重型颅脑损伤患者血清S100B和TNF-α变化研究

唐　忠　　陈启富　　徐　岩　　詹能勇　　刘　敏　　马　克.深圳市第三人民医院神经外科，广东深圳　58；.深圳市第三人民医院内科，广东深圳　58；.深圳市第三人民医院检验科，广东深圳　58



重型颅脑损伤患者血清S100B和TNF-α变化研究

唐忠1陈启富1徐岩2詹能勇3刘敏1马克1
1.深圳市第三人民医院神经外科，广东深圳518112；2.深圳市第三人民医院内科，广东深圳518112；3.深圳市第三人民医院检验科，广东深圳518112

［摘要］目的 探讨重型颅脑损伤（TBI）患者血清S100B蛋白和肿瘤坏死因子α（TNF-α）的水平变化，并分析其与预后的相关性。 方法测定70例重型脑外伤患者伤后7 d内不同时间段血清S100B蛋白和TNF-α水平，分析S100B蛋白和TNF-α水平与GCS评分及患者预后的相关性。结果 伤后重型、特重型TBI组S100B和TNF-α浓度逐渐上升（P＜0.05），高峰值为伤后3 d，伤后5 d开始渐下降，伤后7 d持续。重型、特重型TBI组S100B在同一个时间点之间比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。TBI程度越重，S100B蛋白表达水平越高。重型、特重型TBI组患者血清TNF-α水平差异有统计学意义（P＜0.05）。重型颅脑损伤各组血清S100B和TNF-α呈显著正相关（r= 0.823、0.837，P＜0.05）。重型TBI患者的S100B但清蛋白含量和TNF-α浓度与TBI严重程度呈正相关，而与GOS 和GCS评分呈负相关（P＜0.05）。结论判断重型TBI严重程度与预后可联合测定血清S-100B蛋白和TNF-α，是其重要的客观指标，两种指标联合检测可鉴别程度不同的重型颅脑损伤，具有重要的临床应用价值。

［关键词］重型颅脑损伤；血清；S-100B蛋白；肿瘤坏死因子-α

近年随着对血清生化标志物研究的逐渐深入，很多反映神经系统损伤的指标逐渐应用于颅脑外伤的临床研究。S100B蛋白与颅脑损伤（traumatic brain injury，TBI）的研究取得很大的进展。目前国内外虽已有S100B蛋白或TNF-α在颅脑损伤中的研究，但我们查阅文献，发现大多数研究多趋向于其中的一种指标，而国内外较少报道在脑外伤中同期研究S100B和TNF-α。本研究是测定不同时期的重型TBI血清中S100B蛋白水平及TNF-α水平，研究二者与重型TBI临床变化间关系，旨在明确重型TBI的诊断指标，为重型TBI病情进展与预后提供新的指标。现报道如下。

1　资料与方法

1.1临床资料

2013年5月～2015年6月收治重型颅脑损伤住院患者70例，其中男41例，女29例，年龄17～73岁，平均（32.5±21.6）岁。纳入标准：TBI患者均于损伤12 h后入院，入院前均经颅脑CT明确诊断，符合TBI诊断标准［1］。各脑外伤病例均按入院评估的GCS评分分为两组：重型组（GCS评分：6～8分）35例；特重型组（GCS评分：3～5分）35例。按照“中国颅脑损伤救治指南”治疗各种入院的重型颅脑损伤患者。排除标准：多部位与器官损伤性破裂者；存在其他部位的恶性肿瘤者，有神经性和免疫性疾病者；同时存在细菌、病毒感染；有贫血和出血性疾病者等。同时选择我院体检中心35名健康体检者作为正常对照组。其中男22例，女13例，年龄20～67岁，平均（33.5±18.3）岁，排除感染性疾病，排除心肺等其他脏器疾病等。三组在年龄、性别等一般情况方面比较，差异均无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。

1.2实验仪器及试剂

S100B酶联免疫试剂盒（购自南京建成生物工程公司）；TNF-α酶联免疫试剂盒（购自上海裕平生物科技有限公司）。Uranus AE型全自动酶免疫分析系统（深圳市爱康电子有限公司）。ADVIA2400型全自动生化分析仪（德国SIEMENS公司）；MDF-382E型超低温冰箱（日本SANYO）；600A台式离心机（北京白洋医疗器械有限公司）。

1.3标本的采集

所有病例及对照组于早晨空腹抽取静脉血5 mL，分别于受伤后1 d、2 d、3 d、5 d、7 d抽取。3000 r/min，离心10 min，留取血液标本的上清液放置-80℃的特殊低温冰箱保存、待测。

