文摘
背景和目标研究纵向blood-based神经生物标志物之间的关联(包括总τ,神经丝(NfL),神经胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)和泛素c端hydrolase-L1)和白质神经影像生物标志物在大学生运动员与体育运动相关的脑震荡(SRC) 24小时postinjury 1星期后返回。
方法我们分析了临床和影像数据有脑震荡的大学生运动员脑震荡的评估,研究和教育(保健)财团。照顾参与者完成了当天的临床评估,血液吸引,和扩散张量成像(DTI)在三个时间点:受伤后24 - 48小时之内变得无症状,和7天后返回。DTI概率tractography执行每个参与者在每个时间点呈现27 participant-specific主要白质束。这些大片的微观结构组织4 DTI指标的特点。Mixed-effects模型与随机拦截应用于测试白质显微结构的异常是否与blood-based相关生物标记物在同一时间点。一个交互模型被用来测试是否协会在时间点不同。滞后模型用来测试是否早期blood-based生物标志物预测后显微结构的变化。
结果77大学生运动员的数据包含在以下分析。4 blood-based中生物标志物,总τ有重大关联的DTI指标在三个时间点。特别是,τ级与径向扩散系数高(RD)正确的皮质脊髓束(β= 0.25,= 0.07,pFDR-adjusted= 0.016)和优越的丘脑的辐射(β= 0.21,= 0.07,pFDR-adjusted= 0.042)。NfL和GFAP和DTI度量时间关联。NfL显示重大协会只有在无症状的时间点(|β| > 0.12,SEs < 0.09,p年代FDR-adjusted< 0.05)和GFAP显示重大协会只在7天后返回玩(βs > 0.14, SEs < 0.06,p年代FDR-adjusted< 0.05)。的p早期τ值关联,后来RD多重比较后没有重大的调整,但在7白质束小于0.1。
讨论本前瞻性研究使用护理协会的数据表明,在早期阶段的SRC,白质显微结构的完整性检测到DTI神经影像与高浓度的blood-based创伤性脑损伤的生物标志物。血液中总τ显示最严重的白质显微结构的变化。
术语表
- 广告=
- 轴向扩散系数;
- 护理=
- 脑震荡评估、研究和教育财团;
- 浸=
- 方差系数;
- 国防部=
- 国防部;
- 贸易工业部=
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- 足总=
- 分数各向异性;
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- 胶质原纤维酸性蛋白;
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- 轻度创伤性脑损伤;
- NCAA=
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- 国家橄榄球联盟=
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- 创伤性脑损伤=
- 创伤性脑损伤;
- 钢铁洪流=
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- 泛素c端hydrolase-L1;
- 加州大学洛杉矶分校=
- 加州大学洛杉矶分校的;
- UNC=
- 北卡罗莱纳大学;
- VT=
- 弗吉尼亚理工大学
体育运动相关的脑震荡(SRC)是一个严重的公共卫生问题影响1.6 -380万年高中和大学运动员。1,2脑弥漫性轴索损伤通常被认为是最初的神经病理学与轻度创伤性脑损伤(mTBI),包括SRC。3如动物模型所示,封闭的头部受伤可能启动脑弥漫性轴索损伤,导致轴突病态和扩散的信号变化,4,5和反复脑损伤可能增加皮层轴突损伤的负担。5,6白质的变化在脑弥漫性轴索损伤可能被mri检测方法,特别是扩散张量成像(DTI)。DTI措施白质微体系结构的完整性,反映髓鞘轴突组织和支持等微观结构,神经胶质和基质。7在SRC DTI显示预后价值4,5,8,9和可以作为客观成像白质异常的生物标志物。
针对脑损伤,受损轴突和支持细胞(例如,星形胶质细胞)可能能被探测到的一些代谢产物释放到血液循环的血清或血浆中外周血样本。这种生物标记物的浓度或含量变化可作为中枢神经系统中的特定生物学过程的迹象应对创伤和可能反映了神经元和轴突损伤的严重程度。10例如,CNS blood-basedτ和神经丝的光(NfL) axon-specific蛋白质,和泛素c端水解酶L1 (UCH-L1)是一种胞质神经元蛋白质,特别是神经元中表达。此外,神经胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)参与astroglial细胞细胞骨架的结构和功能。这些blood-based生物标记了SRC的潜在临床实用程序管理。11,- - - - - -,14
