神經絲蛋白輕鏈多肽在腦損傷評估中的應用進展

黃中龍，楊志勇

(1.廣西醫科大學，南寧 530021； 2.廣西醫科大學第一附屬醫院兒童重癥監護室，南寧 530021)

神經絲蛋白輕鏈多肽(neurofilament light chain polypeptide，NF-L)是神經絲3種重要亞基(神經絲蛋白重鏈多肽、神經絲蛋白中鏈多肽和NF-L)之一[1]。既往研究發現，血清或腦脊液中的NF-L水平升高常見于運動性神經元疾病、神經退行性疾病患者[2-3]。腦損傷指由各種原因導致的腦組織損傷和功能紊亂，包括創傷性腦損傷(traumatic brain injury，TBI)和非TBI。TBI患者的病情發展常處于變化之中，單次CT或磁共振成像檢查并不能經濟、快捷地反映TBI患者的病情變化，早期輕度腦部損傷即可導致可識別的病理改變[4]。血清標志物可快速判斷患者的狀態，并對不良預后進行預測。目前常用的用于評估TBI的血液生物標志物S100鈣結合蛋白B(S100 calcium-binding protein B，S100B)在患者傷后第1天達峰值后即持續降低，鑒別TBI患者早期病情的價值不高，1而血清NF-L水平在早期腦損傷中即顯著升高，且與患者病情變化密切相關[5]。現就NF-L在腦損傷評估中的研究進展予以綜述。

1 NF-L的結構、功能及特點

NF-L主要分布于中樞神經系統神經元軸突中，與神經絲蛋白中鏈、神經絲蛋白重鏈共同組成神經絲，同時還可與大皰性類天皰瘡抗原1n、網蛋白、肌球蛋白Va、細胞周期蛋白依賴性激酶5等蛋白相互作用，起到維持神經細胞結構、促進神經絲軸突生長和大型運動神經元樹突分支等作用[6]，但只有在NF-L存在的情況下神經絲蛋白中鏈、神經絲蛋白重鏈才能組裝成絲狀結構[7]。與神經絲蛋白中鏈、神經絲蛋白重鏈不同，NF-L具有自我組裝能力，但NF-L基因突變可導致這種能力喪失[8]。此外，NF-L基因突變還與多種精神疾病(如精神分裂癥和躁狂癥)的發生相關[9]。NF-L具有豐富的含量和較高的溶解度，當神經元發生變性壞死時，大量NF-L被釋放至突觸間隙，導致血清或腦脊液NF-L水平升高[10-11]，這一過程是否與某些細胞信號通路有關目前尚未明確。

2 NF-L與TBI

2.1NF-L在評估TBI中的特點 TBI是指顱腦遭受暴力打擊導致的組織損傷和功能紊亂，其病理損傷是一個動態過程。原發性的損傷可引起炎癥、離子失衡、代謝紊亂等一系列反應，進而導致腦組織缺血缺氧、腦水腫等繼發損害[12-13]。但目前尚缺乏早期診斷TBI的敏感性、可靠性較高的血清學及生化檢驗指標。TBI在任何年齡段均可能發生，不同年齡段的具體誘因也不相同。青少年TBI的誘因主要包括車禍、暴力打擊以及高對抗性運動中發生的碰撞等，而老年TBI的誘因主要是摔倒[14]。除了誘因不同，不同年齡段TBI患者的病死率也不同，尤其是65歲以上、從高處跌落且需要緊急輸血的老年患者病死率更高[15]。

臨床數據分析、腦組織切片以及免疫組織化學等方法均顯示，TBI患者血清和腦脊液NF-L水平升高與腦神經組織軸突損傷密切相關[16]，且腦脊液與血清NF-L變化具有一致性[5]。因此，NF-L可作為新型TBI軸突損傷的生物標志物。

而作為一種新型的TBI生物標志物，NF-L也表現出與已知血清標志物的差異與特點。如李全春[17]認為，TBI患者血清NF-L水平與CT分級呈顯著正相關，血清NF-L水平越高的患者Glasgow昏迷評分越低，因此血清NF-L水平在判斷腦損傷患者病情方面較S100B更具優勢。另有研究表明，TBI患者血清NF-L水平會在傷后12 d達峰值，隨后緩慢降低，因此與S100B等血清標志物相比，NF-L可更長期地保持高水平，且其變化趨勢與TBI患者病程進展相關性更強，因此在疾病評估方面更具優勢[5]。Thelin等[18]研究認為，TBI患者血清NF-L水平在傷后2周內持續升高的原因在于NF-L的血清半衰期較長，且與受撞擊核心區域更嚴重的急性壞死細胞死亡時間相比，腦神經軸突鏈接受損變性、釋放NF-L的時間窗更長；該研究還認為，NF-L更適合于TBI慢性階段采集，在TBI早期NF-L預測價值較低，且與其他TBI血清標志物(如S100B、神經元特異性烯醇化酶、膠質纖維酸性蛋白以及泛素C端水解酶L1)相比，單獨應用NF-L預測TBI預后的價值不高，但NF-L與膠質纖維酸性蛋白聯合應用預測患者病情發展和預后的價值較高。然而，NF-L水平升高與顱腦血管損傷并無關聯[19]，且不受血腦屏障通透性影響[20]。因此，NF-L只適用于評估TBI患者神經損傷，對顱腦血管損傷則缺乏直接的評估和預測價值。

