中重型创伤性脑损伤患者早期血清pNF—H、AQP4变化及临床意义

中重型创伤性脑损伤患者早期血清pNF—H、AQP4变化及临床意义目的：探讨中重型创伤性脑损伤患者早期血清pNF-H、AQP4水平变化及临床意义。

方法：选取中重型创伤性脑损伤患者30例（观察组）及健康体检者15例（对照组），应用ELISA法检测患者伤后24 h内及伤后48、72、120 h血清中pNF-H、AQP4水平，分析其变化趋势与疾病演变和预后的关系。

结果：观察组患者各时间点血清pNF-H、AQP4浓度较对照组显著高，差异有统计学意义（P ＜0.05），血清AQP4高峰出现于伤后72 h。

重型颅脑损伤患者血清pNF-H、AQP4浓度明显高于中型患者。

预后恶劣组患者血清AQP4、pNF-H浓度显著高于预后良好组（P＜0.05）。

结论：中重型创伤性脑损伤早期患者血清AQP4及pNF-H 水平测定有助于评估的病情严重程度和预后。

[Abstract] Objective：To explore the change and clinical significance of serum Aquaporin-4（AQP4）and phosphorylated axonal form of the high molecular weight neurofilament subunit NF-H（pNF-H）in moderate and severe traumatic brain injury （TBI）patients.Method：A total of 30 patients with moderate and severe TBI（the observation group）and 15 healthy controls（the control group）were enrolled in this study.Serum samples were collected within 24 h，and 48，72 and 120 h post injury.Serum AQP4 and pNF-H were estimated using ELISA to analyze the change trend of them together.Result：Serum levels of AQP4 and pNF-H in the observation group were significantly higher than those in the control group in all the time（P＜0.05）.There was a significant elevation in the levels of the AQP4 in 72 h post injury.The serum AQP4 and pNF-H in patients with severe TBI were higher than those in patients with moderate TBI.The serum levels of AQP4 and pNF-H were significantly higher in patients with poorer prognoses compared with those with better prognoses（P＜0.05）.Conclusion：Determination of serum AQP4 and pNF-H in TBI during early period may be useful to evaluate pathogenic condition and prognosis.[Key words] Traumatic brain injury；Aquaporin-4；Phosphorylated axonal form of the high molecular weight neurofilament subunit NF-H创伤性脑损伤（traumatic brain injury，TBI）是神经外科疾病中的常见病与多发病，致死率及致残率高，严重威胁人类的健康，给家庭和社会带来巨大的痛苦和经济损失。

神经丝蛋白H磷酸化亚型（phosphorylated axonal form of the high molecular weight neurofilament subunit NF-H，pNF-H）、水通道蛋白4（aquaporin-4，AQP4）是新近受到较多关注的脑损害特异性生物学标记物，参与了TBI后继发性脑损伤的病理生理过程。

本文分析检测30例中重型颅脑损伤患者早期血清AQP4、pNF-H水平变化，探讨AQP4、pNF-H对于重度颅脑损伤患者病情演变及预后的关系，现将结果报道如下。

1 资料与方法1.1 一般资料选择河北大学附属医院神经外科急诊入院TBI患者30例为观察组。

所有患者均为受伤24 h内入院，入院时头颅CT检查证实存在脑挫裂伤并发不同程度蛛网膜下腔出血、硬膜外血肿或脑内血肿等，生存或住院时间超过5 d。

排除标准：（1）伴有严重复合伤或联合伤者，如严重开放性颅骨骨折及合并肢体胸腹伤者；（2）合并严重心肺肝肾等系统性病变；（3）存在自身免疫系统疾病、恶性肿瘤、神经系统变性病等；（4）合并有严重感染；（5）术中、术后因血容量不足输血者，伤后迟发性血肿、进行二次手术的患者；（6）患有造血系统疾病，如贫血、血友病等。

