急性颅脑损伤患者血清细胞因子的变化

方明，张琳，章车明，朱献，张金，赵红星

急性颅脑损伤患者血清细胞因子的变化

方明，张琳，章车明，朱献，张金，赵红星

目的：观察急性颅脑损伤患者血清S100B蛋白、神经元特异性烯醇化酶（NSE）、髓鞘碱性蛋白（MBP）的变化与病情严重程度及预后的关系。方法：测定健康体检者35例（对照组）和颅脑损伤患者76例（病例组）伤后第1、3、7天时的血清S100B、NSE、MBP的水平，并结合格拉斯哥昏迷评分（GCS）、颅内压（ICP）、脑灌注压（CCP）、CT和伤后3个月格拉斯哥预后评分（GOS）进行分析。结果：伤后第1天病例组的血清S100B、NSE、MBP水平显著高于对照组（＜0.01）；病例组的血清S100B、NSE、MBP水平与GCS、CCP、3个月GOS呈明显负相关（＜0.01），与ICP、CT分型呈正相关（＜0.01）。结论：血清S100B、NSE、MBP与颅脑损伤程度密切相关。

急性颅脑损伤；S100B；神经元特异性烯醇化酶；髓鞘碱性蛋白

颅脑损伤可引起颅内压（intracranial pressure，ICP）增高，继发脑灌注压（cerebral perfusion pressure，CPP）降低，脑血流量减少，脑实质缺血坏死等一系列恶性事件。这可以诱发炎性因子的产生，导致级联反应，加重脑水肿，同时炎性因子在脑组织超表达也使神经元的环境发生变化，使神经元变性。S100B蛋白[1]、神经元特异性烯醇化酶（neuronspecific enolase，NSE）[2]、髓鞘碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）[3]是判断和评估脑组织损伤程度的指标，本研究旨在探讨这些细胞因子与急性颅脑损伤患者的病情和预后关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选择2011年1月至2012年12月期间我院危重医学科和神经外科颅脑损伤住院患者76例为病例组，男47例，女29例；年龄22～59岁，平均（41.7±12.1）岁。入选标准：①CT扫描均证实为单纯性颅脑损伤，均无明显复合伤，伤前无心肺疾病及严重感染；②致伤原因为交通事故伤、意外摔伤、打伤；③受伤至入院时间＜24 h，住院时间＞7 d。另随机选取同期在我院健康体检者35例为对照组，男21例，女14例；年龄18～64岁，平均（43.2±11.7）岁。2组一般资料差异无统计学意义。

1.2 方法

76例患者入院时根据格拉斯哥昏迷评分（Glasgow coma scale，GCS）分为轻型亚组（13～15分）、中型亚组（9～12分）、重型亚组（3～8分），其中行手术治疗53例，保守治疗23例。

1.2.1 ICP和CCP的测定 病例组手术治疗患者采用持续行脑室法监测ICP，保守治疗患者予以腰穿法监测，伤后24 h内开始，持续7 d。病例组根据ICP可分为 ICP正常亚组 （ICP为 6～15 mmHg）（1 mmHg=0.133 kPa）、ICP轻度增高亚组（ICP为15～20 mmHg）、ICP中度增高亚组（ICP为 20～ 40mmHg）、ICP重度增高亚组（ICP＞40mmHg）。同时持续监测肱动脉血压，测定平均动脉压（mean arterial pressure ，M AP）。CPP=MAP－ICP。根据CPP可将患者分为CPP正常亚组（CPP＞70 mmHg）和CPP降低亚组（CPP≤70mmHg）。

1.2.2 颅脑损伤CT分型 Ⅰ型：CT扫描正常或单纯颅内血肿，脑室无变形，环池、四叠体池正常，为13例。Ⅱ型：颅内血肿较大，脑室变形，中线结构轻度移位；环池、四叠体池轻度受压变形，为18例。Ⅲ型：颅内血肿占位明显，脑室明显变形，中线明显移位；环池、四叠体池受压明显变窄，为25例。Ⅳ型：颅内损伤广泛；环池、四叠体池消失，可合并脑干挫伤、出血，为20例。

