1、顱腦創(chuàng)傷因為發(fā)病率高、病情變化快、致死致殘率高，是醫(yī)療衛(wèi)生和社會經(jīng)濟學的重大難題。顱腦創(chuàng)傷導致腦組織和細胞缺血缺氧、水腫、炎癥、神經(jīng)遞質失調和生理性屏障受損等一系列復雜的生理生化級聯(lián)反應，引起神經(jīng)膠質細胞和神經(jīng)元變性死亡，繼而這些細胞內的特異成分和生化產(chǎn)物直接釋放入腦組織間液和腦脊液，并通過受損的血腦屏障或其他可能途徑進入血液，這些腦特異蛋白被稱作生物標志物。
　　膠質細胞纖維酸性蛋白（GFAP）和泛素C末端水解酶（UCH-L1）

2、近年來分別被作為星形膠質細胞和神經(jīng)元損傷的標志物，引起研究者的廣泛關注。一些研究發(fā)現(xiàn)血清GFAP、UCH-L1可反映顱腦創(chuàng)傷后腦內損傷嚴重性和進展情況，與顱腦創(chuàng)傷病情嚴重程度有良好的相關性，并且穩(wěn)定性、敏感度和特異度高于既往所發(fā)現(xiàn)的腦損傷生物標志物如神經(jīng)元特異性烯醇化酶（NSE）和S100B蛋白等。
　　因此，本課題研究從動物實驗和臨床研究的角度，評估血清GFAP、UCH-L1在顱腦創(chuàng)傷后的表達水平以及與顱腦創(chuàng)傷診斷預后的相關性，

3、并以亞低溫干預為手段，驗證生物標志物對干預措施療效的監(jiān)測效果，從而為這些標志物在臨床中應用提供參考價值。
　　本課題分為四部分：一、大鼠液壓腦損傷和常溫及亞低溫治療模型的建立；二、大鼠血清GFAP、UCH-L1對低溫干預療效監(jiān)測的研究；三、顱腦創(chuàng)傷后早期血清GFAP、UCH-L1對顱腦創(chuàng)傷患者預后的預測價值；四、血清GFAP、UCH-L1在顱腦創(chuàng)傷臨床RCT試驗中的初步應用。
　　第一部分：大鼠液壓腦損傷和常溫及亞低溫治療模

4、型的建立
　　目的：建立穩(wěn)定可重復的大鼠液壓腦損傷和常溫及亞低溫治療模型，從組織學和神經(jīng)行為學角度評價模型質量。
　　方法：雄性SD大鼠72只（體重：348-385g）隨機分配至四組：損傷常溫組（n=18），損傷亞低溫組（n=18），假損傷常溫組（n=18），假損傷亞低溫組（n=18）。對損傷亞低溫組的大鼠應用液壓腦損傷打擊儀以1.8-2.1 ATM的壓力致傷，亞低溫治療使用冰浴降溫的方式將大鼠腦溫控制在33℃左右（波動于3

5、2.5℃至33.5℃），維持該溫度4小時后在2小時的時間采用加熱燈或加熱墊復溫至正常體溫
　　（36-37℃）。損傷常溫組則在液壓腦損傷后采用加熱燈或加熱墊使大鼠腦溫維持在正常體溫。假損傷常溫組僅顱骨鉆孔并埋置打擊管，無液壓損傷，無降溫操作，體溫維持在36-37℃。假損傷亞低溫組大鼠進行顱骨鉆孔并埋置打擊管，無液壓損傷，接受降溫和復溫處理。傷后24h，各組大鼠取3只進行腦組織大體形態(tài)觀察，3只腦組織行病理HE染色，6只于傷后第1-

6、7天行橫梁行走試驗檢測運動功能改變，6只于傷后第11-15天行Morris水迷宮檢測認知功能改變。
　　結果：損傷亞低溫組和假損傷亞低溫的大鼠在執(zhí)行冰浴降溫后體溫迅速下降并達到目標溫度（32.5-33.5℃），在維持低溫的4小時和復溫的2小時內大鼠各項生理參數(shù)穩(wěn)定，與其他組大鼠無明顯差異。傷后24小時大體觀可見假損傷常溫組和假損傷亞低溫組未見明顯大腦皮層異常改變，而在損傷常溫組和損傷亞低溫組可見硬膜下出血、腦挫裂傷和蛛網(wǎng)膜下腔出血

