血清AQP-1聯合腦電雙頻指數對顱腦損傷患者病情嚴重程度和預后的評估

季 明 朱 迪 梁旭光

赤峰市醫院，內蒙古 赤峰 024000

顱腦損傷（traumatic brain injury，TBI）是神經外科常見急癥，主要由暴力傷害等直接暴力和墜落、交通事故等間接暴力所致，近年來隨著交通和建筑領域的快速發展，TBI 發生率逐年增加［1-2］。病情嚴重程度與TBI患者預后密切相關，及時評估其病情和預后對促進預后改善至關重要。研究表明，腦水腫和意識障礙程度與TBI 病情嚴重程度和預后密切相關［3-4］。水通道蛋白-1（aquaporin-1，AQP-1）是一種跨膜糖蛋白，能通過調節腦脊液產生參與腦實質中水的轉運［5］。實驗顯示，AQP-1表達上調與高血壓大鼠腦水腫發生有關［6］。腦電雙頻指數（bi-spectral index，BIS）是將腦電圖信號化得到的數字，能客觀、量化-反映麻醉過程中患者的麻醉深度［7］。近年有學者報道［8］，BIS與急性重度一氧化碳中毒患者昏迷程度預后不良結局有關。本研究擬探討血清AQP-1和BIS與TBI患者病情嚴重程度和預后的關系及評估價值，旨在為改善TBI患者預后提供思路。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018-01—2021-12 赤峰市醫院收治的125例TBI患者為TBI組，女50例，男75例，年齡19～78（46.47±9.30）歲；體重指數18.75～27.70（22.37±1.89）kg/m2；創傷原因：60 例交通事故，50 例高空墜落/摔倒，其他15例。選取同期60名健康體檢者為對照組，女24 例，男36 例，年齡18～75（45.74±9.87）歲；體重指數18.15～27.72（22.24±1.83）kg/m2。2組一般資料比較差異無統計學意義（P＞0.05）。納入標準：（1）經顱腦CT/MRI確診為TBI；（2）患者和家屬均知情研究；（3）受傷至入院時間＜12 h。排除標準：（1）既往TBI和顱腦手術史；（2）免疫、血液系統損害；（3）合并腦卒中、腦出血等腦血管疾病和癲癇、癡呆等神經疾病；（4）妊娠及哺乳期婦女；（5）合并其他部位或臟器損害；（6）年齡＜18 歲；（7）吸毒史、藥物濫用史；（8）惡性腫瘤；（9）院內死亡；（10）臨床資料不完整或隨訪資料缺失。本研究并經醫院倫理委員會批準。

1.2 方法

1.2.1 資料收集：收集TBI 患者性別、吸煙、飲酒、年齡、病史、體重指數、受傷至入院時間和顱腦CT表現（顱底骨折、頭蓋骨骨折、顱腔積氣、腦挫傷、腦內血腫、腦室內出血、蛛網膜下腔出血、硬膜下血腫、硬膜外血腫、中線移位≥5 mm、基底池異常）等。

1.2.2 血清AQP-1 水平檢測：采集對照組體檢時和TBI 患者入院時靜脈血3 mL，離心（3 000 r/min 離心15 min，半徑15 cm）取上層血清，采用酶聯免疫吸附法（武漢純度生物科技有限公司，編號：CD-102807-ELISA）檢測AQP-1表達。

1.2.3 BIS 監測：TBI 患者入院后立即采用BIS 監護儀（美國Covidien公司，型號：VISTA）和BIS腦電傳感器（美國Covidien 公司，型號：186-0106）監測BIS：醫用酒精擦拭患者額頭部皮膚，將感應裝置放置于外眥，4 個預膠化電極芯片按照說明書放置于正確位置，環繞四個探頭周圍用力按壓5 s。確保電極片接觸良好后依次連接傳感器和模塊，監測BIS 值，每小時監測1次，連續監測6 h，取平均值。

1.3 病情和預后分組采用格拉斯哥昏迷量表（Glasgow coma scale，GCS）［9］評估TBI 患者入院時病情嚴重程度，總分3～15 分，根據GCS 評分分為輕度組（13～15 分，n=51）、中度組（9～13 分，n=42）、重度組（3～8 分，n=32）。TBI 患者治療后通過門診隨訪90 d，采用格拉斯哥預后量表（Glasgow outcome scale，GOS）評估預后，總分1～5分，得分越低表示預后越差，根據GOS評分分為預后不良組（≤3分）和預后良好組（＞3分）。