綜上，NF-L在評估TBI中的特點主要包括：①TBI患者體內NF-L水平與病情嚴重程度呈正相關，NF-L與其他生物標志物聯合應用可取得更好的預測效果；②血清與腦脊液NF-L水平具有一致性，兩者均可反映TBI的嚴重程度；③NF-L僅能反映神經軸突損傷，與顱腦血管損傷無關；④NF-L水平變化不受血腦屏障通透性影響。

2.2NF-L在不同類型TBI中的應用

2.2.1用于評估運動相關性TBI 運動相關性TBI是青少年時期TBI發生的主要類型，高強度對抗性運動中頻繁而劇烈的頭部撞擊是導致TBI的直接原因，因此，運動相關性TBI常見于橄欖球、足球運動員和軍人群體。對于從事高強度運動的人群，通過血清或腦脊液樣本中的某種標志物快速判斷腦部神經損傷，對其生活質量和生命健康均具有重要意義。

研究發現，隨著頭部撞擊次數的增加，橄欖球運動員的血清NF-L水平也隨之升高，但僅首發球員的NF-L水平增加具有統計學意義，這可能與其頭部受撞擊次數更多有關[21]。有研究者收集并比較45例來自瑞典的患急性腦震蕩的曲棍球運動員、賽季前提供樣本的非腦震蕩運動員、伴持續性腦震蕩后癥狀的反復性腦震蕩運動員、健康對照者以及來自美國的230名臨床參與者(含68名健康對照者和162例TBI患者)的腦脊液和血清NF-L水平，結果發現，腦脊液及血清NF-L水平與腦震蕩次數及嚴重程度呈正相關，且可通過比較血清NF-L水平準確區分30 d、90 d、180 d的TBI患者；此外，血清NF-L水平還與腦萎縮發生的可能性及創傷性軸索損傷的發展有關[22]。表明NF-L在運動相關性TBI中具有預后評估價值。Guedes等[23]檢測195例退伍軍人的血漿生物標志物發現，存在重復性輕微TBI、慢性腦震蕩后癥狀、創傷后應激及抑郁癥狀的退伍軍人血清NF-L水平均顯著升高。

以上研究表明，NF-L在評估、預測運動相關性TBI患者病情發展與預后方面具有重要價值，有助于對可能發生的運動導致的TBI高危人群進行早期疾病篩查和診斷。但目前尚無關于血清NF-L水平與運動相關性TBI病情嚴重程度定量分析的研究，因此其臨床應用與診斷價值仍有待進一步研究探索。

2.2.2用于評估彌漫性軸索損傷 彌漫性軸索損傷是TBI中的一種，又稱彌漫性腦白質損傷，其致病因素包括從高處墜落或交通意外事故等。彌漫性軸索損傷的發病率和病死率均較高，且預后較差，目前尚無統一的診斷標準[24]。研究顯示，彌漫性軸索損傷模型大鼠的血清NF-L水平隨著疾病的進展呈先升高后降低趨勢，且升高的幅度與病情嚴重程度相關[25]。表明NF-L在反映彌漫性軸索損傷病情變化方面具有一定價值。史立信等[26]比較95例彌漫性軸索損傷患者與65名健康對照者的血清NF-L水平發現，與健康對照者相比，彌漫性軸索損傷患者血清NF-L水平顯著升高，且升高幅度與患者病情嚴重程度呈正相關；同時，該研究還認為，血清NF-L>5.22 ng/ml可作為預測彌漫性軸索損傷患者死亡風險的獨立因子。因此，NF-L在判斷彌漫性軸索損傷患者病情發展及預后方面具有重要作用。雖然目前國內外關于NF-L在彌漫性軸索損傷中的研究仍較少，但已取得一定進展，未來或可將NF-L納入彌漫性軸索損傷輔助診斷或預后判斷標準，為疾病診治提供參考。

3 NF-L與非TBI

3.1血清NF-L與缺血性腦卒中 非TBI指外力打擊因素外的其他因素導致的腦部損傷，其致病因素包括缺血缺氧、自身免疫和代謝紊亂等。缺血性腦卒中是非TBI中的一種由腦部血管阻塞引起的腦組織缺血缺氧而導致的細胞壞死性疾病，血清NF-L水平在缺血性腦卒中評估中也具有重要價值。

