Черепно-мозговая травма и нейровоспаление: обзор основных биомаркеров
https://doi.org/10.29413/ABS.2020-5.5.8
Аннотация
Черепно-мозговая травма является одной из основных причин как острой, так и долговременной заболеваемости в человеческой популяции. Большое количество доклинических и клинических исследований не даёт полного описания и понимания патофизиологических процессов, происходящих при черепно-мозговой травме и инициируемым ей нейровоспалением.
Нейровоспалительная реакция является очень сложным взаимодействием между клетками врождённой и адаптивной иммунной системы. Врождённая иммунная система активируется неспецифическими сигналами опасности, которые высвобождаются из повреждённых клеток и тканей, что, в свою очередь, приводит к фильтрации нейтрофилов, активации микроглии и астроцитов, высвобождению комплемента, а также выбросу гистамина тучными клетками. Впоследствии активируется адаптивный иммунный ответ, что приводит к развитию более отдалённых эффектов нейровоспаления. Мы представили обзор биомаркеров и их роль в прогнозе исхода при черепно-мозговой травме.
Среди рассматриваемых в данной статье биомаркеров наиболее специфичными в отношении черепно-мозговой травмы и нейровоспаления являются интерлейкин-6, интерлейкин-8, интерлейкин-10 и матриксные металлопротеиназы. Интерлейкин-6 может быть использован в качестве предиктора исхода, риска осложнений черепно-мозговой травмы. Интерлейкин -8 коррелирует с летальностью; Интерлейкин-10 наиболее специфичен в отношении пациентов с положительными результатами компьютерной томографии при лёгкой черепно-мозговой травме без временных ограничений. Активация матриксных металлопротеиназ обуславливает изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера и дисфункцию нервно-сосудистой системы. Данных по остальным показателям, рассматриваемым в статье, недостаточно, чтобы использовать их в качестве специфичных для черепно-мозговой травмы биомаркеров.
Для более объективной оценки состояния пациента следует определять несколько биомаркеров в совокупности, так как именно комплекс показателей позволяет более полно оценить состояние пациента с черепно-мозговой травмой.
Нейровоспалительная реакция является очень сложным взаимодействием между клетками врождённой и адаптивной иммунной системы. Врождённая иммунная система активируется неспецифическими сигналами опасности, которые высвобождаются из повреждённых клеток и тканей, что, в свою очередь, приводит к фильтрации нейтрофилов, активации микроглии и астроцитов, высвобождению комплемента, а также выбросу гистамина тучными клетками. Впоследствии активируется адаптивный иммунный ответ, что приводит к развитию более отдалённых эффектов нейровоспаления. Мы представили обзор биомаркеров и их роль в прогнозе исхода при черепно-мозговой травме.
Среди рассматриваемых в данной статье биомаркеров наиболее специфичными в отношении черепно-мозговой травмы и нейровоспаления являются интерлейкин-6, интерлейкин-8, интерлейкин-10 и матриксные металлопротеиназы. Интерлейкин-6 может быть использован в качестве предиктора исхода, риска осложнений черепно-мозговой травмы. Интерлейкин -8 коррелирует с летальностью; Интерлейкин-10 наиболее специфичен в отношении пациентов с положительными результатами компьютерной томографии при лёгкой черепно-мозговой травме без временных ограничений. Активация матриксных металлопротеиназ обуславливает изменение проницаемости гематоэнцефалического барьера и дисфункцию нервно-сосудистой системы. Данных по остальным показателям, рассматриваемым в статье, недостаточно, чтобы использовать их в качестве специфичных для черепно-мозговой травмы биомаркеров.
Для более объективной оценки состояния пациента следует определять несколько биомаркеров в совокупности, так как именно комплекс показателей позволяет более полно оценить состояние пациента с черепно-мозговой травмой.
При поддержке: Работа выполнена в рамках госзадания ИИФ УрО РАН (регистрационный номер НИОКТР № АААА-А18- 118020590108-7).