1.2.3 预后评分标准 患者根据伤后3个月格拉斯哥预后评分（Glasgow outcome scale，GOS）分为5级。1级为死亡（7例）；2级为植物生存（11例）；3级为重度残疾（16例）；4级为轻度残疾（25例）；5级为恢复良好（17例）。本组病例将4～5级列为预后良好42例，1～3级列为预后不良34例。

1.2.4 检测方法 颅脑损伤患者入院后记录一般项目，行常规检查。于伤后第1、3、 7天，抽取患者外周静脉血样3mL；对照组一次性抽取外周静脉血6mL，将其分为3等份。所取血样在4℃、1 000g离心20m in，取上清即可检测，或将上清置于－20℃保存，避免反复冻融。用放射免疫法检测S100B（S100B试剂盒购自上海江莱生物科技有限公司）、NSE及MBP水平（NSE、MBP试剂盒均购自上海慧颖生物科技有限公司）。

1.3 统计学处理

2 结果

病例组入院当日（伤后第1天）的血清 S100B为（0.76±0.32）μg/L，NSE为（32.11± 7.68）μg/L，MBP 为 （9.07± 1.58）mg/L；对照组的血清 S100B为（0.35± 0.11）μg/L，NSE 为 （6.41± 2.72）μg/L，MBP为（2.47±0.46）mg/L；病例组明显高于对照组（＜0.01）。

2.1 不同GCS分型比较

病例组根据GCS分为轻型亚组19例、中型亚组25例、重型亚组32例。与轻型亚组相比，中、重型亚组的血清S100B、NSE、MBP水平于伤后第1、3、7天均较高（＜0.05或0.01），见表1 、图1；Spear-man等级相关分析显示，病例组S100B、NSE、MBP水平与GCS评分呈负相关（S100B：r=－0.671，P＜0.01；NSE：r= －0.779，P＜0.01；MBP：r=－0.723，P＜0.01）。

表1 不同GCS分型血清S100B、NSE、MBP水平比较（±s）

注：与轻型亚组比较，①＜0.01，②＜0.05

组别 例数 S100B/（μg/L） NSE/（μg/L）第1天 第3天 第7天 第1天 第3天轻型亚组 19 0.47±0.18 0.45±0.17 0.40±0.16 13.88±3.27 14.45±6.13中型亚组 25 0.71±0.22① 0.68±0.20② 0.60±0.19② 27.23±6.12② 46.56±10.27①重型亚组 32 1.35±0.41① 1.11±0.35① 0.87±0.27① 54.46±12.79① 74.68±21.64①组别 NSE/（μg/L） MBP/（m g/L）第7天 第1天 第3天 第7天轻型亚组 11.62±5.33 5.35±0.32 3.75±0.98 2.93±1.12中型亚组 22.52±7.43② 9.72±1.52② 7.01±0.64① 4.75±1.79②重型亚组 47.68±15.31① 18.88±2.52① 14.23±1.67① 10.78±2.13①

2.2 不同ICP亚组比较

病例组根据ICP可分为ICP正常亚组16例、ICP轻度增高亚组18例、ICP中度增高亚组22例、ICP重度增高亚组20例。与ICP正常亚组比较，ICP轻度增高亚组、ICP中度增高亚组、ICP重度增高亚组患者血清S100B水平于伤后第1、3天均高于ICP正常亚组（＜0.05或0.01），而ICP轻度增高亚组患者第7天血清S100B水平与ICP正常亚组差异无统计学意义（＞0.05），ICP轻度增高亚组、ICP中度增高亚组、ICP重度增高亚组的血清NSE水平于伤后第1、3、7天均高于ICP正常亚组（＜0.05或0.01），ICP轻度增高亚组、ICP中度增高亚组、ICP重度增高亚组的血清MBP水平于伤后第1天高于ICP正常亚组（＜0.05或0.01），ICP轻度增高亚组第3、7天的血清MBP与ICP正常亚组差异无统计学意义（＞0.05），见表2、图2；Spear-man等级相关分析显示，S100B、NSE、MBP水平与ICP呈正相关（S100B：r=0.731，P＜0.01；NSE：r=0.811，P＜0.01；MBP：r=0.615，P＜0.01）。