7、出血等改變，但亞低溫組損傷程度明顯較輕。HE染色進一步確認亞低溫組的大鼠致傷灶周圍皮層和海馬區(qū)域損傷程度較常溫組減輕。橫梁行走試驗和Morris水迷宮試驗提示亞低溫可明顯改善腦損傷大鼠的運動和認知功能。
　　結論：本實驗成功建立大鼠液壓腦損傷常溫和亞低溫治療的動物模型，結合組織學和行為學結果，亞低溫可以提供腦損傷后的神經(jīng)保護作用。
　　第二部分：大鼠血清GFAP、UCH-L1對低溫干預療效監(jiān)測的研究
　　目的：檢測亞低

8、溫對大鼠腦損傷后6h、24h血清GFAP、UCH-L1濃度和傷后24h腦組織膠質細胞和神經(jīng)元數(shù)量的影響，并行相關性驗證。
　　方法：采用前期成功制作的大鼠液壓腦損傷常溫及亞低溫治療模型，64只雄性SD大鼠隨機分為四組：假損傷常溫組，假損傷亞低溫組，損傷常溫組，損傷亞低溫組（各組n=16）。各組大鼠在實驗前埋置打擊管后（基線）、傷后6h、傷后24h取全血500-800ul，并提取血清檢測GFAP、UCH-L1濃度。傷后24h，各組大

9、鼠中的8只取腦組織行石蠟切片GFAP免疫組化，對皮層和海馬CA2/3區(qū)域的星形膠質細胞計數(shù)；另外8只腦組織行冰凍切片F(xiàn)luoro-Jade B熒光染色，對皮層和海馬CA2/3區(qū)域的變性神經(jīng)元計數(shù)。采用Pearson相關檢驗分別對傷后6h、24h血清GFAP濃度與傷后24h星形膠質細胞數(shù)量做相關分析，并分別對傷后6h、24h血清UCH-L1濃度與傷后24h變性神經(jīng)元數(shù)量做相關分析。
　　結果：亞低溫對假損傷大鼠的血清GFAP、UCH

10、-L1濃度無明顯影響。亞低溫可降低傷后6h、傷后24h血清GFAP濃度（P=0.0017和P=0.043），同時可降低傷后6h血清UCH-L1濃度（P=0.0013），可降低傷后24h血清UCH-L1濃度，但無統(tǒng)計學意義（P=0.162）。組織病理學顯示亞低溫可降低皮層和海馬CA2/3區(qū)域受損膠質細胞和變性神經(jīng)元的數(shù)量。相關分析結果提示傷后6h、傷后24h血清GFAP濃度均與腦內GFAP陽性細胞數(shù)量有明顯相關性（傷后6h：R=-0.61

11、6，P=0.0002；傷后24h：R=-0.313，P=0.0132），傷后6h的相關程度最強。傷后6h血清UCH-L1濃度與腦內Fluoro-Jade B陽性細胞數(shù)量有相關性（R=0.365，P=0.0399），傷后24h的血清UCH-L1與腦內Fluoro-Jade B陽性細胞數(shù)量無明顯相關性（R=0.272，P=0.132）。
　　結論：亞低溫可降低血清GFAP、UCH-L1濃度，并可減輕腦內膠質細胞和神經(jīng)元損傷。傷后6h的

12、血清GFAP具有明顯的干預措施療效判別作用，可反應腦組織損傷和保護情況。血清GFAP在監(jiān)測低溫干預療效的價值可能高于UCH-L1。
　　第三部分：顱腦創(chuàng)傷后早期血清GFAP、UCH-L1對顱腦創(chuàng)傷患者預后的預測價值
　　目的：評估顱腦創(chuàng)傷后早期（傷后4小時內）血清GFAP濃度對患者傷后6個月預后的預測能力。
　　方法：納入2012年3月至2014年9月因重型顱腦創(chuàng)傷在上海仁濟醫(yī)院神經(jīng)外科就診的成年患者。納入標準為：年齡