Mages等[27]對缺血4 h和24 h的大腦中動脈永久閉塞模型小鼠進行三重免疫熒光標記，并通過熒光顯微鏡觀察NF-L的表達水平與缺血區域的關系，結果發現，NF-L在缺血區域(主要位于大腦新皮質與紋狀體)表現出免疫反應信號增強，且缺血24 h后NF-L于小鼠紋狀體邊緣的免疫熒光信號較缺血4 h減弱，但紋狀體其他區域的信號明顯增強，由于NF-L在缺血區域的免疫熒光信號增強，因此被認為是腦部缺血的高度敏感因子。Kirschen等[28]利用高敏感性單分子陣列數字免疫分析法測定32例心搏驟停患兒和18名正常兒童腦脊液NF-L水平，并評估腦脊液NF-L水平與心搏驟停患者預后的關系，結果顯示，心搏驟停患兒腦脊液NF-L水平普遍高于正常兒童，且預后不良患兒的腦脊液NF-L水平顯著高于預后良好患兒，提示心搏驟停患者腦脊液NF-L水平越高預后越差。

Tiedt等[29]通過測定196例缺血性腦卒中患者血清NF-L水平發現，與健康對照者相比，缺血性腦卒中患者血清NF-L水平在腦卒中后6個月均顯著升高，且腦卒中后6個月內有再發性缺血性病變的患者血清NF-L水平較無再發性病變者升高；該研究還發現，血清NF-L水平與腦卒中后繼發的神經退行性病變的發生有關。但該研究并未探討不同生物標志物在腦卒中評估與預測中的差異。Uphaus等[30]收集211例缺血性腦卒中患者臨床資料并比較NF-L與其他生物標志物的預測價值，結果發現血清NF-L在長期預測腦卒中患者預后不良方面較N端腦鈉肽前體、心房鈉尿肽等更具優勢。Nielsen等[31]比較31例缺血性腦卒中患者血清NF-L、S100B、白細胞介素-6水平，結果發現患者血清NF-L水平顯著升高，S100B、IL-6水平未發生明顯變化。以上研究表明，血清NF-L在評估缺血性腦卒中患者病情轉歸方面較其他標志物具有更高的可靠性和敏感性，有利于監測缺血性腦卒中患者的狀態，控制患者不良預后。

3.2血清NF-L與多發性硬化癥(multiple sclerosis，MS) MS是一種以中樞神經系統白質脫髓鞘為特征的自身免疫性疾病，常累及腦部、脊髓，造成神經軸索損傷。而神經軸索損傷可導致患者血清及腦脊液中的NF-L水平顯著升高，且這種水平變化可能由于彌漫性白質損傷導致[32]。

Wong等[33]對102例首次發生中樞神經系統脫髓鞘疾病的患兒和23例MS患兒進行3.5年隨訪并檢測其血清和腦脊液中的NF-L水平，結果發現，102例首次發生中樞神經系統脫髓鞘疾病患兒的血清NF-L水平均高于23例MS患兒，且在47例同時收集到腦脊液和血清NF-L的首次發生中樞神經系統脫髓鞘疾病的患兒中，有28例患兒發展為獲得性脫髓鞘綜合征，但未繼續發展為MS，且這28例患兒的血清NF-L水平顯著高于非獲得性脫髓鞘綜合征患兒。因此，血清NF-L可作為可靠的神經軸索損傷標志物，且血清NF-L水平越高預示獲得性中樞脫髓鞘疾病患者未來確診為MS的可能性越高。

此外，NF-L在判斷MS患者不良預后方面也具有獨特價值。Kalatha等[34]通過簡明多發性硬化國際認知評估測試和酶聯免疫吸附試驗發現，MS患者認知功能與腦脊液NF-L水平有關，腦脊液NF-L水平越高，患者的認知功能越差。以上研究證實，NF-L在預測MS患者不良預后方面具有要作用，其在預測腦部神經組織器質性病變不良預后方面也具有潛在價值。

4 小 結

作為神經絲的重要組成部分，NF-L在腦損傷患者病情發生發展中具有重要作用。各種原因導致的神經受損變性均可引起NF-L大量釋放，而NF-L升高幅度與患者病情嚴重程度及不良預后呈正相關。但目前關于NF-L水平變化與腦損傷患者病情發展的關系尚無統一評價標準。嚴重腦損傷可能進展為腦死亡，而目前我國關于腦死亡的判定及應用的研究尚處于起步階段，腦死亡的判定標準尚缺乏可量化的血液或腦脊液標志物。NF-L在評估腦損傷方面具有一定應用價值與優勢，未來或可在判斷腦死亡方面也具有獨特價值，從而為完善我國腦死亡判定標準、促進有關腦死亡方面的研究提供幫助。