血清硫氧还蛋白1对判断脑外伤严重程度及其预后的价值

罗方接，秦至臻，李小云，曾志明

脑外伤是由外力因素造成人体头脑部的创伤。一项调查发现，脑外伤的年发病率约为790/10万[1]，且死亡率较高，年死亡率约为13.0/10万[2]。在存活患者中常遗留永久性功能障碍，给患者的身心和生活带来沉重的压力。由于脑外伤患者的病情进展迅速，临床中难以快速、有效地评估患者的预后状况。近年来，研究者越来越重视血清学因子在脑外伤中的作用。硫氧还蛋白1 (thioredoxin 1，Trx1)为一类小分子蛋白，广泛参与肿瘤、免疫、炎性反应[3,4]。既往研究指出，脑外伤后患者脑组织中会发生氧化应激反应[5]，高氧化压力状态会导致脑组织中DNA、蛋白质等因子的不可逆损伤。已有研究发现Trx与脑外伤白质恢复情况呈正相关[6]。本研究旨在进一步验证Trx1水平同脑外伤患者病情严重程度和预后的关系。

1 对象与方法

1.1 对象 选择东莞市松山湖中心医院2017-02至2018-08收治的脑外伤患者84例，其中男49例，女35例；年龄23～59岁，平均(40.17±5.03)岁；致伤原因中交通事故31例，坠落24例，击打19例，跌倒10例。纳入标准：(1)通过影像学检查符合脑外伤的诊断标准，年龄18～59岁；(2)入院时间均未超过外伤发生后24 h；(3)对本研究知情同意。排除标准：(1)伴有其他器官严重损伤或功能衰竭者；(2)外伤前存在心脑血管病变、干燥综合征、肿瘤等影响Trx1水平的疾病者；(3)外伤前存在免疫功能障碍、严重感染性疾病等影响预后的疾病；(4)外伤前无精神疾病和神经系统疾病者。

1.2 方法

1.2.1 血清Trx1指标检测 分别在入院时、30 d后采集患者肘静脉血5 ml，设置离心机转速为2500 r/min，时间为10～15 min，离心后取上清液，使用酶联免疫吸附法检测血清Trx1水平。

1.2.2 弥散张量成像检测 所有患者分别在入院时、30 d后使用弥散张量成像技术进行头颅探查。采用Siemens Verio 3.0T磁共振扫描仪，选取16通道头颅正交线圈。扫描序列包括：DTI(TR 12 000 ms，TE 124 ms，层间距0 mm，层厚2.0 mm，FOV 23.0 cm×23.0 cm)；T1mpr(TR 1750 ms，TE 3.0 ms，TI 900 ms，层间距0 mm，层厚1.0 mm，FOV 25.6 cm×25.6 cm)。采用磁共振扫描仪附带的软件进行处理，测量右侧扣带束、右侧内囊前肢、右侧外囊、右侧内囊后肢、右侧颞叶、胼胝体压部、左侧扣带束、胼胝体体部、右侧枕叶、左侧枕叶、左侧外囊、左侧颞叶、左侧内囊前肢、左侧内囊后肢等14个区域的脑白质FA值。

1.2.3 分组 按照患者的格拉斯哥昏迷指数(Glasgow coma scale，GCS)将其分为A组(重度，GCS为3～8分，n=29)、B组(中度，GCS为9～12分，n=31)、C组(轻度，GCS为13～15分，n=24)。所有患者均定期随访至2019年7月，无一例失访病例。按照患者死亡及持续性神经退行性病变发生情况，分为D组(存活且无持续性神经退行性病变，n=29)和E组(死亡及发生持续性神经退行性病变，n=55)。