很少有研究调查神经影像之间的关系和流体生物标志物在慢性SRC和显示重要的关联。15虽然abovedescribed MRI白质变化和蛋白质组生物标志物从外周血在急性损伤特点分别设置,8,11,12,16他们在急性postinjury协会和恢复时期没有很透彻了。此外,尽管τ,NfL, UCH-L1在大脑最丰富,他们也表达了在周围神经系统。因此,研究水平之间的关联的强度在外周血神经影像学的上下文中是重要的体育运动相关的脑损伤。
因此,在这项研究中,我们研究了(1)白质显微结构的完整性是否检测到DTI与急性blood-based神经生物标志物的变化(即。,tau, NfL, GFAP, and UCH-L1) in collegiate athletes sustaining SRC and (2) how the relationship between the white matter microstructural integrity and the neural biomarkers varies across 3 time points; the acute time point (at 24–48 hours postinjury), the asymptomatic time point, and 7 days after return to play. We also evaluated (3) whether early blood biomarkers can predict later white matter microstructural integrity across this period of SRC. Similar to many groupwise analytical approaches, our analyses are based on the hypothesis that common vulnerabilities in white matter tracts may exist despite the heterogeneity in injury mechanisms in SRC.
方法
研究群
我们分析了先前获得的神经影像学和临床数据有脑震荡的大学生运动员招募的多点研究脑震荡的自然历史通过全国大学体育协会(NCAA)美国国防部(DoD)脑震荡评估、研究和教育(保健)财团。我们之间获得下载所有可用的神经影像数据的开始2014年的护理研究和分析2018年7月的起始。包含和排除标准以前由Broglio保健出版物中描述等。17总之,大样本的学生运动员参加了护理研究。同意大学运动员各种基线评估措施和随访的时间他们的大学生涯。先前的脑震荡(自我)和数量的年龄第一次脑震荡记录基线筛选,和参与者被排除在后续访问如果他们之前的6个月内脑震荡的基线评估。当诊断为脑震荡,他们5点评估额外的时间点伤后6个月。参与者的子样品进行了额外的特征与多通道MRI和流体生物标志物。脑震荡是由网站诊断研究和医务人员基于共识指南,它决定脑震荡”大脑功能的变化迫使头部后,这可能是伴随着短暂的意识丧失,但在清醒的个人识别与神经和认知功能障碍的措施。”18这项研究没有强加额外包含/排除标准以外的原始医疗数据集分析开始截止时间。
标准协议的审批、登记和病人同意
这项研究并没有积极招募参与者。然而,在护理研究中(数据)的来源,所有参与者提供书面知情同意批准的威斯康辛医学院的机构审查委员会和美国国防部人类研究保护办公室。17
前瞻性纵向研究设计
所有参与者完成基线临床评估时加入了这项研究。脑震荡事件后,有脑震荡的运动员获得医疗护理和观察网站的医生或医护人员。临床评估、血液样本采集和多通道进行了核磁共振扫描多个postinjury时间点。17,19在这项研究中,我们调查了DTI和血液生物标志物之间的联系三个时间点:(1)受伤后24 - 48小时之内(2)在这一点上有脑震荡的运动员成为无症状(清除return-to-play进展),和(3)不受限制的返回后7天。本研究设计确保了MRI和收集血液生物标志物与临床恢复所有的里程碑有脑震荡的运动员。所有的参与者进行了核磁共振扫描的同一天采血。作为参考说明,血液生物标志物在基线(季前赛集合)和6小时postinjury也纳入本研究。决定无症状的状态并返回由团队医生。有脑震荡的运动员成为无症状时,他们开始逐步锻炼发展协议的5康复阶段完成之前不受限制的返回。20.