其中男21例，女9例；年龄20～65岁，平均（32.23±6.42）岁。

随机选择同期门诊健康体检者20例作为对照组，年龄18～64岁，平均（34.23±8.45）岁。

两组研究对象年龄、性别构成比较差异无统计学意义（P>0.05）。

1.2 方法TBI患者于伤后24 h内，伤后48、72、120 h抽取静脉血3 ml，对照组清晨空腹抽取静脉血3 ml，4 ℃3000 r/min离心10 min后分离血清，置于-80 ℃冰箱内保存待测。

采用双抗夹心ELISA法测定血清中pNF-H、AQP4含量，试剂由上海将来股份有限公司生产，检测仪器采用美国Bio-Tek酶标仪。

入院时根据格拉斯哥昏迷评分（glasgow coma scale，GCS）分为：重型（3～8分）18例，中型（9～12分）12例。

1.3 随访对患者进行电话或门诊随访，随访时间为伤后3个月。

按照格拉斯哥预后（glasgow outcome scale，GOS）评分：GOS 1～3分为预后恶劣组，4～5分为预后良好组。

1.4 统计学处理所有数据采用SPSS 19.0进行分析，计量资料均数±标准差（x±s）表示，组间比较t检验，相关分析用Spearman等级相关分析法，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果2.1 观察组各时间点血清AQP4、pNF-H的动态变化与对照组比较观察组各时间点血清AQP4、pNF-H水平显著高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

3 讨论当前对TBI早期神经系统损伤程度的判断及预后的预测，临床主要依赖于GCS和头颅CT影像学检查等。

GCS评分与脑损伤患者的最终预后结果有相当的不一致性。

虽然头颅CT可以明确脑损伤的性质及部位，但在弥漫性轴索损伤（DAI）时CT敏感性欠佳，不能正确反映脑细胞损害程度，难以准确预见病情的转归，MRI对DAI的损害敏感性高，但因扫描时间长，对于病情不稳定的患者限制了它的使用。

目前临床评分和放射性技术不能完全准确预测患者预后，仍需要探索新的辅助手段。

近年，脑内特异性蛋白检测方面取得了很大进步，生物素标记成为TBI预后研究的热点。

已有研究发现一些生物学标记物能够反映中枢神经系统损害程度及预测预后，但由于取材困难、涉及伦理道德问题等，难以在临床实施。

理想的标记物应该对脑损伤具有高度特异性和高度敏感性，伤后血清迅速出现，随伤后病情变化而变化。

AQP4是中枢神经系统最为丰富的水通道蛋白，覆盖超过95%的脑毛细血管表面，它在紧贴微血管与室管膜上皮的星形胶质细胞的足突上的极化表达，对维持脑内水平衡至关重要。

研究发现在病理情况下BBB破坏常伴有星形胶质细胞上AQP4的表达增高[1-2]，并且AQP4可以使脑组织在脑缺血低氧、感染、创伤、肿瘤、蛛网膜下腔出血等情况下产生病理性的水肿。

有研究认为在创伤性脑水肿早期，AQP4表达增高加重细胞毒性脑水肿[3]，AQP4表达下调加重血管源性脑水肿，而TBI后抑制AQP4激活相关因子、注射的小干扰RNA（siRNA）以此减少AQP4表达可有效减轻水肿的形成，降低血脑屏障破坏，减少星形胶质细胞增生和神经细胞死亡[4-7]。

目前有研究表明创伤性脑损伤患者脑脊液AQP4水平升高，认为CSF AQP4水平可作为有效的生化标志物来评估外伤性脑水肿的严重程度[8]。

本组研究显示颅脑损伤患者血清AQP4水平较健康体检者明显增高，其水平高低与预后明显相关。

如何及何时调控AQP4表达水平，这可能是未来在颅脑外伤中保护BBB、治疗脑水肿的新突破，需要更深层次的研究。

神经丝蛋白（neurofilament proteins，NFs）存在于大多数成熟神经元中的中间丝，神经轴索的主要骨架蛋白，为大直径有髓轴突中含量最高的成分，也是轴突生长必不可少的因子，对维持神经元正常形态和轴浆运输有至关重要的作用。