13、>18周歲，性別不限，受傷時間為入院前4小時內且入院時GCS評分為3-8分。排除標準為：頭部外傷合并其他系統(tǒng)器官的嚴重外傷、入院時生命體征不平穩(wěn)和妊娠期婦女。此外，選取135例既往無顱腦創(chuàng)傷和其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病的健康志愿者作為對照組。抽取健康志愿者和患者入院時的外周靜脈血3-5ml并提取血清檢測GFAP、UCH-L1濃度。對顱腦創(chuàng)傷患者進行傷后6個月的隨訪，根據(jù)GOS評分分為死亡和存活、預后不良（死亡+植物生存+重度殘疾）和預后良好（中度

14、殘疾+恢復良好）兩類結局指標，并對血清GFAP、UCH-L1預測患者預后的準確性進行ROC分析。
　　結果：一共67例重型顱腦創(chuàng)傷患者納入研究，平均入院時間為傷后2.6小時，GCS評分中位值為6分。傷后6個月隨訪時發(fā)現(xiàn)患者死亡27例，死亡率40.3%；預后不良患者(死亡+植物生存+重度殘疾)35例，預后不良率52.2%。與健康志愿者相比，重型顱腦創(chuàng)傷患者入院時血清GFAP、UCH-L1濃度明顯升高（均P<0.001）。ROC分析結

15、果提示，入院時血清GFAP、UCH-L1具有預后預測價值，GFAP對死亡的預測準確度AUC=0.761，對預后不良的預測準確度AUC=0.823，血清UCH-L1對死亡的預測AUC=0.722，對不良預后的預測價值AUC=0.728。這兩種血清標志物對死亡或不良預后預測的能力均高于年齡（AUC=0.592和0.617）、GCS評分（AUC=0.702和0.711）和瞳孔反應（AUC=0.655和0.705）等臨床指標。
　　結論：

16、顱腦創(chuàng)傷早期的血清GFAP、UCH-L1具有預后預測價值，且預測能力高于年齡、GCS評分和瞳孔反應等臨床指標。
　　第四部分：血清GFAP、UCH-L1在顱腦創(chuàng)傷臨床RCT試驗初步應用
　　目的：評估血清GFAP、UCH-L1用于顱腦創(chuàng)傷臨床RCT試驗中作為替代指標的可行性。
　　方法：LTH-1試驗是由中國15家三級甲等醫(yī)院協(xié)同開展的前瞻性多中心隨機對照研究，旨在評估長時程低溫（34-35℃）治療重型顱腦創(chuàng)傷（GCS

17、4-8分）患者的療效和安全性。本研究選取上海仁濟醫(yī)院納入并完成隨訪的14例重型顱腦創(chuàng)傷患者，收集入院時、入院后1-6天共計7天的外周靜脈血并提取血清，檢測GFAP、UCH-L1濃度，觀察亞低溫對患者血清GFAP、UCH-L1濃度的影響，并通過傷后6個月的隨訪數(shù)據(jù)初步了解長時程低溫的療效及血清GFAP、UCH-L1作為顱腦創(chuàng)傷臨床RCT試驗替代指標的可能性。
　　結果：自2013年11月12日至2015年9月2日，14例患者符合標準

18、入組并完成隨訪，平均年齡42.25±10.3周歲，性別、入院GCS評分、致傷原因、瞳孔反應等指標在兩組間無統(tǒng)計學差異。在傷后6天的觀察時間內，兩組患者的血清GFAP、UCH-L1濃度均有所降低。對比入院時，傷后第6天亞低溫組患者血清GFAP濃度降低程度較常溫組更為明顯（ΔGFAP：2.009（0.354-3.711）vs1.08（0.193-2.366）ng/ml，P<0.01），亞低溫組患者血清UCH-L1濃度降低較常溫組更多（ΔUC

19、H-L1：0.456（0.091-0.842）vs0.175（0.041-0.552），P<0.05）。傷后6個月隨訪顯示亞低溫和常溫對照組死亡率分別為28.6%和57.2%（P=0.28）、兩組不良預后率分別為42.8%和71.4%（P=0.28），但由于樣本量僅14例患者，造成統(tǒng)計學效能不足，待多中心300例樣本量全部完成后才能確定長時程亞低溫的療效。
　　結論：長時程亞低溫療法可降低患者傷后6天的血清GFAP、UCH-L1濃