中度创伤性颅脑损伤患者血清胶质纤维酸性蛋白和Tau蛋白水平变化及其与继发性认知障碍的关系

王树仁，金保哲

(新乡医学院第一附属医院神经外科，河南 卫辉 453100)

创伤性脑损伤(traumatic brain injury，TBI)是由外力造成的直接或间接脑组织损伤[1]。直接撞击头部后的局灶性脑损伤可表现为挫伤和出血等损伤；间接撞击头部可导致弥漫性损伤，以弥漫性轴索损伤、水肿和全脑血管损伤为特征。依据损伤后急性评分(glasgow coma scale，GCS)可将TBI分为轻度、中度和重度。轻度TBI患者恢复往往较好，一般不遗留严重并发症，而中、重度TBI对患者的认知、情绪、行为和身体功能影响较大。虽然脑损伤后某些功能可逐渐恢复，但认知功能缺陷可持续数年。胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein，GFAP)是一种星形细胞的中间丝状蛋白，已被用于评估急性TBI损伤的严重程度和预测预后[2]。Tau蛋白是一种微管相关蛋白，Tau蛋白的异常积累与慢性创伤性脑病和TBI有关[3]。既往文献对轻、重度TBI的相关研究较多，但对中度TBI及其继发认知障碍的研究相对较少，因此本研究旨在探讨中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平变化，分析其与TBI患者继发认知障碍的相关性，为临床TBI患者脑损伤程度及继发认知障碍的评估提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料选择2019年6月至2020年6月新乡医学院第一附属医院收治的87例中度TBI患者为观察组，其中男57例，女30例；年龄18～70(43.2±5.7)岁；致伤因素：跌落伤27例，打击伤31例，车祸伤29例。病例纳入标准：(1)依据病史及头颅CT确诊为中度TBI[4]；(2)入院后格拉斯哥昏迷评分(Glasgow coma scale，GCS)评分9～12分；(3)未合并其他脏器创伤性损伤；(4)伤后昏迷时间不超过6 h；(5)均行颅脑损伤常规药物保守治疗；(6)患者或家属知情同意并签署知情同意书。病例排除标准：(1)患有精神障碍；(2)合并脑卒中、脑出血、颅内肿瘤、癫痫等疾病；(3)既往服用可影响认知功能的药物；(4)患者为文盲或沟通障碍；(5)合并心血管病、肝肾功能异常等基础病；(6)因各种因素在随访过程中失访。选择同期于本院体检健康者20例为对照组，其中男13例，女7例；年龄19～68(42.5±6.5)岁。2组患者年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。依据轻度认知障碍(mild cognitive impairment，MCI)的诊断标准[5]和受伤后1个月蒙特利尔认知评估量表(montreal cognitive assessment,MoCA)评分将TBI患者分为TBI继发MCI组(MoCA<26分)和TBI无MCI组(MoCA≥26分)。TBI无MCI组50例，男33例，女17例；年龄18～70(43.5±6.1)岁。TBI继发MCI组37例，男24例，女13例；年龄21～68(43.7±5.9)岁。TBI无MCI组与TBI继发 MCI组患者的年龄、性别比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 血清GFAP和Tau蛋白检测TBI患者分别于颅脑损伤后1个月(T1)、2个月(T2)、3个月(T3)和对照组受试者体检时采集外周静脉血2～4 mL,1 500 r·min-1离心 5 min ，分离血清，将血清移至1.5 mL EP管中，置于-80 ℃冰箱储存备用。采用人微管关联蛋白酶联免疫吸附测定试剂盒(购自武汉伊莱瑞特生物科技有限公司)检测血清Tau蛋白水平，采用GFAP酶联免疫吸附测定试剂盒(购自武汉云克隆科技股份有限公司)检测血清GFAP蛋白水平，严格按照试剂盒说明书进行操作。

2 结果

2.1 观察组和对照组受试者血清GFAP和Tau蛋白水平比较结果见表1。观察组患者T2、T3时血清GFAP和Tau蛋白水平显著高于T1时，观察组患者T3时血清GFAP和Tau蛋白水平显著低于T2时，差异有统计学意义(P<0.05)。观察组患者T1、T2、T3时血清GFAP和Tau蛋白水平显著高于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表1 观察组和对照组受试者不同时间血清GFAP和Tau蛋白水平比较

2.2 TBI无MCI组与TBI继发MCI组患者不同时间点血清GFAP和Tau蛋白水平比较结果见表2。2组患者T2、T3时血清GFAP和Tau蛋白水平显著高于T1时，T3时血清GFAP和Tau蛋白水平显著低于T2时，差异有统计学意义(P<0.05)；T1、T2、T3，TBI继发MCI组患者血清GFAP和Tau蛋白水平显著高于TBI无MCI组，差异有统计学意义(P<0.05)。

表2 2组患者不同时间点血清GFAP和Tau蛋白水平比较

2.3 TBI继发MCI患者血清GFAP和Tau蛋白水平与MoCA评分的相关性结果见图1。TBI继发MCI患者颅脑损伤后1个月MoCA评分为13～25(19.4±3.5)。TBI继发MCI患者血清GFAP和Tau水平与MoCA评分呈负相关(r=-0.875、-0.852，P<0.001)。

