基于唾液的生物标志物与儿童脑震荡亚型的关联

《The Journal of Pediatrics》：Associations Between Saliva-Based Biomarkers and Pediatric Concussion Subtypes

　　

目的：检验特定唾液生物标志物与儿童脑震荡亚型相关的假设。研究设计：于2021年8月至2024年1月开展了一项多中心横断面研究，研究对象为受伤后10天内确诊脑震荡的11-20岁儿科患者以及未受伤的健康对照者。采用先前发表的通用数据要素（CDE）标准，对焦虑/情绪、认知、偏头痛、眼部和前庭等脑震荡亚型进行盲法判定。受试者完成多领域脑震荡评估，并在受伤后10天内提供被动 drool 唾液样本。数字免疫组织化学（IHC）检测法测量了代表各亚型的混合唾液样本中82种应激反应生物标志物。以变异系数（CV）结合倍数变化（FC）阈值（>2倍）识别儿童脑震荡亚型中升高的生物标志物。结果：共纳入156名脑震荡参与者（平均年龄=15.3±2.1岁；46%女性）和15名对照者。检测分析确定了21种生物标志物在至少一种脑震荡亚型中较对照组升高≥2倍。其中6种生物标志物具有亚型特异性，包括：催产素（OXT）与焦虑/情绪相关（FC=3.3；CV=13%）；缺氧诱导因子α1（HIF1A）、神经丝轻链（NfL）和c-Fos即早转录因子（c-Fos）与认知相关（FC分别为7.9、3.0、2.9；CV分别为18%、22%、18%）；脑钠肽B（BNP）和Toll样受体2（TLR2）与头痛/偏头痛相关（FC分别为2.0、2.2；CV分别为9%、14%）。神经病变靶酯酶（NTE）在所有亚型中均升高（FC：4.0-16.7；CV：5-25%）。结论：研究结果确定了唾液生物标志物与儿童脑震荡亚型之间的关联，特别是焦虑/情绪、认知和头痛/偏头痛亚型。这些发现为使用基于唾液的生物标志物方法辅助现有多种域临床评估提供了初步支持；然而，在临床实施前还需进行外部验证和额外研究。

### 论文解读：基于唾液的生物标志物与儿童脑震荡亚型的关联研究

**研究背景与问题**

儿童脑震荡已成为一项重大公共卫生问题，其发病率逐年上升，临床表现异质性强，并可能存在长期的神经发育不良后果。脑震荡通常表现为不同但常相互重叠的临床亚型，包括焦虑/情绪、认知、头痛/偏头痛、眼部和前庭亚型。亚型误分类可能导致管理效率低下，进而引发症状/功能损害持续存在和恢复过程迁延。目前临床评估依赖多领域方法，整合病史、症状和功能测试，但此类评估主观性较强，易受患者自我报告和临床医生解读影响。传统脑震荡生物标志物如tau蛋白和胶质纤维酸性蛋白需在脑脊液（CSF）或血液中检测，采样具有侵入性、需专业培训和较高成本。唾液生物标志物作为一种无创、高效、可规模化应用的替代方案逐渐受到关注，但既往研究尚未将特定唾液生物标志物与儿童脑震荡亚型直接关联。因此，本研究旨在检验特定唾液生物标志物与儿童脑震荡亚型相关的假设。

**研究设计与技术方法**

研究人员从两所脑震荡专科诊所纳入2项前瞻性队列研究中的儿科患者，共156名确诊脑震荡（受伤10天内，年龄11-20岁）和15名未受伤健康对照。研究采用多中心横断面设计，参与者完成包含头痛影响测试（HIT-6）、ID偏头痛筛查、即时脑震荡评估与认知测试（ImPACT）、患者报告结局测量信息系统（PROMIS）、改良平衡误差评分系统（mBESS）及前庭/眼动筛查（VOMS）的多领域评估，并采集被动 drool 唾液样本。临床亚型判定采用盲法，基于已发表的通用数据要素（CDE）标准。唾液生物标志物检测采用应激反应谱分析（SRP）方法，通过专利数字免疫组织化学（IHC）技术定量检测82种应激反应生物标志物。初始发现阶段采用混合样本（各亚型纯样本池）筛选亚型特异性候选生物标志物，随后对催产素（OXT）进行个体水平验证，使用受试者工作特征（ROC）曲线评估诊断效能，并采用非参数检验分析潜在混杂因素。