1.3 观察指标 分别在入院时、30 d后使用弥散张量成像技术探查患者的脑白质FA值和血清Trx1指标，比较各组间上述指标，分析血清Trx1对患者预后的影响。

2 结 果

2.1 血清Trx1和脑白质各区FA值 C组入院时血清Trx1水平及脑白质各区FA值比A组、B组明显增加，差异有统计学意义(P<0.05)；B组入院时血清Trx1水平及脑白质各区FA值比A组明显增加，差异有统计学意义(P<0.05)。30 d后各组的脑白质各区FA值和血清Trx1水平均比入院时明显增加，差异具统计学意义(P<0.05)，组间比较C组30 d后的脑白质各区FA值和血清Trx1水平均比A组、B组明显增加，差异有统计学意义(P<0.05，表1)。

2.2 血清Trx1水平同患者预后的关系 E组入院时的血清Trx1水平[(5.02±0.37)ng/ml]比D组的[(7.94±0.65)ng/ml]明显降低，差异具统计学意义(P<0.05)；经Spearman分析显示血清Trx1水平同患者死亡和持续性神经退行性病变的发生相关(r=0.824，P<0.05)；经Pearson分析显示血清Trx1水平同患者右侧扣带束、右侧内囊前肢、左侧扣带束、胼胝体压部FA值相关(r分别为0.841,0.759,0.710,0.708，P<0.05，图1)。

表1 三组脑外伤患者的血清Trx1和脑白质各区FA值比较

图1 血清Trx1水平与脑外伤患者右侧扣带束FA值的关系

3 讨 论

脑白质位于大脑内部，由神经纤维组成，主要进行神经冲动的传递。Mierzwa等[7]指出，脑外伤患者会存在脑白质纤维束的损伤，从而导致记忆力、注意力、痴呆等精神障碍，甚至会发生死亡。

在本研究中，C组入院时的血清Trx1水平和脑白质各区FA值比A组、B组明显增加，提示 Trx1同脑外伤患者的病情严重程度密切相关，重症患者的Trx1水平相对较低。脑外伤后机体脑组织及周边血管、神经受损，局部出现血肿，巨噬细胞、小胶质细胞在接收到损伤DAMPS的信号后会发生一系列应激性反应[8]，诱导趋化因子以及多种炎性因子的高水平表达，长时间的神经炎性反应会阻碍脑外伤后机体的神经再生，脑白质变性持续存在，脑皮质损伤后C-C-趋化因子受体2型可能会进一步促使海马组织受损，脑白质脱髓鞘会影响患者的认知功能[9]。Trx1水平的升高，可能同脑外伤后机体的氧化应激反应调控免疫细胞CD4的水平有关[10]，细胞内的氧化状态会调控Trx1的表达水平，脑外伤后组织内缺氧，过氧化物大量形成会诱导该物质的合成[11]。

本研究结果表明，Trx1水平同脑外伤患者的FA值变化、神经退行性病变的发生和死亡密切相关，该指标可在一定程度上预测患者白质的恢复情况和预后情况。脑外伤后机体内氧化应激反应会诱导神经元发生细胞凋亡，从而导致继发性脑损害，影响患者的病情转归。脑外伤后神经元发生细胞凋亡的途径较多，文献[12]指出，脑外伤动物模型中caspase-12的表达水平同神经元的细胞凋亡在不同时间的变化趋势存在一致性。严重或持续性的应激刺激会提高Caspase-12的水平，启动机体中的内质网应激促凋亡途径，引发细胞凋亡[13]。而Zeng 等[14]的研究发现，Trx1的表达同内质网应激有关，该物质会调控细胞中Bcl-2相关X蛋白等抗凋亡蛋白、核因子-kB等促炎因子的水平，高水平的Trx1还会抑制神经元的线粒体凋亡途径[15]，减轻脑外伤后机体神经元的损伤。另外，Trx1属于抗氧化剂，该物质可去除组织中的活性氧，下调组织中的脂质过氧化反应，增加p2水平[16]，减轻ROS对DNA和蛋白质的破坏[17]，从而保护神经元，促进患者脑白质的恢复，可能会预防神经退行性病变的发生，下降患者的死亡风险性。该研究还为今后临床治疗脑外伤患者，促进患者白质损伤的恢复提供了新的治疗思路。

总之，Trx1同脑外伤患者的病情严重程度密切相关，可预测患者白质的恢复和预后情况。