钙结合蛋白与神经元特异性烯醇化酶在脑神经损伤中的临床意义

周艳 齐英斌 沈文生 金丽 马爽 王贺 李丹

(1吉林省人民医院，吉林 长春 130021；2吉林省妇幼保健院)

目前脑神经损伤患者，包括缺血缺氧、外伤、脑炎及手术等，严重时危及患者生命。由于脑神经损伤当时情况的不同，如外伤的类型、部位、严重程度，缺血缺氧的面积不同及损伤后是否积极、及时采取有效的治疗措施，患者的预后也相应有一定差异。在患者临床症状出现的早期，正确判断疾病的严重程度，预测疾病的发展趋势，对医生确定治疗方案及患者的预后有着重要的意义〔1〕。越来越多关于重症脑神经损害的研究试图从患者的临床症状评分、血清生化标志物等方面预测患者的严重程度及预后。我们常规应用美国国立卫生研究院脑卒中量表(NIHSS)评分、格拉斯哥结局量表(GOS)评分、 格拉斯哥昏迷量表(GCS)评分等评价指标联合头影像学检查结果来协助量化患者临床症状的严重程度，此外，有研究发现脑损伤的血清标志物，神经元特异性烯醇化酶(NSE)及钙结合蛋白(S-100β)在评估患者病情、预测患者疾病转归中有一定的特异性〔2～4〕。本文拟对脑神经损伤后引起的NSE及S-100β浓度变化及预后价值进行综述。

1 NSE，S-100β蛋白的检测和理化特性

在生物体内的糖酵解代谢过程中，存在着多种中间产物及重要的酶，其中烯醇化酶反映脑组织病理改变的敏感性最高〔5〕。烯醇化酶有五种亚型，分别为αα、ββ、γγ、αβ、αγ型。在神经细胞和神经内分泌细胞中特异性存在着γγ型，称为NSE。它也是在临床检验中应用比较广泛的酶。NSE是一种糖酵解酶，它的理化性质较为稳定，外界环境的变化对其影响不大〔6〕。但当患者同时伴有其他脏器或系统损伤时，NSE的检测结果可能会受到一定程度的干扰〔7〕。大多数人血液和脑脊液中NSE含量在3～8 ng/ml〔8〕，但在各项研究过程中，由于不同的检测方法、采样的时间窗、应用的试剂盒等的不同，得到的结果可能有一点差异。此外，NSE也可以由神经内分泌细胞产生。故NSE的水平在一些具有分泌功能的神经肿瘤、妇科及肺部肿瘤的诊疗、随访中都有很高的临床价值〔9,10〕。NSE水平的变化在脑血管病、脑外伤、脑炎的病情评估中也显示出重要的应用价值。

S-100β是偏酸性的钙结合蛋白，它在细胞增殖、分化、凋亡和肌肉收缩及基因表达中均有参与，具有广泛的生物学活性。主要成分是S-100α1和S-100β，其中S-100β是一种神经组织蛋白，主要分布于神经胶质细胞中。而且S-100β分子在正常情况下不能通过血脑屏障，但在某些病理情况下血清S-100β可升高，S-100β如何透过血脑屏障的机制目前尚不完全清楚。

临床上通常采用酶联免疫吸附法及放射免疫分析对NSE及S-100β进行检测。它具有测定操作简单，准确性高，重复性好等优点，是生物活性物质微量分析中最重要的工具之一〔11〕，在实验室检测方面有着广泛的应用。

2 脑神经组织损伤过程中NSE、S-100β的变化

NSE和S-100β只存在于神经元的细胞质内，当神经元出现损害后，细胞膜遭到破坏，NSE和S-100β从中漏出，透过血脑屏障进入外周血液循环中，使血清S100β和NSE水平升高。故血清中的NSE和S-100β水平可以协助评估脑损伤严重程度〔12,13〕。

研究表明，NSE不与细胞内肌动蛋白相结合，容易释放，故脑组织损伤后检测血清、脑脊液中的NSE含量可作为评估脑神经损伤的重要指标〔14,15〕。NSE在反映脑神经组织受损范围、程度方面亦有一定的作用，Gross等〔16〕通过体外实验证实了脑细胞损伤模型的细胞培养基中NSE的含量与脑细胞破坏的数量成正比。在脑神经损伤患者的血清中，NSE水平在不同时间也出现相应的变化。Woertgen等〔17〕在不同时间段检测了65例重度脑皮质损伤的小鼠血清中NSE的水平，结果表明，伤后6 h的血清NSE含量达到峰值，而后逐渐下降。曹德晨等〔18〕报道的结果为：死亡组在受伤后NSE水平持续升高，在损伤2～3 d乃至7 d时NSE水平明显高于伤后24 h，提示患者的病情进展、恶化；而预后良好的患者血清NSE水平稳步下降，1 w后即接近正常水平。在不同类型的脑损伤患者中，NSE蛋白的含量随时间变化的演变形式各不相同，因此提示有必要在发病早期对血清NSE进行动态研究，以尽可能了解脑神经损伤后发生的病理情况。