血液样本收集和生物标志物分析
收集血液样本和生物标志物分析后护理协议之前的出版物中描述。11总之,收集血液样本通过静脉穿刺10毫升紫色上衣EDTA管在离心机和整除cryovials之前。cryovials直立储存在冰箱−80°C,直到分析。分析了等离子体生物标志物水平使用单分子阵列技术(Simoa;Quanterix Corp .),列克星敦,MA)多路复用技术,同时量化total-tau, NfL, GFAP和UCH-L1。化验是批处理来减少可变性,纵向样本运行同一个人在同一个盘子,和每一批与适当的标准和控制运行,确保可靠性。在这项研究中,我们使用所有可用的等离子体生物标志物数据不管他们的方差系数(x)值保持在最大的程度上的数据。对总平均interplate浸τ,NfL, GFAP、和UCH-L1 9.75% (SD = 7.87), 5.96% (SD = 4.65), 2.75% (SD = 2.67),分别为和12.72% (SD = 16.57)。生物标志物的百分比数据的x值超过20% 5.7%(τ)、0% (NfL), 0.6% (GFAP)和8.2% (UCH-L1)。
扩散成像协议
神经影像学收购协议和纵向MRI质量保证/控制遵循原护理设计之前的出版物中描述。8,9,19总之,扩散磁共振成像,扫描进行参与者在西门子MAGNETOM 3 t扫描仪在3个研究地点,包括北卡罗莱纳大学(UNC),加州大学洛杉矶分校,和弗吉尼亚理工大学(VT)。在护理研究中,一个3 t磁共振扫描仪在每个站点上使用。北卡罗来纳大学和加州大学洛杉矶分校使用西门子蒂姆三扫描仪,升级到2016年棱镜;然而,核磁共振成像参数升级之前和之后都是相同的。VT西门子蒂姆三扫描仪用于研究的持续时间。一个单发echo-planar使用twice-refocused自旋回波成像序列。diffusion-encoding方案由30方向b1000年代的价值/毫米2和8b0(b值= 0 /毫米2)。其中的一个b0卷了相位编码的方向相反。其他核磁共振参数回波时间= 98毫秒,重复时间= 7900毫秒,视场= 243毫米,矩阵大小= 90×90,整个大脑的报道60片切片厚度为2.7毫米,2.7毫米的和各向同性的分辨率。
图像预处理
diffusion-weighted图像,我们使用相同的预处理管道在先前的研究中描述。8,9DTI指标包括分数各向异性(FA,微观结构的连贯性水扩散),平均扩散系数(医学博士,整体水扩散)的大小,径向扩散系数(RD,垂直于主水扩散方向),和轴向扩散系数(广告,沿着主要水扩散方向)(eTable 1,links.lww.com/WNL/C807)。地图的DTI指标转换为标准的蒙特利尔神经学研究所的空间使用先进的神经影像工具非线性登记。21此外,底层的微观结构组织的方向性在白质,主要特征向量(V1)扩散张量,提取各体素为概率tractography进一步描述。
概率Tractography科目的兴趣
类似于我们之前的出版物,22一个within-voxel multifiber束取向结构建模使用BEDPOSTx紧随其后的是概率tractography使用PROBTRACKx(交叉纤维建模)23和AutoPtx插件功能核磁共振成像的大脑软件图书馆)。24(即Tract-specific扩散措施指标。,足总,医学博士,理查德·道金斯,and AD) were derived for the following 27 tracts-of-interest (including bilateral tracts) covering most of the brain major white matter tracts: middle cerebellar peduncle (mcp); medial lemniscus (ml); uncinate fasciculus (unc); cingulate gyrus and parahippocampal