图1 TBI继发MCI患者血清GFAP、Tau蛋白水平与MoCA评分的相关性

3 讨论

TBI是一个世界性的重大公共卫生问题，虽然急性期TBI的治疗手段已有明显改善，但部分患者仍可继发慢性疾病，其中在记忆力、集中力、执行功能等领域的认知功能障碍较为常见[6]。认知功能障碍可能是短暂、长期或永久性的，这取决于原发性颅脑损伤的严重程度以及由此导致的继发性损伤部位[7]。颅脑轻度损伤情况下，认知功能在受伤后的1～3个月可恢复到基线水平；而中度或重度损伤患者的认知功能可能无法完全恢复基本功能。单一或重复性轻度TBI可引起潜在性认知功能障碍，严重时可进展为痴呆[8]。因此，及时、准确地评估TBI患者是否继发认知障碍对TBI患者的康复十分重要。

GFAP是一种颅内高度特异性的中间丝和细胞骨架蛋白家族成员，由于其在轴突变性和星形胶质细胞增生后迅速释放，已成为一种重要的脑脊液生物标志物[9]。GFAP是一种几乎在星形胶质细胞中唯一表达的单体中间丝蛋白，是星形胶质细胞损伤的特异性标志物。研究表明，在脑梗死时患者GFAP水平显著升高[10]，在严重脑损伤患者中血清GFAP水平始终高于参考值范围[11]，且脑损伤患者血清 GFAP与神经功能缺损评估量表评分呈正相关[12]。本研究结果显示，与健康对照组比较，TBI患者颅脑损伤后1～3个月血清GFAP蛋白水平显著升高，颅脑损伤后3个月时，TBI患者的血清GFAP蛋白水平较颅脑损伤后2个月降低，但仍较治疗1个月时高；这可能与经过治疗后脑水肿等继发脑损伤逐渐减轻有关，但受伤后3个月脑损伤仍存在，GFAP水平也高于初始水平；说明GFAP水平可反映头颅损伤后的脑损伤情况。此外，本研究结果显示， TBI继发MCI组患者血清GFAP蛋白水平显著高于TBI无MCI组，TBI继发MCI患者血清GFAP蛋白水平与MoCA评分呈负相关。这一结果说明，TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平与患者继发认知障碍相关，可作为TBI继发MCI评估的生物学指标。BOGOSLOVSKY等[13]研究显示,GFAP水平与TBI严重程度的临床和放射学变量相关，且可作为急性和亚急性期TBI的生物标志物，与本研究结果相似。

Tau是一种重要的微管相关蛋白，参与微管的组装，并维持轴突结构完整性的必需蛋白；Tau蛋白具有多种细胞功能，包括信号转导、细胞增殖、发育神经生物学、神经可塑性和突触活性[14]；Tau蛋白通过不同剪接可产生各种亚型而发挥不同的微管结合亲和力；Tau蛋白可维持微管的稳定和分子沿微管的协调运动，受到磷酸化的严格调控，Tau蛋白异常磷酸化或过度磷酸化后可在神经退行性疾病中聚集[15]。在模拟TBI作用的啮齿动物模型中发现，在创伤发生后2～3个月，总Tau蛋白水平和磷酸化-Tau构象显著增加，并伴有白质退化和神经炎症的增加[16]。王航等[17]研究表明，血清Tau蛋白水平与TBI损伤程度及预后呈正相关。本研究结果显示，观察组患者T1、T2、T3时血清Tau蛋白水平显著高于对照组，T3时观察组患者的血清Tau蛋白水平显著低于T2时，但仍高于T1时；这可能与经过治疗后继发脑损伤逐渐减轻，但未完全恢复有关。此外，本研究结果显示，T1、T2、T3时TBI继发MCI组患者血清Tau蛋白水平显著高于TBI无MCI组；TBI继发MCI患者血清Tau蛋白水平与MoCA评分呈负相关。本研究结果表明，血清Tau蛋白水平与TBI患者继发MCI相关，血清Tau蛋白水平越高，继发MCI的概率越高。NI等[18]研究显示，TBI患者在脑损伤后第1、3、5、7、14天时血清Tau蛋白水平明显升高，轻度TBI患者各时间点血清Tau蛋白水平均明显低于中、重度TBI患者，预后好的患者血清Tau蛋白水平明显低于预后差的患者，早期血清Tau蛋白水平与GCS、格拉斯哥预后评分呈负相关；TBI后第1天、第3天和第5天的Tau蛋白与TBI后6个月的认知功能障碍显著相关，尤其颅脑损伤后第1天的Tau水平最能反映认知功能。有研究显示，Tau蛋白通过神经连接进行细胞外扩散，由磷酸化Tau蛋白组成的神经纤维缠结为阿尔茨海默病和颅脑损伤的神经病理学特征[19]。因此，血清Tau蛋白水平之所以能反映神经功能和认知功能可能与白质损伤和神经元变性有关。

综上所述，中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平升高与其继发MCI相关，这可能与脑白质损伤和神经元变性有关，血清GFAP和Tau蛋白可作为TBI早期诊断和MCI评估的生物学指标。但本研究仅探讨了中度TBI患者血清GFAP和Tau蛋白水平与继发MCI的关系，且目前血清GFAP和Tau蛋白与颅脑损伤继发认知障碍间的确切机制尚未完全确定，仍需进一步研究。