1.4酶联免疫吸附法（ELISA）测定血清S100B、TNF-α

具体操作详见说明书：①取出试剂盒放置常温30 min，将需测的血清样本从冰箱中取出，置于室内解冻，酶标板标记，稀释20倍浓缩洗涤液待用；②标准品或血清依次加入反应孔上，按实验要求加入所需稀释液，混匀，37℃温育30 min；③洗板5次后，酶标抗体依次加入，轻轻予以混合均匀，温育30 min，之后洗板5次；④底物溶液依次加入每孔，轻轻混合均匀，在37℃下放置温育15 min；⑤终止液依次加入每孔终止反应。于450 nm波长上用酶标仪依次测量各个孔的吸光度（OD值）。⑥标准曲线绘制，标准曲线上查各样品的数值，乘以所稀释的倍数，TNF-α含量或血清S100B含量即可得出。

1.5格拉斯哥预后（glasgow outcome scale，GOS）评分

伤后1个月进行患者预后的GOS评分。评分标准：恢复不良评分为GOS1～3分；恢复良好评分为GOS 4～5分。死亡：GOS 1分；植物状态：GOS 2分；严重残疾：GOS 3分；中度残疾：GOS 4分；恢复良好：GOS 5分。

1.6统计学分析

应用SPSS17.0统计学软件对数据进行分析，计量资料采用以均数±标准差（±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析，应用Pearson法进行相关性分析，所有数据均取α=0.05作为检验水准，P＜0.05为差异有统计学意义。

表1　重型颅脑损伤患者血清S100B和TNF-α浓度变化（±s）

表1　重型颅脑损伤患者血清S100B和TNF-α浓度变化（±s）

组别　n S100B（μg/L）伤后1 d　　伤后2 d　　伤后3 d　　伤后5 d　　伤后7 d F值　P重型组特重型组t值P 35 35 1.71±0.23 2.27±0.45 20.567 ＜0.05 1.94±0.26 3.85±0.56 18.896 ＜0.05 2.25±0.22 4.26±0.51 19.321 ＜0.05 2.07±0.32 4.04±0.47 22.367 ＜0.05 1.55±0.24 2.65±0.57 18.545 ＜0.05 15.765 18.247 ＜0.05 ＜0.05组别　n TNF-α（pg/mL）伤后1 d　　伤后2 d　　伤后3 d　　伤后5 d　　伤后7 d F值　P重型组特重型组t值P 35 35 233.4±40.5 243.5±40.3 87.230 ＜0.05 285.3±44.2 296.6±46.2 93.580 ＜0.05 325.5±50.5 344.8±47.6 101.560 ＜0.05 290.8±44.5 302.7±44.3 95.450 ＜0.05 253.4±38.2 262.5±35.9 92.350 ＜0.05 73.56 81.49 ＜0.05 ＜0.05

2　结果

2.1重型TBI患者的血清S100B和TNF-α浓度

见表1。颅脑损伤发生后，重型TBI组中的S100B 和TNF-α浓度逐渐上升，差异有统计学意义（P＜0.05），高峰值为伤后3 d，伤后5 d开始渐下降，伤后7 d持续。在同一时间点比较，重型与特重型TBI组差异有统计学意义（P＜0.05）。TBI程度越重，S100B蛋白表达水平越高。TBI各组的TNF-α浓度逐渐上升，差异有统计学意义（P＜0.05），变化规律与血清S100B的变化一致。重型、特重型颅脑外伤患者的血清S100B、TNF-α浓度与对照组［（0.36±0.11）μg/L、（113.6±14.7）pg/mL］比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）。

2.2重型TBI血清S100B与TNF-α的相关性分析

TBI特重型组患者血清S100B与TNF-α呈显著正相关（r=0.823，P＜0.05）；重型组S100B和TNF-α呈显著正相关（r=0.837，P＜0.05）。TBI患者的受伤严重程度与重型TBI患者S100B蛋白浓度、TNF-α浓度以及GCS和GOS的相关性分析显示：TBI的严重程度与S100B蛋白浓度和TNF-α浓度呈正相关，GCS 和GOS评分与血清S100B蛋白浓度和TNF-α浓度呈负相关（P＜0.05），见表2。