portions of the cingulum bundle (cgc, cgh); forceps major and minor (fma, fmi); corticospinal tract (cst); acoustic radiation (ar); anterior, superior, and posterior thalamic radiation (atr, str, and ptr); and superior, inferior longitudinal, and inferior fronto-occipital fasciculus (slf, ilf, and ifo) (eFigure 1,links.lww.com/WNL/C812)。
DTI指标的平均值感兴趣的科目的大片(钢铁洪流)计算每个主题在每个时间点研究:(1)是否与轴突的钢铁洪流associates的微观结构组织生物标志物(total-tau和NfL),神经胶质的生物标志物(GFAP),或血液中神经元生物标志物(UCH-L1);(2)随着时间的推移,这种联系的变化;(3)blood-based生物标志物是否可以预测后白质SRC的这些急性亚急性阶段的变化。
统计分析
统计分析进行了使用SAS软件9.4版。血液生物标志物是对数转换调整为正确的偏态分布,和价值观的DTI指标在钢铁洪流被标准化z使用的所有数据点(即得分。,173年,eTable 2,links.lww.com/WNL/C808)。调整纵向之间的相关性的措施从同一个人,mixed-effects模型被用来分析数据。mixed-effects模型提供无偏估计随机缺失下的假设。25Mixed-effects模型与随机拦截的每一个主题都被用来测试之间血液生物标志物的不同时间点。如果整个测试是重要的,事后成对测试多个比较与图基进行调整。
同样,mixed-effects模型与随机拦截被用来研究协会的血液生物标志物(因变量)的DTI指标。不包括时间、年龄、性别、和网站。在最初的评估,对于每个血液生物标志物,重大发现4 DTI的百分比指标27白质束的报道。Benjamini业务和错误发现率(罗斯福)26用于调整p值在事后多重比较分析。
研究时变效应的关联,DTI-time mixed-effects交互添加作为一个独立变量模型。如果时间交互作用是显著的,事后进行了分析测试协会在单个时间点。p值被调整账户在事后多重比较分析通过控制罗斯福。
血液生物标志物是否可以用来预测潜在的显微结构的变化在稍后的时间点观察,mixed-effects模型用于DTI指标作为因变量和血液生物标志物测量从一个更早的时间点作为独立变量,调整时间,年龄,性别,和网站。在最初的评估,对于每个血液生物标志物,总数的重大发现4 DTI指标27白质束的报道。识别这些白质束的血液生物标志物可以显著预测后来扩散指标,p值调整为多个比较通过控制罗斯福。p值< 0.05被认为是统计学意义,除非另有说明。然而,结果与调整p值< 0.05,调整p值< 0.1被报道。
数据可用性
核磁共振数据和临床数据是通过收集护理项目由NCAA-DoD大联盟。鉴定数据后,现有的数据共享计划中概述护理联盟(redcap.uits.iu.edu/surveys/?s=ngUQpwiuHG)。护理神经影像数据和临床数据也可在联邦机构间创伤性脑损伤的研究(fitbir.nih.gov /内容/访问数据2019年3月以来)平台。
结果