**研究结果**

**临床亚型分布**：156名脑震荡患者中，焦虑/情绪亚型74例（47.4%）、认知亚型56例（35.9%）、头痛/偏头痛亚型59例（37.8%）、眼部亚型21例（13.5%）、前庭亚型22例（14.1%）。其中仅35.3%患者为单一亚型，用于初始唾液混合池分析（焦虑/情绪n=24，认知n=17，头痛/偏头痛n=12，前庭n=2）。

**亚型特异性生物标志物发现**：SRP分析共鉴定出21种生物标志物较对照升高>2倍，其中7种为单一亚型特异：催产素（OXT）与焦虑/情绪相关（FC=3.3，CV=13%，P=0.04）；缺氧诱导因子α1（HIF1A）、神经丝轻链（NfL）和c-Fos即早转录因子（c-Fos）与认知相关（HIF1A FC=7.9，P=0.04；NfL FC=3.0；c-Fos FC=2.9）；脑钠肽B（BNP）和Toll样受体2（TLR2）与头痛/偏头痛相关（BNP FC=2.0；TLR2 FC=2.2）；海藻糖酶中性（TRE）与前庭亚型相关（FC=2.2）。此外，中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）和钠/肌醇共转运体（SMIT）与焦虑/情绪合并头痛/偏头痛混合亚型相关；细胞色素P450 3A4（CYP）与眼部合并前庭亚型相关。神经病变靶酯酶（NTE）在所有单一亚型池中均显著升高（FC：4.0-16.7，CV：5-25%，P<0.05），提示其可能作为儿童脑震荡的通用生物标志物。

**OXT个体验证**：纳入61名纯或混合焦虑/情绪亚型患者与15名对照进行ROC分析，OXT区分焦虑/情绪亚型与对照的AUC为0.81（P=0.01），敏感性100%，特异性13%。非参数分析显示，焦虑/情绪亚型（纯或混合）与对照间OXT水平差异显著（P=0.0002），但纯与混合亚型、性别、年龄组间无显著差异。

**讨论与结论**

本研究首次将临床定义的儿童脑震荡亚型与唾液生物标志物相关联。OXT与焦虑/情绪亚型的显著关联可能与损伤后抗炎补偿反应、神经内分泌功能障碍或心理社会应激有关，但其确切机制尚需进一步研究。认知亚型相关的NfL（轴突损伤标志物）、HIF1A（低氧/代谢应激调节因子）和c-Fos（神经元活动瞬时标志物）共同反映了认知缺陷的多维病理生理过程，其中HIF1A可能作为更整合的认知效应生物标志物。头痛/偏头痛亚型中BNP与TLR2的共升高可能代表BNP对TLR2介导的促炎反应的代偿性抑制。前庭亚型中TRE的关联受限于极小样本量，应视为探索性发现。研究局限性包括：专科诊所就诊人群可能限制外推性；前庭（n=2）和眼部（n=0）亚型样本量过小；对照队列规模较小且年龄略轻；初始发现阶段使用混合样本牺牲了个体水平变异信息；临床亚型判定未纳入人口学及病史信息。尽管如此，研究结论支持唾液生物标志物作为无创、客观的辅助工具，可增强现有临床多领域评估的精确性，为未来开展预后预测、治疗反应监测和个体化干预提供了重要基础。研究论文发表在《The Journal of Pediatrics》。