由于血清S-100β具有神经组织特异性，因此在判断神经系统损伤方面具有较高的灵敏度和特异性。随着对S-100β的深入研究及测定方法的提高，S-100β在神经系统疾病早期诊断方面备受关注。对于创伤性脑损伤〔19〕、脑缺血再灌注损伤〔20〕、心肺复苏或体外循环脑损伤监测方面〔21,22〕，血清S-100β均可作为判断脑损伤的敏感性高的血清标志物。

3 脑神经损伤时NSE、S-100β变化与预后关系

在研究脑损伤后初期NSE、S-100β的含量与患者预后相关性方面亦有一些研究。近几年对NSE对疾病预后监测方面的研究主要集中在肿瘤学，例如认为晚期肺癌患者的预后与血清NSE水平相关〔21〕；Yan等〔22〕的荟萃分析亦表明NSE可作为非小细胞肺癌的独立预后因素；另有学者最新的研究表明〔23〕，NSE在监测晚期非小细胞肺癌的预后及预测脑转移瘤发生方面，为有效的敏感指标。患者发生脑转移瘤，势必会增加脑组织的损伤，导致NSE增加，这和脑神经损伤后NSE增加的机制是一致的。Mercier等〔24〕的一项系统回顾和荟萃分析表明，S-100β蛋白在中度和重度颅脑损伤患者预后方面具有重要预测价值，同时Yao等〔25〕所做的前瞻性观察研究表明，生物标志物S100β在脓毒性脑病的诊断和判断预后方面比NSE更好。因此目前公认的监测早期脑神经损伤和评估预后的标准是联合检测S-100β与NSE水平〔26,27〕。

综上，脑神经损伤患者血清中检测到的NSE及S-100β浓度越高、恢复正常时间越长，其预后也越差，反之则预后越好。因此，该标志物联合检测有望成为临床早期判断患者预后的可靠指标。

4 脑神经损伤时NSE、S-100β的变化与影像学的关系

目前的影像学检查难以显示病灶或即使显示病灶，亦难以区分损害是否可逆，就算结合其他的辅助检查手段也难以判断神经损害症状是否为持续性。Olivecrona等〔28〕在最新进行的一项前瞻性研究中表明，血清S-100β、NSE水平与最大颅内压(ICP)显著正相关，与脑灌注压(CPP)呈负相关，与放射影像学结果相关，二者联合可以预测3个月内的死亡率。陈洁波等〔29〕探讨了头颅CT阴性的轻型颅脑损伤患者和头颅CT阳性的颅脑损伤患者血清S100β浓度与预后的关系，发现头颅CT阳性的颅脑损伤患者血清S-100β含量高于头颅CT阴性的患者(P<0.05)；对于头颅CT阳性的颅脑损伤患者，血清S100β越高则患者的预后越差；而对于头颅CT阴性的轻型颅脑损伤患者，血清S100β与患者的预后无相关性(P>0.05)。由此可以看出，NSE、S-100β联合影像学检查结果可能协助评估损伤及判断预后。

5 尚存在的问题

单独检测NSE、S-100β的含量变化缺乏一定的特异性，而联合检测可以很好地改善这一点。人脑结构、功能繁多复杂，脑神经损伤后的临床表现与病灶所展现的严重程度常不一致。此时，NSE、S-100β在脑内分布部位以及浓度的差异，对于脑损伤程度的不同有一定的指导意义。然而，在轻微颅脑外伤患者中，上述指标对于检测的敏感性不强。而当神经细胞损伤严重、范围大时，可引起较为明显的水平变化。当然，低水平的生物标志物则不一定代表相反的结果。患者出现脑神经损伤后，其病情不仅与神经损伤的量有关，损伤的部位及其他因素密切相关。因此，若想获得较为客观的预后信息，应结合临床资料综合评估。

此外，有一部分患者病情危重而无法及时进行脑脊液或影像学检查。此类患者的标本采集、采集后的检验流程操作、试剂灵敏度等因素也不可避免的带有一定偏差，对患者的病情评估和预后判断产生偏倚。对此我们可以把握标本采集的时机，提高检测的准确性，在避免危重患者重复有创性操作的同时，提高疾病早期诊断的准确率，有助于判断病情的发展变化。同时还应进一步研究NSE、S-100β与临床其他相关检查的关系，从而为指导临床治疗和预后评估方面体现其意义，为科学及时准确地评估脑损害的严重程度和范围提供更多科学、可靠的证据。