細胞外囊泡膠質纖維酸性蛋白作為創傷性腦損傷嚴重程度的循環生物標志物研究

《Journal of Molecular Neuroscience》:Extracellular Vesicle Glial Fibrillary Acidic Protein as a Circulating Biomarker of Traumatic Brain Injury Severity

【字體: 時間:2025年05月24日 來源:Journal of Molecular Neuroscience 2.8

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  本研究針對創傷性腦損傷(TBI)診斷與預后生物標志物不足的問題,通過分析細胞外囊泡(EV)中膠質纖維酸性蛋白(EV-GFAP)等神經源性蛋白的表達水平,發現EV-GFAP在TBI患者中顯著升高且與影像學嚴重程度相關,為TBI早期診斷提供了新思路。研究采用尺寸排阻色譜(SEC)和單分子陣列(Simoa)技術,驗證了EV-GFAP的臨床潛力,同時指出血漿GFAP仍是更實用的替代指標。

  

創傷性腦損傷(TBI)是全球重大健康挑戰,每年影響約6900萬人,但其診斷和預后評估仍缺乏高效生物標志物。盡管膠質纖維酸性蛋白(GFAP)、神經絲輕鏈(NfL)等血漿蛋白已被研究,但細胞外囊泡(EV)因其能穿越血腦屏障且穩定性高,可能更精準反映神經損傷。然而,現有EV研究存在方法學局限,如沉淀法導致的污染問題,且樣本量普遍較小。為此,丹麥奧胡斯大學醫院等機構的研究團隊在《Journal of Molecular Neuroscience》發表論文,系統評估了EV包裹的神經蛋白(EV-GFAP、EV-NfL等)在TBI中的診斷價值。

研究采用尺寸排阻色譜(SEC)分離血漿EV,結合納米顆粒追蹤分析(NTA)和高分辨率流式細胞術(hFCM)驗證EV純度,并通過單分子陣列(Simoa)檢測蛋白水平。隊列包含93例創傷患者(75例TBI,18例非TBI),在入院時、傷后15小時和72小時采集樣本,分析EV與血漿中GFAP等蛋白的動態變化。

方法驗證
SEC分離的EV粒徑集中在70-130 nm,hFCM檢測到CD9+CD63+CD81+標志物,且去垢劑處理后信號消失,證實EV特異性。蛋白釋放實驗顯示,Triton X-100處理顯著增加EV內GFAP等蛋白濃度,而超聲處理效果有限,提示EV包裹蛋白的穩定性。

EV-GFAP與TBI嚴重程度
EV-GFAP在TBI患者入院時和傷后15小時顯著高于非TBI組(p=0.02和p=0.05),且與Marshall評分(OR=2.19)和陽性頭CT結果(OR=3.10)相關,但與其他指標(如GCS評分)無關。EV-NfL、EV-T-Tau和EV-UCH-L1則無顯著差異。

血漿與EV標志物比較
血漿GFAP同樣與TBI嚴重程度相關,但其升高持續至72小時,而EV-GFAP僅早期顯著。兩者診斷效能相似(AUC=0.68),提示血漿檢測更具臨床實用性。

預后關聯
EV或血漿標志物均未顯示與1年死亡率或6-12個月功能結局(GOSE評分)的顯著關聯,可能因樣本量不足或EV反映急性損傷而非長期預后。

討論與意義
該研究首次通過嚴格方法學驗證,證實EV-GFAP可作為TBI急性期生物標志物,但其增量價值未超越血漿GFAP。SEC技術的低蛋白污染特性為EV研究提供了可靠平臺,但高變異系數(CV%達38%)提示需優化方法。未來需探索EV標志物在TBI病理機制中的獨特作用,如亞型分析或動態監測。盡管EV檢測尚難普及,本研究為TBI精準診療奠定了基礎,尤其為早期干預提供了潛在靶點。

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