共有77名大学生运动员持续SRC,完成评估协议,在西门子核磁共振扫描完成3 t扫描仪2018年7月被纳入本研究。因为参与者可以有多个脑震荡,只有第一个脑震荡是用于数据分析。列出了运动员参与的特点表1。77年有脑震荡的运动员参加大学足球(n = 45),足球(n = 24),和长曲棍球(n = 8)。整个postinjury时间跨度大约是1个月,从postinjury急性时间点在24 - 48小时(2.09±1.50天)无症状(12.62±28.78天),返回后7天(29.66±36.52天)。无症状和7天后返回玩不同的参与者由于其自然历史中复苏。注意,虽然临床恢复时间可能不同个体的运动员,MRI和收集血液生物标志物与临床恢复里程碑(即。,无症状的时间点和7天后返回玩)。个人运动的位置,之前的脑震荡历史和自我报告病史和先前的激动中列出表1。类似于许多纵向研究,并非所有基线参与者收到血液吸引和核磁共振成像在每一个随访时间点尽管我们尽了最大努力。eTable 2 (links.lww.com/WNL/C808)列出了参与者的数量可用扩散磁共振成像或可用血液生物标志物数据在每个后续的时间点。总的来说,有173个可用的DTI数据,157τ,160年NfL, 160 GFAP和122 UCH-L1生物标记数据。
纵向血液生物标志物的变化
平均水平的血液生物标志物在每个时间点进行了总结表1并提出了图1。在24小时post-SRC返回后7天,NfL和GFAP在三个时间点没有明显变化(白色区域图1),而τ和UCH-L1方面表现出显著的纵向变化。等离子体τ显著增加从postinjury 24 - 48小时之内到无症状的时间点(p= 0.001)和24 - 48小时postinjury后7天返回玩(p< 0.001)。等离子体UCH-L1显著增加从无症状时间点到后返回游戏(7天p= 0.003)。收集血液生物标志物水平基线(季前赛)和6小时postinjury所示图1(灰色地带)为参考,因为神经影像数据不能用于这两个时间点的关联分析。
血液中总τ(A)水平在学习时间点。(B)神经丝光(NfL)血液中跨越时间。(C)胶质原纤维酸性蛋白(GFAP)血液中水平跨越时间。(D)的泛素c端hydrolase-L1 (UCH-L1)血液中水平跨越时间。所有的血液生物标志物水平自然对数转换为偏态调整。时间点缩写:基础=基线在季前赛集合;6小时= 6小时postinjury;24 - 48小时= postinjury 24 - 48小时之内;无症状的=的点有脑震荡的运动员成为无症状;和7天内无限制post-RTP = 7天后返回。 Asterisk * indicates significant differences atp< 0.05和图基使用事后成对测试时间点之间调整为多个比较。星号* * *显示显著差异p< 0.001之间的时间点。
血液生物标志物和DTI指标之间的关联
等离子体τ与唯一最重要的关联。4 DTI指标的意义率为18.5%的27白质束(20除以4×27日有重要联系表2)。GFAP意义的概率只有10.2%,而NfL和UCH-L1意义率1.9%和0%,分别。关联的方向重要的τ和GFAP的消极与FA和积极的扩散系数(即。医学博士,广告,和RD)。β系数(即。,年代lope) of the associations for tau ranged between 0.13 and 0.25 ln(pg/mL) in absolute values per unit change of standardized DTI measures (图2一个)。GFAP的β系数介于0.08和0.12之间ln (pg / mL)单位改变标准化DTI措施(eTable 3,links.lww.com/WNL/C809)。
(一)同一时间关联。(B)联系早期τ和后来的扩散张量成像(DTI)指标。总τ水平在血液里自然对数转换为偏态调整,和价值观的DTI白质束的指标标准化。蓝色酒吧表示β系数的关联mixed-effects模型与随机拦截时间调整后,性,并在未修正的网站p< 0.05。误差线表示β系数的标准误差。星号*表示0.05 <pFDR-adjusted< 0.1,星号* *表示pFDR-adjusted< 0.05。DTI指标:FA =分数各向异性;MD =平均扩散系数;广告=轴向扩散系数;和RD =径向扩散系数。缩写白质束在方法部分,列出了分段概率Tractography科目的兴趣和eFigure 1 (links.lww.com/WNL/C812)。“_l”表示左半球和“_r”表示右脑。