1.4 統計學分析選用SPSS 28.0統計學軟件，計量資料以±s或M（P25，P75）表示，2組間采用t或Z檢驗，多組間采用F檢驗，組間兩兩比較用LSD檢驗；計數資料以例（%）表示和χ2檢驗；相關性采用Spearman相關性分析；影響因素采用多因素Logistic 回歸分析；評估價值采用ROC 曲線分析，比較曲線下面積（area under the curve，AUC）；P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 TBI組與對照組血清AQP-1水平比較與對照組［（16.68±5.20）μg/L］比較，TBI組血清AQP-1水平［（31.23±9.43 μg/L］升高，差異有統計學意義（t=13.491，P＜0.001）。

2.2 不同病情嚴重程度TBI 患者血清AQP-1 水平和BIS比較重度組血清AQP-1水平高于中度組、輕度組，BIS低于中度組、輕度組；中度組血清AQP-1水平高于輕度組，BIS低于輕度組（P＜0.05）。見表1。

表1 不同病情嚴重程度TBI患者血清AQP-1水平和BIS比較 （±s）Table 1 Comparison of serum AQP-1 levels and BIS in TBI patients with different severity levels （±s）

表1 不同病情嚴重程度TBI患者血清AQP-1水平和BIS比較 （±s）Table 1 Comparison of serum AQP-1 levels and BIS in TBI patients with different severity levels （±s）

注：與輕度組比較，aP＜0.05；與中度組比較，bP＜0.05。

組別輕度組中度組重度組F值P值n 51 42 32 AQP-1/（μg/L）22.72±5.77 32.39±3.60a 43.26±3.78ab 193.844＜0.001 BIS 52.34±3.40 45.92±1.74a 40.30±2.78ab 190.321＜0.001

2.3 TBI 患者血清AQP-1 水平和BIS 與GCS 評分的相關性Spearman相關性分析顯示，TBI患者GCS評分與血清AQP-1 水平呈負相關，與BIS 呈正相關（rs=-0.829、0.855，P均＜0.001）。見圖1。

2.4 TBI 患者預后不良的單因素分析隨訪90 d，125 例TBI 患者預后不良33 例（26.40%）。單因素分析顯示，預后不良組GCS評分和硬膜外血腫、中線移位≥5 mm、基底池異常比例及AQP-1 水平高于預后良好組，BIS 低于預后良好組（P＜0.05），2 組患者性別、吸煙、飲酒、年齡等資料比較差異無統計意義（P＞0.05）。見表2。

表2 TBI患者預后不良的單因素分析Table 2 Single factor analysis of poor prognosis in TBI patients

2.5 TBI 患者預后不良的多因素Logistic 回歸分析以GCS 評分、硬膜外血腫（是/否=1/0）、中線移位≥5 mm（是/否=1/0）、基底池異常（是/否=1/0）、AQP-1、BIS 為自變量，預后不良（是/否=1/0）為因變量。多因素Logistic 回歸分析顯示，GCS 評分、BIS 增加為TBI患者預后不良的獨立保護因素，中線移位≥5 mm、基底池異常和AQP-1 升高為其獨立危險因素（P＜0.05）。見表3。

表3 TBI患者預后不良的多因素Logistic回歸分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis of poor prognosis in TBI patients

2.6 血清AQP-1 水平和BIS 對TBI 患者預后不良的評估價值ROC曲線分析顯示，血清AQP-1聯合BIS評估TBI患者預后不良的AUC大于AQP-1、BIS單獨評估（Z=2.340、2.380，P=0.019、0.017）。見表4和圖2。

圖2 血清AQP-1水平和BIS評估TBI患者預后不良的ROC曲線Figure 2 ROC of poor prognosis of TBI patients assessed by serum AQP-1 level and BIS

表4 血清AQP-1水平與BIS對TBI患者預后不良的評估價值Table 4 Evaluation value of serum AQP-1 levels and BIS for poor prognosis in TBI patients