表2 不同ICP亚组血清S100B、NSE、MBP水平比较（±s）

注：与ICP正常亚组比较，①＜0.01，②＜0.05

组别 例数 S100B/（μg/L） NSE/（μg/L）第1天 第3天 第7天 第1天 第3天ICP正常亚组 16 0.41±0.17 0.39±0.14 0.37±0.19 9.61±2.91 16.77±8.56 ICP轻度增高亚组 18 0.53±0.22② 0.48±0.16② 0.42±0.21 21.55±4.17① 33.85±10.45①ICP中度增高亚组 22 0.87±0.24① 0.77±0.21② 0.62±0.18② 38.46±8.67① 57.78±14.96①ICP重度增高亚组 20 1.44±0.49① 1.25±0.39① 1.05±0.33① 58.13±14.45① 79.91±26.11①组别 NSE/（μg/L） MBP/（m g/L）第7天 第1天 第3天 第7天ICP正常亚组 10.46±4.91 3.41±0.32 2.98±0.28 2.67±0.68 ICP轻度增高亚组 15.67±9.75② 4.98±0.65② 3.24±0.58 2.85±0.92 ICP中度增高亚组 20.78±11.17① 11.37±1.92① 8.11±1.91① 6.16±1.56①ICP重度增高亚组 33.12±17.83① 17.86±2.34① 12.32±2.34① 9.98±2.11①

2.3 不同CPP亚组比较

CPP降低亚组的血清S100B、NSE、MBP水平于伤后第1、3、7天均高于CPP

2.4 不同CT分型比较

表3 不同CPP亚组血清S100B、NSE、MBP水平比较（±s）

注：与CCP正常亚组比较，①＜0.01

组别 例数 S100B/（μg/L） NSE/（μg/L）第1天 第3天 第7天 第1天 第3天CPP正常亚组 40 0.51±0.19 0.45±0.17 0.41±0.20 15.68±4.76 23.50±11.23 CPP降低亚组 36 1.27±0.41① 1.05±0.36① 0.75±0.30① 52.23±12.34① 77.72±22.71①组别 例数 NSE/（μg/L） MBP/（m g/L）第7天 第1天 第3天 第7天CPP正常亚组 12.67±5.89 6.55±0.98 4.31±0.89 3.26±1.08 CPP降低亚组 26.81±13.95① 15.57±2.11① 11.23±2.92① 8.32±1.99①

表4 不同CT分型的血清S100B、NSE、MBP水平比较（±s）

组别 例数 S100B/(μg/L) NSE/(μg/L) MBP/(mg/L)对照组 35 0.35±0.11 6.41±2.72 2.47±0.46病例组Ⅰ型 13 0.48±0.13①10.86±1.44①2.65±0.24Ⅱ型 18 0.62±0.34① 26.97±4.21① 6.83±1.26①Ⅲ型 25 0.92±0.48① 41.14±10.46① 12.98±2.65①Ⅳ型 20 1.36±0.67① 50.07±16.36① 16.14±1.87①