罗斯福调整后,采访了重大关联与τ的皮质脊髓束(β系数= 0.25,pFDR-corrected< 0.05,图3中,A和B)和优越的丘脑辐射(β系数= 0.21,pFDR-corrected< 0.05,图3中,A和C)。等离子τ水平高与高架RD在这些2白质束。MD还演示了同样显著关联与τ大片意义较弱(0.05 <pFDR-corrected< 0.1,图4)。类似于RD,等离子τ水平高与MD在正确的皮质脊髓束和优越的丘脑辐射(图4中,B和C)。
(A)对皮质脊髓束的β系数= 0.25(黄色),和优越的丘脑的辐射有一个β系数= 0.21(橙色)。都有错误发现调整p< 0.05。τ(B)事后散点图和扩散张量成像(DTI)推导出径向扩散系数(RD)对皮质脊髓束。每个灰色点表示一个数据点的有脑震荡的运动员。τ(C)事后散点图和RD的优越丘脑的辐射。
纵向变化血液生物标志物和DTI指标之间的关联
4中血液生物标志物,NfL最高数量的时间对DTI显著DTI-time交互术语描述混合效应模型。NfL意义率12.03% DTI-time交互中27白质束(13显著交互除以4×27日表2eTable 4,links.lww.com/WNL/C810)。GFAP、UCH-L1和τ有3.70%,2.78%,和0%的意义。在事后协会在单个时间点,分析重大协会(pFDR-adjusted< 0.05)NfL和DTI指标之间只在无症状的发生点。在这个时间点,橄榄球协会的方向与FA和广告是积极和消极与MD和RD (表3)。的β系数介于0.12和0.21之间的关联ln (pg / mL)的单位变化绝对值标准化DTI的措施。相比之下,GFAP,只有7天后返回扮演了重要GFAP-DTI协会(pFDR-adjusted< 0.05,表3)。不像NfL, GFAP与扩散系数呈正相关(MD和广告)β系数介于0.14和0.21之间ln (pg / mL)单位标准化DTI措施的变化。
早期血液生物标志物和后来DTI指标之间的关联
使用滞后mixed-effects模型,早期τ水平在血液中与后来DTI指标显著相关意义率15.7% 27白质束(17除以4×27日有重要联系表2和eTable 5,links.lww.com/WNL/C811)。NfL的意义关联率、GFAP和UCH-L1分别为3.7%,3.7%,和0%,分别。类似于并发协会、早期τ水平与FA相关的血液是消极和积极与扩散系数有关,包括医学、广告,RD (图2 b)。early-tau-later-DTI协会的β系数介于0.23和0.32之间(ln (pg / mL))−1在绝对的值。调整后为多个比较罗斯福通过控制,没有达到意义的关联任何特定的小册子。然而,积极的趋势(0.05 <pFDR-adjusted< 0.10)被观察到在7白质束,包括双边声辐射,对前丘脑的辐射,小脑脚,左内侧丘系,左后丘脑的辐射,和右钩状的纤维束(eFigure 2,links.lww.com/WNL/C812)。
讨论
在我们先前的研究使用护理数据,我们发现组差异有脑震荡的球员之间的DTI指标和接触的运动控制。9此外,急性DTI指标的变化与初始症状的严重程度有关SRC之后,包括心理压力、认知、和恢复的时间。8,9相反,我们也证明了急性血液生物标志物的变化与意识丧失或创伤后失忆。11在这项研究中,我们结合这两个目标措施,调查是否神经血液生物标志物的变化可以解释为大脑白质被DTI显微结构的变化。这种前瞻性研究表明,区间跨度1天post-SRC 1星期后返回,白质显微结构的完整性检测到DTI CNS-related代谢物在血液里。显示时间变化在此期间的SRC的关联。此外,中枢神经系统早期血液生物标志物显示承诺在预测后白质显微结构的组合。