NF分为NF-L、NF-M和NF-H三种，其中NF-H在正常神经元中表达最少，但在神经元损伤和再生反应时表达增加，提示其可以反映神经损伤和再生的程度，pNF-H是NF-H的磷酸化亚型，被认为是可以反映轴突损伤的潜在标志物[9]。

在动物实验中发现TBI大鼠模型血清pNF-H水平升高，与颅脑损伤的严重程度密切相关，认为检测血清pNF-H水平是评估神经损伤及变性的一种简单快捷的方法[10-11]。

Zurek等[12]研究发现血清pNF-H水平变化可反映儿童颅脑损伤严重程度，并可预测死亡率。

目前国内有研究发现脑损伤程度越重，GCS评分越低，pNF-H水平越高，同时pNF-H水平与6个月后GOS评分也呈明显负相关，提示血清pNF-H水平可作为推测颅脑损伤程度和预后的临床指标之一，在颅脑损伤早期具有较高的诊断价值[13]。

综上所述，创伤性脑损伤后血清AQP4、pNF-H浓度可作为早期评估病情严重程度、病情演变、临床预后的可能指标，对评估临床早期颅脑损伤严重程度及推测预后具有重要意义。

参考文献[1] Kaur C，Sivakumar V，Zhang Y，et al.Hypoxia-Induced As-trocytic Reaction and Increased Vascular Permeability inthe Rat Cerebellum[J].Glia，2006，54（8）：826-839.[2] Yang B，Zador Z，Verkman A S.Post-traumatic hypoxia exacerbates brain tissue damage：analysis of axonal injury and glial responses[J].J Biol Chem，2008，283（22）：15280-15286.[3] Lu H，Lei X Y，Hu H，et al.Relationship between AQP4 expression and structural damage to the blood-brain barrier at early stages of traumatic brain injury in rats [J].Chin Med J （Engl），2013，126（22）：4316-4321.[4] Rao K V，Reddy P V，Curtis K M，et al.Aquaporin-4 expression in cultured astrocytes after fluid percussion injury[J].J Neurotrauma，2011，28（3）：371-381.[5] Shenaq M，Kassem H，Peng C，et al.Neuronal damage and functional deficits are ameliorated by inhibition of aquaporin and HIF1α after traumatic brain injury （TBI）[J].J Neurol Sci，2012，323（1-2）：134-140.[6] Fukuda A M，Adami A，Pop V，et al.Posttraumatic reduction of edema with aquaporin-4 RNA interference improves acute and chronic functional recovery[J].J Cereb Blood Flow Metab，2013，33（10）：1621-1632.[7] Kapoor S，Kim S，Farook J M，et al.Foxo3a Transcriptionally Upregulates QP4 nd Induces Cerebral Edema Following Traumatic Brain Injury[J].J Neurosci，2013，3（44）：17398-17403.[8] Lo Pizzo M，Schiera G，Di Liegro I，et al.Aquaporin-4 distribution in control and stressed astrocytes in culture and in the cerebrospinal fluid of patients with traumatic brain injuries[J].Neurol Sci，2013，34（8）：1309-1314.[9] Hayakawa K，Okazaki R，Ishii K，et al.Phosphorylated neurofilament subunit NF-H as a biomarker for evaluating the severity of spinal cord injury patients，a pilot study[J].Spinal Cord，2012，50（7）：493-496.[10] Shaw G，Yang C，Ellis R，et al.Hyperphosphorylated neurofilament NF-H is a serum biomarker of axonal injury[J].Biochem Biophys Res Commun，2005，336（4）：1268-1277.[11] Anderson K J，Scheff S W，Miller K M，et al.The phosphorylated axonal form of the neurofilament subunit NF-H（pNF-H）as a blood biomarker of traumatic brain injury[J].J Neurotrauma，2008，25（9）：1079-1085.[12] Zurek J，Bartlová L，Fedora M.Hyperphosphorylated neurofilament NF-H asa predictor of mortality after brain injury in children[J].Brain Inj，2011，25（2）：221-226.[13]揭国庆，余国峰.颅脑损伤患者血清神经丝蛋白H磷酸化亚型含量变化及其临床意义[J].全科医学临床与教育，2011，9（6）：623-625.。