《GeroScience》：Chronic impairment of neurovascular coupling and cognitive decline in young survivors of severe traumatic brain injury
編輯推薦：
為探究嚴重創傷性腦損傷（sTBI）是否導致慢性腦血流（CBF）調節異常及認知功能障礙，研究人員對 33 名 sTBI 幸存者和 21 名健康對照者進行評估。發現 sTBI 幸存者神經血管耦合（NVC）慢性受損且與認知缺陷相關，IGF-1 水平無差異。該研究為 TBI 后認知衰退機制提供新視角。
創傷性腦損傷（traumatic brain injury, TBI）如同潛伏在大腦中的 “隱形殺手”，每年在全球范圍內造成數百萬人遭受長期神經功能障礙的困擾。尤其是嚴重創傷性腦損傷（severe traumatic brain injury, sTBI）患者，即便度過急性期，仍面臨著記憶衰退、執行功能障礙等長期認知問題。目前，學界對 TBI 后慢性認知衰退的病理機制尚未完全明晰，而腦血流（cerebral blood flow, CBF）調節異常被認為是關鍵環節之一。其中，神經血管耦合（neurovascular coupling, NVC）作為大腦局部血流與神經元活動精準匹配的核心機制，其在 TBI 后的長期變化及其與認知功能的關聯，一直是領域內亟待攻克的科學難題。此外，胰島素樣生長因子 1（insulin-like growth factor 1, IGF-1）在腦血管穩態中的作用備受關注，但其在 TBI 后慢性期是否參與 NVC 損傷也尚無定論。
為解開這些謎團，來自匈牙利佩奇大學醫學院神經外科等機構的研究人員開展了一項具有重要臨床價值的研究。該團隊以 33 名平均年齡 37.6 歲、傷后約 10 年的 sTBI 幸存者為研究對象，并匹配 21 名健康同齡人作為對照，通過多模態影像學技術與神經心理學評估，系統分析了 NVC、CBF 自動調節（autoregulation）功能、基礎 CBF 水平及血清 IGF-1 濃度與認知功能的關系。研究成果發表在《GeroScience》，為理解 TBI 后慢性神經血管功能障礙提供了關鍵證據。
研究采用的關鍵技術方法包括：①神經心理學測試，運用 Rey 聽覺語言學習測試、Rey-Osterrieth 復雜圖形測試等 10 余項量表，全面評估記憶、執行功能、注意力等認知領域；②相位對比磁共振成像（phase contrast MRI），測量雙側大腦中動脈（middle cerebral artery, MCA）的基礎 CBF；③經顱多普勒超聲（transcranial Doppler, TCD），結合神經認知任務（如語言流暢性測試、Trail Making Test），評估 NVC 反應（通過腦血管傳導指數 CVCi% 變化表征）及 CBF 自動調節功能（通過收縮期血流指數 Sxa 和平均血流指數 Mxa 衡量）；④血清 IGF-1 及 IGF 結合蛋白 3（IGFBP-3）檢測，采用化學發光免疫分析法。此外，研究嚴格篩選樣本，排除輕中度腦損傷及合并癥干擾，確保隊列同質性。
嚴重創傷性腦損傷導致青年患者慢性視覺、語言及工作記憶和執行功能衰退
與健康對照組相比，sTBI 幸存者在視覺記憶（p=0.017）、聽覺語言記憶（p<0.001）、短期記憶（p<0.001）、工作記憶（p<0.001）及執行功能（p<0.001）等多項測試中表現顯著受損。這表明 sTBI 對認知功能的影響具有廣泛性和持續性，即便在傷后近 10 年，患者的高級腦功能仍未恢復至正常水平。
嚴重創傷性腦損傷導致青年患者神經血管耦合慢性損傷，且與 IGF-1 水平無關
通過功能性經顱多普勒超聲（fTCD）檢測發現，sTBI 組患者在執行認知任務時，雙側 MCA 的 NVC 反應（CVCi% 變化）較對照組顯著減弱（p<0.001）。進一步分析顯示，NVC 損傷程度與傷后時間（rs=0.503, p=0.017）及初始格拉斯哥昏迷評分（GCS, rs=0.478, p=0.033）呈正相關，提示損傷越嚴重、病程越長，神經血管功能障礙越明顯。然而，血清 IGF-1 和 IGFBP-3 水平在兩組間無顯著差異（p=0.999 和 p=0.194），排除了 IGF-1 缺乏作為慢性 NVC 損傷主要機制的可能性。
神經血管耦合損傷與認知功能下降相關
相關性分析表明，NVC 反應（CVCi% 變化）與記憶（rs=0.327, p=0.040）和執行功能（r=0.542, p<0.001）測試結果呈正相關，即 NVC 損傷越嚴重，認知缺陷越明顯。盡管單獨分析每組時因樣本量較小未達統計顯著，但整體趨勢強烈提示神經血管功能與認知表現之間存在緊密聯系。
基礎腦血流和腦血流自動調節功能未受顯著影響
相位對比 MRI 和 TCD 數據顯示，sTBI 組與對照組的基礎 CBF（左右側 p 分別為 0.072 和 0.057）及 CBF 自動調節功能（左右側 Mxa 值 p 分別為 0.372 和 0.829）無顯著差異。這一結果表明，TBI 后的 CBF 調節異常具有選擇性，NVC 作為動態響應神經元活動的機制，其損傷可能是導致認知衰退的核心環節，而基礎血流穩態和壓力自動調節功能在慢性期可部分恢復或代償。
研究結論指出，sTBI 可導致青年幸存者 NVC 慢性損傷，且該損傷與長期認知缺陷密切相關，而 IGF-1 未在此過程中發揮顯著作用。這一發現首次明確了 NVC 在 TBI 后認知衰退中的關鍵地位，為理解 TBI 慢性神經病理機制提供了新范式。討論部分強調，NVC 損傷可能通過造成神經元代謝需求與血流供應失匹配，引發慢性腦缺血缺氧，進而推動神經退行性變。盡管基礎 CBF 和自動調節功能未受影響，但 NVC 的持續性異常足以對認知功能產生深遠影響。此外，研究排除了 IGF-1 的作用，提示需從慢性炎癥、氧化應激、血腦屏障破壞等其他機制探尋治療靶點。
該研究的意義不僅在于揭示了 TBI 后神經血管 - 認知交互作用的新機制，更在于為臨床干預提供了方向。未來可針對 NVC 損傷開發血管靶向康復、神經調節或抗氧化治療策略，有望改善 TBI 患者的長期認知預后。同時，研究也警示 TBI 幸存者可能面臨更高的神經退行性疾病風險，需加強長期神經血管功能監測�？傊�，這項研究為創傷性腦損傷領域的研究和臨床實踐開辟了新路徑，具有重要的科學價值和轉化潛力。