表5 不同预后亚组血清S100B、NSE、MBP水平比较（±s）

组别 例数 S100B/（μg/L） NSE/（μg/L）第1天 第3天 第7天 第1天 第3天预后良好亚组 42 0.48±0.20 0.45±0.17 0.38±0.19 14.47±7.65 26.35±11.62预后不良亚组 34 1.37±0.53① 1.07±0.44① 0.78±0.28① 48.51±15.76① 70.23±18.75①组别 NSE/（μg/L） MBP/（mg/L）第7天 第1天 第3天 第7天预后良好亚组 12.35±7.13 5.99±0.77 4.42±0.65 2.96±1.11预后不良亚组 37.63±13.46① 16.15±1.95① 12.07±2.31① 7.98±1.98①

Ⅰ～Ⅳ型患者伤后第1天的血清S100B、NSE水平均高于对照组，Ⅱ～Ⅳ型患者的血清MBP也高于对照组（均＜0.05），Ⅰ型患者血清MBP与对照组差异无统计学意义（＞0.05）。等级相关分析显示，颅脑损伤患者血清S100B、NSE、MBP水平与CT分型呈正相关（S100B：=0.714，＜0.01；NSE：= 0.838，＜0.01；MBP：=0.787，＜0.01），见表4。

2.4 不同预后亚组比较

预后不良亚组的血清S100B、NSE、MBP均高于预后良好亚组（＜0.01）；等级相关分析显示，S100B、 NSE、MBP与伤后3个月GOS呈负相关（S100B：=－0.726，＜0.01；NSE：= －0.793，＜0.01；MBP：=－0.767，＜0.01），见表5。

3 讨论

S100B蛋白是一种分子量为21 kD的酸性钙结合蛋白，主要存在于中枢神经系统的星形胶质细胞的细胞质[4]，不存在于神经元。S100B蛋白在正常生理状态下含量甚微，可调节钙离子与相关靶蛋白，利于神经细胞的生长、分化和代谢，且通过细胞间液进入蛛网膜下腔、血液循环，脑脊液、血液、尿液中均可检测到S100B蛋白。星形胶质细胞坏死后，S100B蛋白释放至脑脊液，并经受损的血脑屏障进入血循环，可将其作为反映血脑屏障破坏程度的早期指标[1]。高浓度的S100B蛋白可导致细胞内钙离子超负荷[5]，诱导神经元凋亡或坏死，具体分子机制尚未完全阐明。本研究发现，颅脑损伤患者血清S100B水平明显高于对照组，与颅脑损伤病情呈正相关[6]，GCS越低，ICP越高，CPP下降越明显，CT分型越高，预后越差，其血清S100B水平越高。动态观察发现，血清S100B蛋白随颅脑损伤时间变化，在伤后1 d达峰值，3 d及7 d时血清S100B蛋白水平逐步下降，但中重型患者仍然显著高于正常水平，这是由于颅脑损伤后ICP升高、CPP降低主要是由继发性脑损害所致。颅脑损伤时脑血流和代谢的变化、脑水肿的形成引起中枢神经系统的继发性损害，加重神经胶质细胞功能的丧失，使血中S100B蛋白持续在较高水平[7]。

NSE是烯醇化酶的γγ亚型，特异性地存在于神经元和神经内分泌细胞中，不存在于神经胶质细胞和其他神经组织。NSE在中枢神经系统对细胞膜的形成具有重要作用，并参与细胞的能量代谢。当神经元损伤或坏死后，NSE可迅速从细胞内释放并进入细胞间隙，进而释放入脑脊液或通过血脑屏障进入外周血。NSE是观察脑内神经元损伤和坏死的客观特异性指标[8]。本研究结果显示，颅脑损伤患者血清NSE水平显著增高者，其GCS越低，CT分型越高[2]，ICP越高，CPP明显降低，这与脑损伤程度严重，死亡崩解的神经元多，血脑屏障受到损害的程度高，神经元释放入血的NSE越多密切相关。颅脑损伤患者血清NSE最高水平出现在伤后3 d，可能是因为颅脑损伤时脑血流减少和代谢的变化、脑水肿的形成引起中枢神经系统的继发性损害[7]，加重血脑屏障功能的丧失，使血中NSE持续高水平，NSE高水平预示患者预后不良[2]。

