(xué)特征[19]。因此，血清Tau蛋白水平之所以能反映神經(jīng)功能和認(rèn)知功能可能與白質(zhì)損傷和神經(jīng)元變性有關(guān)。

綜上所述，中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平升高與其繼發(fā)MCI相關(guān)，這可能與腦白質(zhì)損傷和神經(jīng)元變性有關(guān)，血清GFAP和Tau蛋白可作為TBI早期診斷和MCI評估的生物學(xué)指標(biāo)。但本研究僅探討了中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平與繼發(fā)MCI的關(guān)系，且目前血清GFAP和Tau蛋白與顱腦損傷繼發(fā)認(rèn)知障礙間的確切機(jī)制尚未完全確定，仍需進(jìn)一步研究。