Об авторах
А. И. Зудова
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Институт естественных наук и математики;
ФГБУН Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук
Россия
Россия
студентка
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 106, Россия
А. Г. Сухоросова
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Институт естественных наук и математики;
ФГБУН Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук
Россия
студентка
Россия
студентка
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 106, Россия
Л. В. Соломатина
ФГАОУ ВО «Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина», Институт естественных наук и математики;
ФГБУН Институт иммунологии и физиологии Уральского отделения Российской академии наук
Россия
кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры медицинской биохимии и биофизики
Россия
кандидат медицинских наук, старший преподаватель кафедры медицинской биохимии и биофизики
620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, Россия
620049, г. Екатеринбург, ул. Первомайская, 106, Россия
Список литературы
1. Menon DK, Schwab K, Wright DW, Maas AI, et al. Position statement: definition of traumatic brain injury. Arch Phys Med Rehabil. 2010; 91(11): 1637-1640. doi: 10.1016/j.apmr.2010.05.017
2. Yilmaz C, Karali K, Fodelianaki G, Gravanis A, Chavakis T, Charalampopoulos I, et al. Neurosteroids as regulators of neuroinflammation. Front Neuroendocrinol. 2019; 55: 100788. doi: 10.1016/j.yfrne.2019.100788
3. Министерство здравоохранения Российской Федерации. Социально-значимые заболевания населения России в 2018 году (статистические материалы). М.; 2019.
4. Лихтерман Л.Б. Классификация черепно-мозговой травмы. Часть II. Современные принципы классификации ЧМТ. Судебная медицина. 2015; 1(3): 37-48.
5. Saatman KE, Duhaime AC, Bullock R, Maas AIR, Valadka A, Manley GT, et al. Classification of traumatic brain injury for targeted therapies. J Neurotrauma. 2008; 25(7): 719-738. doi: 10.1089/neu.2008.0586
6. Schimmel SJ, Acosta S, Lozano D. Neuroinflammation in traumatic brain injury: A chronic response to an acute injury. Brain Circ. 2017; 3(3): 135-142. doi: 10.4103/bc.bc_18_17
7. Ladak AA, Enam SA, Ibrahim MT. A Review of the molecular mechanisms of traumatic brain injury. World Neurosurg. 2019; 131: 126-132. doi: 10.1016/j.wneu.2019.07.039
8. Sahel DK, Kaira M, Raj K, Sharma S, Singh S. Mitochondrial dysfunctioning and neuroinflammation: recent highlights on the possible mechanisms involved in traumatic brain injury. Neurosci Lett. 2019; 710: 134347. doi: 10.1016/j.neulet.2019.134347
9. Nasr IW, Chun Y, Kannan S. Neuroimmune responses in the developing brain following traumatic brain injury. Exp Neurol. 2019; 320: 112957. doi: 10.1016/j.expneurol.2019.112957
10. Needham EJ, Helmy A, Zanier ER, Jones JL, Coles AJ, Menon DK. The immunological response to traumatic brain injury. J Neuroimmunol. 2019; 332: 112-125. doi: 10.1016/j.jneuroim.2019.04.005
11. Pearn ML, Niesman IR, Egawa J, Sawada A, AlmenarQueralt A, Shah SB, et al. Pathophysiology associated with traumatic brain injury: current treatments and potential novel therapeutics. Cell Mol Neurobiol. 2017; 37(4): 571-585. doi: 10.1007/s10571-016-0400-1
12. Russo MV, McGavern DB. Inflammatory neuroprotection following traumatic brain injury. Science. 2016; 353(6301): 783- 755. doi: 10.1126/science.aaf6260