3 討論

TBI是臨床常見的機械性損傷，盡管近年來隨著治療技術的出現，顱電/磁刺激、大骨瓣開顱手術、高壓氧治療等方法極大改善了TBI患者預后［10］，但TBI作為神經外科急癥，多合并意識、自主呼吸抑制、神經結構損害、吞咽障礙等功能損害，治療難度大，導致TBI 仍是引起殘疾和死亡的最常見原因之一［11］。分析TBI患者病情和預后影響因素，對治療方案制定和改善預后意義重大。

腦水腫是TBI 后一種病理性腫脹，TBI 后炎癥、缺氧、缺血、微循環障礙、血-腦屏障破壞等一系列病理生理變化可導致腦細胞內或細胞外過量液體積累，引起腦水腫，由于顱骨包繞的顱腔大小是固定的，因此腦水腫可通過增加腦容積導致顱內壓增高，加重患者顱腦損傷和危及生命安全［12］。AQP是維持水分子通過細胞膜的一種內在膜蛋白，介導水和其他小分子在細胞間選擇性轉運，AQP1是AQP家族主要成員之一，在中樞神經系統中廣泛分布，在維持腦內水平衡中發揮重要作用。既往研究報道，敲除小鼠AQP1基因后，小鼠腦脊液生成和腦室內壓力顯著降低［13］。Trillo-Contreras 等［14］研究顯示，AQP1 是大腦中表達最豐富的AQP之一，當AQP1缺乏時可導致腦脊液產生障礙，而上調AQP1 能促進腦脊液生成，并導致腦積水。這兩項研究表明，AQP1在腦脊液穩態和腦積水中發揮重要作用。在TBI 誘導的小鼠腦水腫模型中，AQP1 隨著腦水腫形成而升高，敲除AQP1 基因能抑制小鼠創傷后腦水腫形成［15］。臨床研究也報道，血清AQP1水平升高與急性腦梗死患者腦水腫嚴重程度相關［16］。TBI是一種嚴重的創傷，因腦組織病理性損害可導致神經功能障礙，造成不同程度的意識障礙，意識障礙持續時間與腦損傷嚴重程度和預后密切相關［17］。腦電圖可反映TBI 患者腦功能損傷程度和昏迷程度，BIS是通過計算分析腦電圖功率、諧波、頻率和位相，數字化處理復雜的腦電圖，將其轉化為無量綱的數字，不僅保留了原始腦電信息，還可量化測量大腦皮質和皮層下的意識水平，BIS值越低反應意識水平越差［18］。既往BIS主要用于指導神經外科手術患者麻醉深度［19］。近年研究報道，BIS還能反映危重癥患者昏迷程度和預后［20］。然而關于AQP1、BIS 與TBI 患者病情和預后的關系尚未可知。

本研究顯示，TBI 患者血清AQP1 水平隨著病情加重而升高，是TBI 患者預后不良的獨立危險因素，而BIS 隨著病情加重而降低，BIS 升高是TBI 患者預后不良的獨立保護因素。說明血清AQP-1水平升高和BIS降低與TBI患者病情加重、預后不良有關。分析原因可能是血清AQP-1水平升高能促進腦脊液生成導致顱內壓升高，通過加重腦組織損害導致病情加重和預后不良［21］。BIS降低反應TBI患者大腦皮層及皮層高度抑制，處于更深層次的昏迷狀態，直接反映病情越嚴重和預后更差。本研究還顯示，GCS 評分增加、中線移位≥5 mm、基底池異常也會增加TBI患者預后不良風險，分析原因是GCS 評分越高反映TBI 患者病情越差，中線移位≥5 mm 和基底池異常反應TBI患者腦損傷更嚴重，因此具有更高的預后不良風險；血清AQP-1 水平為28.11 μg/L 時，評估TBI患者預后不良的AUC 為0.759；BIS 為41.87 時，評估TBI 患者預后不良的AUC 為0.769；血清AQP-1 聯合BIS 評估TBI 患者預后不良的AUC 為0.837，顯著大于AQP-1、BIS單獨評估，說明血清AQP-1水平和BIS可能成為TBI 患者預后的輔助評估指標，且血清AQP-1聯合BIS評估能提升評估價值。

TBI 患者血清AQP-1 水平升高和BIS 降低，與病情加重和預后不良密切相關，血清AQP-1聯合BIS評估TBI患者預后不良的價值較高，可能成為TBI患者預后輔助評估指標。