亚专科
炎症和代谢途径的动态相互作用是TBI后继发性损伤的特征，包括脂肪酸的途径。Ω-3多不饱和脂肪酸（PUFAs）,如二十二碳六烯酸（DHA）已在啮齿类动物模型中显示能减少神经炎症而提供神经保护作用。然而，这些效用在人类中却不能确定。本文推测人群中影响PUFA代谢的基因变异可以解释这些不同的结论，对此进行初步研究，评估了SNP 位点rs174537基因型对炎症的影响。结果发表于2020年5月的《Journal of Neurotrauma》上。 研究背景 预防TBI伤后数日或数月发生的继发性损伤已经成为TBI后处理的焦点。大部分文献报道了TBI后谷氨酸盐的代谢变化，但少有报道TBI后脂肪酸和脂代谢的变化。多不饱和脂肪酸（PUFA）很久以来已经被认为在脑发育和脑健康中扮演重要角色。最近研究提示内源性和外源性PUFA，尤其是Ω-3长链（LC-）PUFA，比如二十碳五烯酸（EPA，20:5n-3）和二十二碳六烯酸（DHA，22：6n-3）在TBI恢复中的作用。啮齿类动物的研究显示DHA可介导神经保护作用，但临床研究不能显示Ω-3 LC-PUFA在降低伤后炎症方面普遍的收益。近年来，单核苷酸多态性（SNP）序列被认为和LC-PUFA的生物合成效率高度相关，比如，SNP rs174537与FADS1酶活性能导致Ω-6和Ω-3 LC-PUFA不同的代谢转化能力，分别对应花生四烯酸（ARA，20：4n-6）和DHA水平，和下游的炎症通路变化。本文推测基因型rs174537不仅能影响LC-PUFA的特征，也能显著影响TBI后急性炎症反应和病人的结局。 研究方法 本研究收集了来自维克森林大学浸信会医学中心（WFBMC）急诊入院或入院后24小时的一级创伤患者（N=130）。分别收集生命体征，实验室检查（血细胞、碱剩余、乳酸），输血和液体复苏记录，以及GCS评分、AIS评分和ISS评分，同时记录并发症、发病率、死亡率、住院时间、ICU时间和呼吸支持时间等预后数据。提取标本的DNA进行定量，在rs174537分析基因SNP基因型并根据种族进行分层。根据气相色谱分析和火焰电离检测从脂肪酸甲酯中分离的血浆脂肪酸。共检测出约28种游离脂肪酸，并仅对LC-PUFA进行分析，数据以总脂肪酸的比例进行报告。对血浆进行多元分析，定量其中重要的炎症因子、神经元损伤、基质金属蛋白酶、蛋白多糖和糖蛋白标志物。分析创伤病例中的PUFA和炎症因子的关系并根据种族、是否TBI、rs174537基因型进行分层，使用Spearman进行相关分析，以α=0.05作为有显著意义的统计检验水平。 研究结果 研究共纳入130名一级创伤患者，非TBI患者83人，47人为TBI患者。人口学数据和入院生命体征在TBI和非TBI组中没有差异，但TBI组表现为更低的GCS评分和更高的ISS评分，TBI组有更差的临床结局（表1）。在TBI组和非TBI组中液体复苏和血制品输注没有明显区别（表2）。rs173537的SNP突变中，在白人43%为GG，而在黑人中为82%。由于黑人样本量较少，主要基因分析集中在白人（N=77）(表3) 对病人受伤第一个24h的循环血浆PUFA水平进行分析，24h后TBI病人与非TBI病人相比有更高的血浆DHA水平（1.27（IQR：1.12, 1.74）vs 1.16 (IQR：0.96，1.47)，p=0.0130，图1A），平均增加17%。在TBI病人中，DHA/ARA在不同时段均比值更高（p=0.0339和p=0.0170，图1B）对分层的白人组进行分析，有纯合子GG等位基因的白人个体有更高的n-6 LC-PUFA ARA水平（8.21% vs 6.57%），与T相关等位基因组相比（GT/TT个体）。在TBI组与非TBI组没有区别（图2A）。不同于ARA，在TBI组中，血DHA中水平因基因的改变（GG）有明显增加，在非TBI组中则没有（图2B）。 讨论 在此研究中，伤后24小时观察到严重TBI病人血浆DHA浓度的增加， rs174537在GG基因型个体表现出了最高的ARA和DHA水平。此外，这些个体也在TBI也会在入院时表现出较高的IL-8和IL-10水平（图3）。一种可能解释的机制为这些LC-PUFA通过生产前列腺素（PG），血栓素，白三烯（通常被称作类花生酸）和其他消炎脂质介质影响炎症。比如，升高的ARA水平可以激活一些促凝和炎症通路，而DHA作为消炎代谢物的前体，在图5中示意。 研究发现ARA和蛋白聚糖-1，IL-6等负相关，看起来与ARA促炎作用不符。作者推测可能在低ARA水平的血浆中存在脂肪酸的消耗和（或）氧化，ARA生物活性的产物类花生酸物质可能造成循环的低ARA水平。此外，一些ARA可经细胞色素P450产生抗炎物质，如表氧化二十碳三烯酸。DHA与循环IL-6水平呈负相关，提示高DHA可能减缓急性炎症反应，显示了补充Ω-3PUFA的作用，与以往研究相符。此项研究显示纯合子阴性基因TT会造成低剂量DHA的产生，最可能从补充Ω-3PUFA受益。研究中还发现rs174537的GG基因型有更高的血IL-8和IL-10水平，其中IL-10在24小时显著下降。IL-8是重要的涉及中性粒细胞迁移和向组织招募的分子，而IL-10是一种关键的抗炎因子，由巨噬细胞分泌，抑制中性粒细胞迁移。这些结果表明PUFA代谢产物对创伤后炎症的影响更加复杂。 研究结论 这项前期研究显示循环PUFA的重要性，创伤后ARA和DHA的水平因此增加，尤其是SNP位点rs174537存在GG基因型的TBI个体，他们同时表现出更高水平的IL-8和IL-10。这些结果显示，普通的SNP rs174537突变不仅影响PUFA的代谢转化能力，也影响下游炎症通路并影响病人预后。这些数据提示FADS基因变异和Ω-3饮食的可能机制可能进一步被评估以逆转/调节损伤后的炎症水平。