表2　重型TBI患者血清S100B蛋白和TNF-α浓度与TBI严重程度、GCS和GOS评分的相关性

2.3预后

伤后1个月格拉斯哥预后评分显示，28例恢复不良，42例恢复良好。

3　讨论

目前已有的研究发现在脑组织中存在大量的S100B蛋白，主要存在于神经胶质细胞中，其浓度、水平的变化与颅脑损伤后所引起的临床症状、体征及影像学改变等有非常密切的关系。其在颅脑损伤（TBI）中有高度的敏感性及其特异性［2-3］。当发生TBI时S100B蛋白可通过血脑屏障进入血液，因此测定血清S100B蛋白含量可间接地反映TBI的严重程度［4-6］。Kleindienst等［3］认为TBI时脑脊液S100B蛋白迅速升高，通过血-脑脊液屏障进入外周血。S100B蛋白在血浆和脑脊液中的浓度变化可以反映中枢神经系统损害的程度，并已成为判断和评估TBI预后的特异性指标。虽然TBI后S100B蛋白在脑脊液中升高较血清中更显著，但临床仍以检测血清样本为主，原因是其诊断的敏感性高，而且也方便。Rodriguez-Rodriguez A等［5］研究发现TBI患者血清中S100B蛋白浓度和TBI的严重程度有关，TBI患者伤后1个月内死亡的患者，血清和尿中S100B蛋白浓度较生存患者明显升高。

现有的研究发现S100B蛋白血清水平越高，颅脑损害越严重。国内有人在134例TBI组患者中研究发现，血清S100B蛋白浓度明显高于正常对照组，重型、中型、轻型颅脑损伤组患者之间存在显著性差异。Lo等［7］的研究结果认为重型颅脑损伤患者严重程度与血清S100B含量呈正相关。有研究［8］认为重型颅脑损伤患者不仅是原发伤时S100B蛋白升高，在伤后几天内也是升高的。预后较差患者血清S100B蛋白水平比预后良好者高，死亡患者血清S100B蛋白水平最高。

本实验的研究结果证实，发生TBI后，各重型、特重型TBI组S100B和TNF-α浓度逐渐上升（P＜0.05），高峰值为3 d，5 d开始渐下降，伤后7 d持续。对照组与重型、特重型TBI患者的血清S100B的浓度比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。李季林等［6］的文献报道与我们的结果相似。有的文献报道［7］确不一致。我们考虑可能是因继发脑损伤及脑损伤程度不同而导致峰值出现时间不同。脑外伤后星形细胞因IL-1刺激后活化、增殖从而促使大量S100B的产生［9］是TBI后100B蛋白水平的原因。

Kleindienst A等［3-6］和周国俊等［10］的研究提示判断脑损伤程度较科学、客观的指标是脑外伤患者的血清S100B。刘华桥［11］的研究认为血浆S100B蛋白与颅脑损伤患者预后关系密切，其在血浆中的水平在预测患者预后有重要的临床意义。颅脑损伤后脑细胞及血脑屏障大量而又广泛地破坏，血清中S100B蛋白含量快速上升，而由于S100B蛋白的半衰期短，因此短时间内可迅速下降［12］。而重型颅脑损伤时，患者脑损伤后由于脑胶质细胞发生功能障碍可致S100B蛋白溢出，因此血清中S100B蛋白浓度可以持续高水平［13］。

本文动态监测TBI患者血浆S100B蛋白含量，发生重型颅脑损伤时，本研究患者脑损伤组的实验研究结果：如果颅脑损伤受伤的程度越重，则患者血清中S100B蛋白的浓度越高。重型与特重型TBI组比较差异有统计学意义。颅脑损伤的严重程度与重型TBI患者的血清S100B蛋白是呈正相关的，重型TBI患者的血清S100B蛋白与其GOS评分则呈负相关（P＜0.05），结果说明如重型颅脑损伤患者的血清S100B浓度越高，则其GOS评分就越低，其预后就会越差。这与以上的研究是基本一致的。证实了判断重型颅脑损伤程度较客观指标是患者的血清S100B，其脑损伤程度愈重，则含量就会越高，并且可以藉此来可区分轻、中、重不同程度的重型脑损伤。

细胞因子参与颅脑损伤是近年来研究的一个新动向，具有极其重要的理论和实际意义。肿瘤坏死因子α（TNF-α）是重要的炎性细胞因子，参与TBI后的炎症反应，通常在脑免疫和脑部的炎症活动中起到很重要的作用。国外的许多研究表明TNF-α在颅脑损伤后有大量的细胞来源和广泛的表达，在继发性颅脑损害中有重要作用［14］。有人研究发现急性颅脑损伤患者TNF-α明显增高，认为轻度颅脑损伤时TNF-α增高可能有利于颅脑损伤的修复。国内周鹏等［15］检测60例急性颅脑损伤患者伤后TNF-α含量的变化，结果显示血清中TNF-α含量在颅脑损伤后明显升高，与伤情轻重呈正相关，认为TNF-α参与了急性颅脑损伤后的炎性反应过程。已有研究认为TNF-α、IL-6及NSE在急性颅脑损伤中具有重要作用，并与病情严重程度密切相关，早期检测TNF-α、IL-6及NSE水平有助于中、重型颅脑损伤的预测。TNF-α与患者TBI的轻重程度呈正相关，血清TNF-α的动态变化能较准确地反映颅脑损伤的程度［14-16］。