中枢神经系统髓鞘由蛋白质（20%～30%）和脂质（70%～80%）构成，MBP是其中主要的蛋白质，是不含糖和脂质的单纯蛋白质，约占髓鞘蛋白质总量的30%[9]。MBP位于髓鞘脂浆膜面，与髓鞘脂质紧密结合，可维持中枢神经系统髓鞘结构和功能的稳定，在神经纤维中起绝缘和快速传导作用，其水平变化可反映脑白质少突胶质细胞髓鞘损伤的严重程度[10]，是中枢神经损害和急性脱髓鞘的客观生化指标，对判断病情严重程度和预后有重要意义。本研究也认为，血清MBP水平与GCS、ICP、CPP有关，外伤性脑损害越严重，脑水肿及颅内压升高越明显，预后愈差的患者血清MBP蛋白水平越高。根据头颅CT分型，Ⅰ型患者的血清MBP水平与对照组差异无统计学意义（＞0.05），这是由于脑损伤较轻或未出现器质性改变时血清MBP水平不高，而当出现器质性损伤（如脑挫裂伤和脑内血肿）时，血脑屏障受破坏，通透性发生改变，MBP释放到血清中的量明显增高[3]。

在实际临床工作中，GCS评估简便易行，但未包括瞳孔和脑干功能评价，且人为主观评估差异大；ICP监测为重型颅脑损伤治疗进行了量化，也能间接了解脑血流情况，更客观更科学地指导治疗，其不足之处是可以发生脑脊液漏、颅内血肿、颅内感染等并发症，监测时间一般不宜超过7 d[11]。CT以其检查快捷无创、诊断准确的特点，在颅脑损伤诊断中发挥重要作用，但颅脑损伤患者病情变化快，搬运风险大，该检查也在一定程度上受限。颅脑损伤标志物在损伤早期即可出现在脑脊液和血清中，其敏感性和特异性往往比颅内压监测和影像学更有优势。本研究中有意义的是，等级相关分析显示，血清S100B、NSE及MBP水平与颅脑损伤程度密切相关，变化趋势也一致[12,13]，但三者增高的机制各不相同，S100B及时反映血脑屏障受损程度，NSE反映神经元的损伤程度，MBP反映中枢神经系统有无实质性损害，三者联合应用可较为全面地评估颅脑损伤严重程度和预后。

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（本文编辑：王晶）

Objective:To investigate the changes of S100B protein,neuron-specific enolase(NSE),myelin basic protein (MBP)levels in serum of patients with acute traumatic brain injury (TBI)and to explore their correlation with the severity of TBI and its prognosis.Methods:The levels of S100B,NSE,MBP in serum were detected in 35 healthy people(control group)and 76 patients(case group)with acute TBI within 24 hours,on the 3rd and 7th day after injury.The correlation between the expression of S100B,NSE,MBP and GCS score,intracranial pressure (ICP),cerebral perfusion pressure (CPP),CT scan findings，and GOS 3 months after injury were also analyzed.Results:The levels of S100B,NSE,MBP at the 1st day in serum of the case group were significantly higher than those of the control group (＜0.01).There was negative correlation between the levels of serum S100B,NSE, MBP levels and GCS score,CPP and GOS at3months after injury(＜0.01),and there was positive correlation between the serum S100B,NSE,MBP levels and ICP,CT grades in the case group(＜0.01).Conclusion:S100B, NSE and MBP levels are associated with the severity of brain injury.

traumatic brain injury;S100B protein;neuron-specific enolase;myelin basic protein

R741;R651.1+5

A DOI 10.3870/sjsscj.2015.01.008

安徽医科大学第三附属医院ICU合肥230022

安徽医科大学校科研基金项目（No.2011xkj085）

2014-09-05

张琳mingf2008@163.com