创伤性颅脑损伤患者血清氧化三甲胺水平及其与神经功能的关系研究

贲岑伟，张艳，管义祥

创伤性颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）为临床上常见的一种外伤性疾病，其可导致严重的后遗症，是导致人类死亡和残疾的主要原因［1］。TBI对大脑的初级损伤可导致缺血性脑损伤、瘫痪、脑震荡、死亡和其他严重并发症等，后期可能导致各种神经功能障碍、失语或智力低下等［2-3］。

肠道菌群的改变与抑郁、焦虑等情绪障碍有关，其对颅脑损伤会产生一定影响［4］。而氧化三甲胺（trimetlylamine N-oxide，TMAO）是肠道菌群中的三甲胺氧化产生的有机化合物，其与多种疾病的发生发展有关。研究表明，TMAO可加速冠状动脉疾病的发展，增加血小板反应性和血栓形成风险［5-6］。乐江漫等［7］研究证明，血浆TMAO与妊娠糖尿病的发生有关。还有研究显示，血浆TMAO水平可以预测颈动脉支架置入术后继发的缺血性脑损伤［8］，还可以识别心血管死亡和脑损伤疾病高风险患者［9］。DEL RIO等［10］初次研究了TMAO在调节中枢神经系统功能中的作用，证明了TMAO存在于人类脑脊液中。还有学者证明TMAO水平升高可增加阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD）的发生风险［11-12］。但目前关于TBI患者TMAO水平与神经功能之间的关系研究较少，为此，本研究旨在分析TBI患者血清TMAO水平及其与神经功能的关系。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2017年8月至2020年8月海安市人民医院收治的TBI患者126例。纳入标准：（1）有明确的头部外伤史；（2）年龄＞18岁；（3）受伤至入院时间＜12 h。排除标准：（1）非外伤导致的颅内出血者；（2）出血性疾病者；（3）患有先天性心脏病或肝肾等重要脏器功能不全者；（4）伴有精神疾病者。根据格拉斯哥昏迷量表（Glasgow Coma Scale，GCS）［13］评分，将患者分为轻型TBI组（GCS评分为13～15分，48例）、中型TBI组（GCS评分为9～12分，40例）、重型TBI组（GCS评分为3～8分，38例）。另选取同期在海安市人民医院体检的健康者40例为对照组。本研究获得海安市人民医院伦理委员会批准（审批号：2017725）。所有受试者及家属对本研究内容完全知情，且签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料收集 收集受试者一般资料，包括性别、年龄、BMI、饮酒史、吸烟史、病程（对照组除外）。

1.2.2 ELISA检测血清TMAO水平 采集患者入院次日及对照组体检当日晨起空腹肘静脉血5 ml，于4 ℃下3 000 r/min离心20 min（离心半径10 cm），收集上清液，置于-20 ℃冰箱中保存待测。参考人TMAO ELISA检测试剂盒〔本生（天津）健康科技有限公司〕说明书配制一系列浓度的标准品溶液，通过酶联免疫检测仪（深圳海思安生物技术有限公司）测定不同浓度标准品在450 nm处的吸光度，绘制标准回归曲线；于-20 ℃冰箱中取适量血清样本，解冻，测定样本在450 nm处的吸光度；依据标准回归曲线计算血清TMAO水平。

1.2.3 神经功能评估 入院当天，采用美国国立卫生研究院卒中量表（National Institute of Health Stroke Scale，NIHSS）［14］评估受试者神经功能，NIHSS评分0～1分为神经功能正常、2～7分为神经功能轻度缺损、8～14分为神经功能中度缺损、≥15分为神经功能重度缺损。

1.3 统计学方法 采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。计量资料以（±s）表示，两组间比较采用成组t检验，多组间比较采用单因素方差分析，组间两两比较采用SNK-q检验；计数资料以相对数表示，组间比较采用χ2检验；TBI患者血清TMAO水平与NIHSS评分的相关性分析采用Pearson相关分析；采用ROC曲线分析血清TMAO水平对TBI患者发生神经功能缺损的诊断价值。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 四组性别、年龄、BMI、有饮酒史者占比、有吸烟史者占比比较，差异无统计学意义（P＞0.05）；轻型TBI组、中型TBI组、重型TBI组病程比较，差异无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 四组一般资料比较Table 1 Comparison of general information among the four groups

2.2 血清TMAO水平和NIHSS评分 四组血清TMAO水平、NIHSS评分比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。轻型TBI组、中型TBI组、重型TBI组血清TMAO水平、NIHSS 评分高于对照组，差异有统计学意义（P＜0.05）；中型TBI组、重型TBI组血清TMAO水平、NIHSS评分高于轻型TBI组，差异有统计学意义（P＜0.05）；重型TBI组血清TMAO水平、NIHSS评分高于中型TBI组，差异有统计学意义（P＜0.05），见表2。

表2 四组血清TMAO水平、NIHSS评分比较（±s）Table 2 Comparison of serum TMAO levels and NIHSS scores among the four groups

表2 四组血清TMAO水平、NIHSS评分比较（±s）Table 2 Comparison of serum TMAO levels and NIHSS scores among the four groups

注：a表示与对照组比较，P＜0.05；b表示与轻型TBI组比较，P＜0.05；c表示与中型TBI组比较，P＜0.05；TMAO=氧化三甲胺，NIHSS=美国国立卫生研究院卒中量表