本实验研究结果显示，重型、特重型颅脑损伤后中各组TNF-α浓度逐渐上升（P＜0.05），高峰值为伤后3 d，伤后5 d开始渐下降，伤后7 d持续。我们的研究实验结果与颅脑损伤后血清S100B蛋白浓度的变化规律相类似。重型、特重型颅脑外伤患者的血清TNF-α浓度与对照组比较，差异有统计学意义（P＜0.05）。重型TBI严重程度和TNF-α浓度呈正相关，但是与GOS和GCS评分是呈负相关的。提示重型TBI患者伤后TNF-α逐渐上升，判断重型脑损伤程度比较客观的指标是血清TNF-α。血清TNF-α可以藉此区分重型颅脑损伤轻、中、重不同程度的损伤。

本研究相关性分析结果显示：患者的血清中TNF-α和S100B在重型TBI组是呈显著正相关的。同时也说明了重型TBI患者血清中TNF-α浓度越高，则脑外伤患者血清中S100B的水平也越高。以上二者浓度在重型颅脑损伤以后均同时升高，那么更准确与客观地反映重型脑损害程度的是在受伤后同一时期联合测定患者血清中的TNF-α含量与S100B蛋白含量。脑损伤、继发损伤后的继发病理生理过程、重型脑损伤以后的炎症、反应和血脑屏障的破坏可能是由患者血清中的S100B蛋白和TNF-α共同参与。临床诊断重型TBI可以在血清中联合检测S100B蛋白和TNF-α上述两项指标。而评估重型TBI的病情与判断重型TBI的预后这两项指标可以作为新的实验测定指标。这两项实验指标的血清测定对于我们临床监测重型TBI患者的病情变化以及评估患者治疗的策略及效果是非常有帮助的。因我们的研究尚处于初步阶段，只是初步的研究，亟需更进一步的大样本的广泛而又深入细致的研究。

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［中图分类号］R742；R651.1

［文献标识码］A

［文章编号］1673-9701（2016）13-0016-04

［基金项目］广东省深圳市市级科研资助项目（JCYJ2014041 1111718165）

收稿日期：（2016-01-16）

Changes research of serum S100B and TNF-a in patients with severe traumatic brain injury

TANG Zhong1CHEN Qifu1XU Yan2ZHAN Nengyong3LIU Min1MA Ke1
1.Department of Neurosurgery，the Third People's Hospital of Shenzhen City，Shenzhen518112，China；2.Department of Internal Medicine，the Third People's Hospital of Shenzhen City，Shenzhen518112，China；Department of Clinical Laboratory，the Third People's Hospital of Shenzhen City，Shenzhen518112，China

［Abstract］Objective To explore the changes and clinical value of serum S100B and TNF-α in patients with severe traumatic brain injury，and to analyze the relevance of which with the prognosis.Methods Seventy severe TBI patients were admitted，the serum concentrations of S100B and TNF-α were detected in different period of 7 d after injury.The pearson correlation was studied for the S100B and TNF-α concentrations with the GCS score and the prognosis of patients.Results The levels of S100B and TNF-α of severe and more severe TBI groups increased significantly after injury（P＜0.05），arrived the highest level at 3 d，decreased gradually after 5 d，until 7 d.Different degrees of severe TBI group and the more severe TBI group at the same time were compared，the difference of S100B level was statistcally significant（P＜0.05）.The more severe TBI was，the higher levels S100B protein was presented.There was significant difference among serum TNF-α levels of different severe TBI groups（P＜0.05）.The serum levels of S100B were positively correlated with the levels of TNF-α（r=0.823，0.837，P＜0.05）.The serum S100B protein and TNF-α concentration were positively correlated with the severitiy of TBI，and negatively correlated with GCS and GOS（P＜0.05）.Conclusion An important objective index of combined determination of serum S100B protein and TNF-α can be used to judge the severity and prognosis of severe TBI，and can distinguish among severe brain injury in different degrees，which has important clinical application value.

［Key words］Severe traumatic brain injury；Serum；S100B protein；Tumor necrosis factor-alpha