这血液生物标志物数据的子集的纵向轨迹符合一个更大的医疗财团的研究主要关注血液生物标志物和临床结果之间的关系的措施。11纵向血液生物标志物的变化显示急性反应SRC与峰值的变化在NfL的6小时postinjury, GFAP和UCH-L1。τ似乎稍微延迟反应,在postinjury 24 - 48小时之内触底。在24 - 48小时postinjury指向return-to-play后7天时间点,τ级血液中继续发展并返回到基线水平,而其他血液生物标志物是相对稳定的。
这种进化的τ血液中可能反映了纵向的变化轴突SRC后在最初反应和恢复阶段。这个假说得到了同时协会分析,τ是最敏感的血液生物标志物反映大脑微观结构完整性检测到的DTI指标。进一步支持这一假设提供的预测分析,只有早期τ水平显著相关后大脑组织完整性的这段时间内SRC。此外,重要的预测结果显示τ血液生物标志物的临床和预后效用。
在这些分析中,相关τ水平明显高径向扩散系数和平均扩散系数和较小的程度上,较低的分数各向异性。总的来说,变化的方向DTI指标符合轴突退化的后果增加组织分散和增加水扩散自由垂直于轴突。潜在的病理生理的解释增加径向扩散系数可能是轴突的珠饰、轴突包装密度,减少和/或破坏髓鞘。27,28这个观察补充我们之前发现的重要组差异DTI均值和径向扩散系数之间有脑震荡的和控制运动员和持续高度的扩散性的白质有脑震荡的运动员。8我们的结果支持在人类的老鼠模型mTBI与封闭的头部受伤,在减少FA在胼胝体postinjury 21天。5在另一个封闭的头部受伤的老鼠模型,减少FA和增加MD和RD观察纵向postinjury postinjury从1天到30天。DTI指标的变化与髓鞘相关密实度检测到免疫组织化学分析。4
这一发现退化的白质显微结构的完整性与更高的τ可能以前的观测的潜在机制,在τ水平较高与所需时间返回在曲棍球运动员29日和大学的运动员。30.,31日此外,我们之前的出版物提供直接证据连接可怜的白质完整性和更长的恢复时间。8然而,有趣的是,等离子体的纵向演化τ级SRC后跟着一个自相矛盾的方向。即与其他3生物标志物,等离子体τ级脑震荡后下降。前面SRC中观察到的类似的矛盾的轨迹也研究大学生运动员。11,31日,32这个矛盾的方向的一个可能的解释是,除中枢神经系统外,总τ外周血的来源还包括周围神经系统和周围组织(例如,肝脏,肾脏和心脏)。33,34τ总水平的增加血液中无症状和return-to-play之间的时间点可能是因为重新引入运动(即。康复计划)及其对周围组织的影响。尽管如此,它仍然是令人费解的,24 - 48小时之间的总τ水平增加postinjury和无症状的时间点在规定的其他建议。虽然需要更多的研究,但可能的解释可能与τ物种的释放过程通过血脑屏障,磷酸化状态,和随后的新陈代谢。
一些已发表的研究都集中在τ的关系在SRC和DTI白质成像。结果早期的SRC可能填写的时间差距的一项研究创伤性脑损伤(包括轻微、中等和严重),其中血清相关τ被发现弱DTI指标,即FA(负关联),从3到17个月后受伤。15同样,在季前赛的另一个研究足球运动员,τDTI平均扩散系数呈正相关和负相关的神经突密度指数来自扩散室建模。35这样的结果,虽然温和的样本(n = 17),可能支持的潜在解释低轴突的潜在病理包装高扩散率情况下累积的影响。
在此期间的24小时post-SRC 1星期后返回,我们的结果表明稳定NfL和无关紧要的协会和DTI指标水平,除了在无症状的状态。同样,GFAP在这个阶段,没有相对稳定的DTI指标,除了在7天后返回。可能这两个血液生物标志物对慢性脑白质的变化更敏感报道在前面提到的创伤性脑损伤的研究中,在NfL和GFAP成为和DTI在3 - 17个月postinjury显著相关。14,15的兴趣,NfL和DTI指标之间的关联的方向是相反的SRC研究与先前的创伤性脑损伤的研究。不同于之前的研究,在这项研究中,高NfL水平与FA和广告,但较低的MD, RD,表明更高的存储密度或细胞结构。这种差异可能来自一个不同的阶段的复苏(亚急性和慢性)或不同的脑损伤机制,建议由以前的临床前研究。36,37
