目的探讨急性缺血性脑卒中（AIS）患者血清成纤维细胞生长因子（FGF）20、细胞间黏附分子（ICAM）3水平及与神经功能缺损程度的关系。方法前瞻性选取2022年1月至2024年8月解放军总医院第二医学中心收治的AIS患者156例作为AIS组，并通过美国国立卫生研究院卒中量表（NIHSS）评分将其分为轻度组、中度组和重度组；另选取同期在解放军总医院第二医学中心体检的健康志愿者78例作为对照组。收集AIS患者基线资料；采用酶联免疫吸附试验检测各组血清FGF20、ICAM3水平。采用Spearman相关分析AIS患者血清FGF20、ICAM3水平与神经功能缺损程度的相关性。采用有序多分类Logistic回归分析AIS患者神经功能缺损程度的影响因素。绘制受试者工作特征（ROC）曲线评估血清FGF20、ICAM3对AIS患者中、重度神经功能缺损和重度神经功能缺损的诊断价值。结果与对照组相比，AIS组血清FGF20水平降低，血清ICAM3水平升高，差异均有统计学意义（P＜0.05）。NIHSS评分结果显示，156例AIS患者中，重度组47例、中度组55例、轻度组54例。中度组、重度组年龄、脑梗死体积大于轻度组，血清ICAM3水平高于轻度组，血清FGF20水平低于轻度组，差异均有统计学意义（P＜0.05）；重度组年龄、脑梗死体积大于中度组，血清ICAM3水平高于中度组，血清FGF20水平低于中度组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。Spearman相关分析结果显示，AIS患者神经功能缺损程度与血清FGF20水平呈负相关（rs＝-0.759，P＜0.001），与血清ICAM3水平呈正相关（rs＝0.747，P＜0.001）。有序多分类Logistic回归分析结果显示，血清ICAM3水平升高是AIS患者神经功能缺损程度加重的独立危险因素（P＜0.05），血清FGF20水平升高是AIS患者神经功能缺损程度加重的独立保护因素（P＜0.05）。ROC曲线分析结果显示，血清FGF20、ICAM3联合预测AIS患者中、重度神经功能缺损的AUC为0.877，大于血清FGF20、ICAM3单独预测的0.811、0.803（Z＝2.675,P＝0.008;Z=2.572，P＝0.010）；血清FGF20、ICAM3联合预测AIS患者重度神经功能缺损的AUC为0.923，大于血清FGF20、ICAM3单独预测的0.830、0.824（Z＝3.209,P＝0.001;Z＝3.457，P＝0.001）。结论血清FGF20水平降低、血清ICAM3水平升高均与AIS患者神经功能缺损加重密切相关，且二者联合检测对AIS患者神经功能缺损加重具有良好的预测价值。