头发皮质醇作为轻度创伤性脑损伤(mTBI)应激标志物:一项颇具挑战的测量研究

【字体: 时间:2025年03月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为探究 mTBI 前后头发皮质醇浓度及相关联系,研究发现其或不适用于 mTBI 研究与临床。

  在日常生活中,头部不小心受到撞击的情况时有发生,其中轻度创伤性脑损伤(mild traumatic brain injury,mTBI)较为常见。当遭遇 mTBI 时,人体的下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴(hypothalamic - pituitary - adrenal axis,HPA 轴)会被激活,进而释放皮质醇。皮质醇在人体的生理活动中扮演着复杂的角色,急性升高的皮质醇或许能发挥保护性免疫抑制作用,但无论是 mTBI 前还是后,长期升高的皮质醇水平都可能会加重兴奋性毒性、神经炎症,以及活性氧和氮物种(即氧化亚硝基应激)的产生,这对身体的恢复过程是不利的。而且,皮质醇对大脑中参与认知和情绪的区域有着广泛影响,可能会左右 mTBI 后创伤后症状(post - traumatic symptoms,PTS)的持续情况。
此前已有研究表明,大学生 mTBI 后,醒后唾液皮质醇释放模式的改变与更严重的症状有关。这一系列现象都暗示着皮质醇在 mTBI 的病理生理过程中起着复杂的作用,值得深入研究。头发中皮质醇的积累可以回顾性分析 HPA 轴在较长时间内的功能,包括 mTBI 患者受伤前的情况,这为研究提供了一个独特的视角。然而,目前对于头发皮质醇能否作为 mTBI 应激的有效标志物仍存在争议,因此,开展相关研究十分必要。

来自荷兰格罗宁根大学医学中心(University Medical Center Groningen, University of Groningen)等机构的研究人员,针对这一问题展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上。

在研究方法上,研究人员选取了 mTBI 患者和健康对照(healthy controls,HC)人群。mTBI 患者来自 AIM - TBI 研究(荷兰试验注册号 NL8484)的一个子队列,该研究是 2020 年 1 月至 2022 年 1 月进行的前瞻性纵向多中心队列研究。患者需满足年龄大于 18 岁,在一级创伤中心急诊科就诊且符合 1993 年美国康复医学大会对 mTBI 的诊断标准,同时排除了患有重大神经或精神合并症、之前有 TBI 入院史、药物或酒精滥用、认知问题、语言障碍和文盲等情况。健康对照人群则是根据年龄、性别和教育程度匹配,且无 TBI 病史。研究人员在患者受伤 4 - 6 周后收集至少 3cm 的头发样本,从后顶点尽可能靠近头皮处获取,将其分为 1cm 的受伤前和 1cm 的受伤后片段。通过液相色谱 - 串联质谱(liquid chromatography - tandem mass spectrometry,LC - MS/MS)对皮质醇进行定量分析。此外,研究人员还通过多种问卷和量表,在不同时间点测量患者的 PTS 严重程度、焦虑和抑郁情况、人格特质(选取神经症作为关注特质)以及功能恢复情况。在统计分析时,运用 Python 及相关库进行处理,对数据进行多种检验和模型分析。

研究结果方面:

  • 皮质醇测量结果:线性混合模型分析显示,时间对皮质醇浓度有显著影响,mTBI 患者和 HC 从受伤前到受伤后皮质醇浓度均升高,但两组间无显著差异,且在纳入年龄、性别等干扰因素后结果不变。同时,CT 检查有或无病变的患者,其受伤前和受伤后皮质醇水平也没有差异。
  • 预测模型结果:受伤前和受伤后的皮质醇水平都无法预测长期 PTS 或功能恢复情况,并且与神经症得分也没有显著的相互作用。皮质醇浓度的绝对变化与结果测量指标也无关。
  • 风险分层模型结果:根据修改后的 Post - Concussion Symptoms Rule(PoCS 规则),将 mTBI 患者分为高、低持续性 PTS 风险组,两组的皮质醇水平没有显著差异。

综合研究结果和讨论部分,此次研究发现 mTBI 患者和 HC 的头发皮质醇在受伤前和受伤后均无显著差异,这表明头发皮质醇可能并非衡量 mTBI 患者心理和生理应激的合适指标。而且头发皮质醇浓度与长期 PTS、功能恢复以及神经症均无显著关联。造成这种结果的原因可能是多方面的,比如 “wash - out” 效应,即头发清洗频率、阳光和人工紫外线辐射等多种因素可能影响了皮质醇水平;另外,本研究测量的头发皮质醇只是围绕 mTBI 这一急性应激源的一个狭窄窗口,可能时间过短,难以检测到高于阈值的皮质醇水平,同时生活中其他慢性应激的累积效应也可能干扰了对 mTBI 影响的判断。此外,研究还存在一些局限性,如样本量相对较小、缺乏皮质醇标准化参考范围、未考虑代谢因素和个体头发生长差异等。

尽管如此,这项研究仍具有重要意义。它是第二项报告 mTBI 对头发皮质醇浓度无显著影响的研究,为该领域的研究提供了新的证据。同时也为后续研究指明了方向,建议未来聚焦于更严重受伤的样本,以及进一步探究混杂因素的影响,这将有助于更深入地理解 mTBI 与皮质醇之间的关系,推动 mTBI 研究和临床实践的发展。
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