这项研究有一些局限性。尽管总τ等离子体显示季前赛和postconcussion冰球球员之间的区别13和组差异在大学接触运动的球员,11血液中总τ可能不会直接反映中枢神经系统损害的水平由于未知的血脑屏障穿透。研究表明穷人之间的相关性血浆总τ和脑脊液总τ患有阿尔茨海默病38和持续postconcussive症状超过3个月后重复的脑震荡。39磷酸化τ可能是一个更好的中枢神经系统特异性较高的血液生物标志物。40相反,血浆NfL和GFAP证明显著的相关性与CSF同行在创伤性脑损伤14,39,41和阿尔茨海默病。42在最近的研究是严重创伤性脑损伤,大脑脑微量透析可把时程延长细胞外液似乎关联NfL,τ,UCH-L1。43尽管是具有成本效益的微创,血液生物标志物不提供解剖特异性,可随后又详细的神经影像学检查。
许多扩散磁共振成像方法,DTI具有简单性和图像采集的效率和计算数学模型。但是,与复杂的扩散室建模方法(如神经突方向色散和密度成像44或kurtosis-based白质束成像完整性45),DTI指标只提供总结描述模棱两可的组织组织病理生理的特异性。这项研究不包括直接比较与控制或相关性的临床评估,已被描述并发表在同一组。8,11以前脑震荡的历史和时代第一个脑震荡可能发挥重要作用在大脑中复苏,这将是包含在我们的未来的研究。
尽管有局限性,中枢神经系统血液生物标志物和DTI神经成像(产品序列在大多数研究核磁共振扫描仪,虽然还没有包含在标准临床成像协议)可以提供方便的SRC和客观的措施。我们已经证明这两个客观措施相关联。具体来说,升高血浆τ水平似乎与较高的径向和平均扩散系数和较低的分数各向异性。血液生物标志物与神经影像学和血浆总τ的中枢神经系统特异性仍然活跃的研究努力;我们的发现可能会对未来的研究做出贡献的见解。
研究资金
这个出版成为可能,在一定程度上,在大联盟的支持下冲击评估、研究和教育(保健)财团资助部分由全国大学体育协会(NCAA)和国防部(DoD)。美国陆军医学研究并购活动,马里兰州德特里克堡的授予和管理采购办公室。这项工作是由办公室负责健康事务的助理国防部长,通过战斗伤亡保健研究计划,国防部的认可,通过联合计划委员会6 /战斗伤亡护理研究Program-Psychological健康和创伤性脑损伤项目奖。W81XWH1420151。意见、解释、结论和建议是作者和不一定是国防部的批准。其他资金支持包括NIH的R01 NS112303研究。吴和j . Harezlak R01 AG053993研究。吴。
信息披露
作者报告没有相关的信息披露。去首页Neurology.org/N为充分披露。
承认
作者感谢杨晨哈兰德,MS, Janetta Matesan,英航,迈克尔犯罪(印第安纳大学医学院);阿什利Rettmann, BS,妮可L茹克斯,MBA(密歇根大学);梅丽莎Koschnitzke, MA(威斯康辛医学院);迈克尔·贾勒特MBA, Vibeke Brinck女士,和比安卡恩,BA (Quesgen);梅丽莎·贝克,BS (Datalys预防运动损伤研究中心);的研究和医务人员在每一个护理参与网站。作者感谢迈克尔·j·麦吉尔先生(印第安纳大学医学院的医学生)组织和总结文学评论。作者感谢学生运动员没有他们的参与这项研究是不可能的。
附录的作者
脚注
去首页Neurology.org/N为充分披露。资金信息和披露认为作者相关的,如果有的话,年底提供这篇文章。
这篇文章加工费是由国家神经疾病和中风研究所R01NS112303。
提交和外部同行评议。处理编辑器是副主编丽贝卡·伯奇博士。
CME过程:NPub.org/cmelist
- 收到了2022年9月30日。
- 接受的最终形式2023年3月22日。
- 版权©2023年作者(年代)。发表的Wolters Kluwer健康,公司代表美国神经病学学会。首页
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