13. Dinet V, Petry KG, Badaut J. Brain-immune interactions and neuroinflammation after traumatic brain injury. Front Neurosci. 2019; 13: 1178. doi: 10.3389/fnins.2019.01178
14. Casault C, Al Sultan AS, Banoei M, Couillard P, Kramer A, Winston BW. Cytokine responses in severe traumatic brain injury: where there is smoke, is there fire? Neurocrit Care. 2019; 30(1): 22-32. doi: 10.1007/s12028-018-0522-z
15. Rodney T, Osier N, Gill J. Pro- and anti-inflammatory biomarkers and traumatic brain injury outcomes: A review. Cytokine. 2018; 110: 248-256. doi: 10.1016/j.cyto.2018.01.012
16. Bogoslovsky T, Gill J, Jeromin A, Davis C, Diaz-Arrastia R. Fluid biomarkers of traumatic brain injury and intended context of use. Diagnostics (Basel). 2016; 6(4): 37. doi: 10.3390/diagnostics6040037
17. Yang DB, Yu WH, Dong XQ, Zhang ZY, Du Q, Zhu Q, et al. Serum macrophage migration inhibitory factor concentrations correlate with prognosis of traumatic brain injury. Clin Chim Acta. 2017; 469: 99-104. doi: 10.1016/j.cca.2017.03.030
18. Feng MJ, Ning W Bin, Wang W, Lv ZH, Liu XB, Zhu Y, et al. Serum S100A12 as a prognostic biomarker of severe traumatic brain injury. Clin Chim Acta. 2018; 480: 84-91. doi: 10.1016/j.cca.2018.01.044
19. Di Battista AP, Rhind SG, Hutchison MG, Hassan S, Shiu MY, Inaba K, et al. Inflammatory cytokine and chemokine profiles are associated with patient outcome and the hyperadrenergic state following acute brain injury. J Neuroinflammation. 2016; 13: 40. doi: 10.1186/s12974-016-0500-3
20. Lagerstedt L, Egea-Guerrero JJ, Rodríguez-Rodríguez A, Bustamante A, Montaner J, El Rahal A, et al. Early measurement of interleukin-10 predicts the absence of CT scan lesions in mild traumatic brain injury. PLoS One. 2018; 13(2): e0193278. doi: 10.1371/journal.pone.0193278
21. Banoei MM, Casault C, Metwaly SM, Winston BW. Metabolomics and biomarker discovery in traumatic brain injury. J Neurotrauma. 2018; 35(16): 1831-1848. doi: 10.1089/neu.2017.5326
22. Anada RP, Wong KT, Jayapalan JJ, Hashim OH, Ganesan D. Panel of serum protein biomarkers to grade the severity of traumatic brain injury. Electrophoresis. 2018; 39(18): 2308-2315. doi: 10.1002/elps.201700407
23. Huie JR, Diaz-Arrastia R, Yue JK, Sorani MD, Puccio AM, Okonkwo DO, et al. Testing a multivariate proteomic panel for traumatic brain injury biomarker discovery: a TRACK-TBI pilot study. J Neurotrauma. 2019; 36(1): 100-110. doi: 10.1089/neu.2017.5449
24. Corrigan F, Mander KA, Leonard AV, Vink R. Neurogenic inflammation after traumatic brain injury and its potentiation of classical inflammation. J Neuroinflammation. 2016; 13(1): 264. doi: 10.1186/s12974-016-0738-9
25. Vink R, Gabrielian L, Thornton E. The role of substance P in secondary pathophysiology after traumatic brain injury. Front Neurol. 2017; 8: 304. doi: 10.3389/fneur.2017.00304
26. Jassam YN, Izzy S, Whalen M, McGavern DB, El Khoury J. Neuroimmunology of traumatic brain injury: time for a paradigm shift. Neuron. 2017; 95(6): 1246‐1265. doi: 10.1016/j.neuron.2017.07.010
Рецензия
Для цитирования:
Зудова А.И., Сухоросова А.Г., Соломатина Л.В. Черепно-мозговая травма и нейровоспаление: обзор основных биомаркеров. Acta Biomedica Scientifica. 2020;5(5):60-67. https://doi.org/10.29413/ABS.2020-5.5.8
For citation:
Zudova A.I., Sukhorosova A.G., Solomatina L.V. Traumatic Brain Injury and Neuroinflammation: Review of the Main Biomarkers. Acta Biomedica Scientifica. 2020;5(5):60-67. (In Russ.) https://doi.org/10.29413/ABS.2020-5.5.8
Просмотров:
886
Послать статью по эл. почте 