组别例数TMAO（μmol/L） NIHSS评分（分）对照组402.1±0.21.0±0.2轻型TBI组483.1±0.1a4.8±0.4a中型TBI组404.0±0.6ab7.3±1.2ab重型TBI组384.6±1.1abc10.2±2.1abc F值115.636411.816 P值＜0.001＜0.001

2.3 TBI患者血清TMAO水平与NIHSS评分的相关性Pearson相关分析结果显示，TBI患者血清TMAO水平与NIHSS评分呈正相关（r=0.718，P＜0.001），见图1。

图1 TBI患者血清TMAO水平与NIHSS评分的相关性Figure 1 Correlation between serum TMAO levels and NIHSS scores in patients with TBI

2.4 血清TMAO水平对TBI患者发生神经功能缺损的诊断价值 TBI患者中，发生神经功能缺损者37例，其血清TMAO水平为（4.6±1.0）μmol/L；未发生神经功能缺损者89例，其血清TMAO水平为（3.5±0.4）μmol/L。发生神经功能缺损的TBI患者血清TMAO水平高于未发生神经功能缺损的TBI患者（t=8.335，P＜0.001）。ROC曲线分析结果显示，血清TMAO水平诊断TBI患者发生神经功能缺损的AUC为0.906〔95%CI（0.832，0.979）〕，最佳截断值为4.3 μmol/L，灵敏度为78.38%，特异度为96.63%，约登指数为0.75，见图2。

图2 血清TMAO水平诊断TBI患者发生神经功能缺损的ROC曲线Figure 2 ROC curve of serum TMAO level for diagnosing the occurrence of neurological deficits in patients with TBI

3 讨论

TBI是常见的急危重症，具有高发病率、高致残率和高病死率等特点［15］。一些TBI患者出院后遗留不同程度的躯体神经功能障碍，极大地影响了患者的生活质量和生命安全［16］。人体肠道菌群及其代谢产物不仅影响消化吸收，还会影响中枢神经系统功能。研究表明，脑损伤后肠道菌群的变化可能影响患者的恢复情况［17］。TMAO是一种肠道菌群的代谢产物，研究表明，AD患者脑脊液中TMAO水平明显升高，且脑脊液TMAO水平与神经元变性的脑脊液生物标志物相关［18］。还有研究发现，帕金森病患者血清TMAO水平明显升高［19］，表明TMAO可能影响帕金森病的发生与发展。此外，还有研究显示，TMAO在心血管疾病以及代谢性疾病中发挥着重要作用，其与外周动脉疾病、肿瘤以及中枢系统疾病也密切相关［20-22］；较高的TMAO水平可能会导致缺血性脑卒中患者神经功能恶化［23］。本研究旨在分析TBI患者血清TMAO水平变化情况，并分析其与患者神经功能的关系。

李焕良等［24］研究显示，TBI患者肠道菌群代谢产物TMAO水平明显高于健康体检人群，且随着病情加重TMAO水平逐渐升高。还有研究显示，急性脑梗死患者中，发生早期神经功能恶化者TMAO水平高于未发生早期神经功能恶化者［25］。本研究结果显示，轻型TBI组、中型TBI组、重型TBI组血清TMAO水平高于对照组，中型TBI组、重型TBI组血清TMAO水平高于轻型TBI组，重型TBI组血清TMAO水平高于中型TBI组，与李焕良等［24］研究结果基本一致，说明TBI患者血清TMAO水平升高，且随着病变程度的加重患者血清TMAO水平逐渐升高，提示TMAO水平可在一定程度上反映TBI患者病情严重程度。本研究结果还显示，轻型TBI组、中型TBI组、重型TBI组NIHSS评分高于对照组，中型TBI组、重型TBI组NIHSS评分高于轻型TBI组，重型TBI组NIHSS评分高于中型TBI组，与粟显才等［26］研究结果一致，说明TBI患者神经功能降低，且随着TBI病变程度的加重患者神经功能逐渐变差。本研究Pearson相关分析结果显示，TBI患者血清TMAO水平与NIHSS评分呈正相关，提示随着血清TMAO水平升高，TBI患者神经功能逐渐变差。

本研究结果显示，发生神经功能缺损的TBI患者血清TMAO水平高于未发生神经功能缺损的TBI患者，说明TMAO水平与TBI患者发生神经功能缺损有关。ROC曲线分析结果显示，血清TMAO水平诊断TBI患者发生神经功能缺损的AUC为0.906，提示血清TMAO水平对TBI患者发生神经功能缺损有较高的诊断价值。

综上所述，TBI患者血清TMAO水平升高，且随着TBI病变程度的加重患者血清TMAO水平逐渐升高；随着血清TMAO水平升高，TBI患者神经功能变差；此外，血清TMAO水平对TBI患者发生神经功能缺损有较高的诊断价值。但本研究样本量较小，且为单中心研究，还需要大样本量的多中心研究进一步验证本研究结论。

作者贡献：贲岑伟进行文章的构思与设计、结果的分析与解释，撰写论文；贲岑伟、管义祥进行研究的实施与可行性分析；张艳、管义祥进行数据收集与整理；贲岑伟、张艳、管义祥进行统计学处理、论文的修订；张艳负责文章的质量控制及审校，并对文章整体负责、监督管理。

本文无利益冲突。