颅脑创伤后脑脊液S100β、NSE动态变化与颅内压、脑灌注压的关系分析

于泽奇 江继鹏 董晓煜 王婧怡

·临床研究·

颅脑创伤后脑脊液S100β、NSE动态变化与颅内压、脑灌注压的关系分析

于泽奇1江继鹏1董晓煜2王婧怡3

目的 分析颅脑创伤后脑脊液中S100β、神经元特异性烯醇化酶（NSE）动态变化与颅内压（ICP）、脑灌注压（CPP）的关系。 方法 通过酶联免疫吸附法（ELISA）测定武警后勤学院附属医院脑科医院自2015年1月至2016年8月收治的60例颅脑创伤患者伤后6、12、24、48、72 h脑脊液中S100β、NSE浓度，同时对患者ICP及CPP进行动态监测，通过Spearman相关性检验分析脑脊液中S100β、NSE动态变化与ICP、CPP的关系。 结果 入院后6、12、24 h脑脊液中S100β呈现上升趋势，48、72 h较24 h有所下降，但不同时间点脑脊液中S100β浓度均显著高于正常组，差异具有统计学意义（P＜0.05）；入院后6、12、24、48、72 h脑脊液、ICP均呈现上升趋势，而CPP呈现下降趋势，与正常组相比差异具有统计学意义（P＜0.05）；Spearman相关性分析显示颅脑创伤后24 h脑脊液中S100β与ICP正相关，与CPP负相关，差异具有统计学意义（P＜0.05），而不同时间点NSE水平均与ICP正相关，与CPP负相关，差异具有统计学意义（P＜0.05）。 结论 颅脑创伤后脑脊液中S100β、NSE表达水平与ICP、CPP密切相关，加强对上述指标的动态监测有利于继发性脑损伤的诊疗。

颅脑创伤； S100β； 神经元特异性烯醇化酶； 颅内压； 脑灌注压

近年来重型颅脑创伤在我国交通事业、建筑事业快速发展下比例不断增多，病死率高[1]。重型颅脑创伤后易出现高血压、高体温、颅内压（intracranial pressure，ICP）持续升高等症状，特别是高ICP，造成脑低灌注压（cerebral perfusion pressure，CPP）的发生，致使脑血流量减少，进而出现继发性脑损伤，严重影响患者预后[2]。为此，加强颅脑创伤患者ICP动态监测，保持灌注压稳定成为当下研究的重点。近年来S100β、神经元特异性烯醇化酶（neuron-specific enolase，NSE）等生化标志物在颅脑创伤的诊断、预后评估中发挥重要作用[3-4]。目前关于颅脑创伤后血清或脑脊液中S100β、ICP动态监测研究较多，而关于颅脑创伤后S100β、NES动态变化与ICP、CPP之间的关系研究尚少。基于此，本研究通过线性回归分析颅脑创伤后脑脊液中 S100β、NSE动态变化与ICP、CPP的关系，现将结果报道如下。

资料与方法

一、研究对象

回顾性分析武警后勤学院附属医院自2015年1月至2016年8月收治的60例颅脑创伤患者的临床资料。纳入标准：（1）GCS评分4～8分；（2）年龄20～65岁；（3）受伤4 h内开始接受治疗；（4）有明确头部外伤史；（5）患者知情并同意行脑脊液S100β、NSE、ICP、CPP动态检测。排除标准：（1）合并其他重要器官损伤、休克、颅内感染性疾病者；（2）自身免疫性疾病、严重感染、凝血系统障碍、恶性肿瘤患者；（3）入院后3 d内死亡者；（4）纳入后与研究不符者；（5）相关资料不全者。其中男性38例，女性22例；年龄平均（35.46±10.24）岁；受伤原因：车祸 46例，高处坠落8例，跌伤6例；颅脑CT检查显示硬膜下血肿22例，硬膜外血肿12例，脑挫裂伤和（或）脑内血肿26例。选择50例同期健康体检人员作为正常对照组，其中男性30例，女性20例，年龄平均（35.24± 10.36）岁。对以上2组年龄、性别行χ2检验，差异无统计学意义（P＞0.05），具有可比性。同时本研究已获得医院伦理委员会同意，所有对象都在签署知情同意书后入选。

二、方法

60例患者入院后4 h内均给予脑室外引流管留置干预，对其ICP、CPP动态监测，同时于伤后6、12、24、48、72 h分别采集患者脑脊液，通过酶联免疫 吸 附 法 （enzyme-linked immunosorbent assay，ELISA）测定患者脑脊液中S100β及NSE水平。正常对照组人员只需采集1次脑脊液，通过ELISA法测定脑脊液S100β、NSE浓度。ELISA试剂盒购自Merck公司，依据试剂盒说明书执行。另外，所有患者入院后及时给予颅脑创伤救治规范干预，通过镇静、镇痛等方式维持ICP在20 mmHg（1 mmHg= 0.133 kPa）以下，同时需采取通气等方法保持血气二氧化碳分压（partial pressure of carbon dioxide，PaCO2）30～40 mmHg；抬高头部30°～45°，保持血容量、血压、含氧量正常。具体来说，ICP在20 mmHg以上，先给予脑脊液适当释放，加深镇静，或甘露醇脱水干预，经上述处理后颅内高压仍不能缓解，则通过过度换气法保持PaCO2在35 mmHg以下，给予去骨瓣减压或内减压术等干预。若CPP在60 mmHg以下，除了上述颅内高压下降措施外，还需补充血容量，必要时通过血管活性药物促使血压上升。

三、统计学分析

采用SPSS15.0软件对数据进行分析，脑脊液中S100β、NSE及颅脑创伤患者ICP、CPP数值以均数±标准差（x±s）表示，各组间比较采用单因素方差分析；脑脊液S100β、NSE动态变化与ICP、CPP的相关性分析采用Spearman法，以P＜0.05为差异具有统计学意义。

结果

一、脑脊液中S100β、NSE、ICP、CPP动态变化监测

颅脑创伤患者伤后 6、12、24、48、72 h脑脊液S100β、NSE水平均明显高于正常对照组，差异具有统计学意义（P＜0.01）；ICP、CPP水平均明显高于正常对照组，差异具有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 颅脑创伤患者伤后不同时间点脑脊液S100β浓度、神经元特异性烯醇化酶浓度、颅内压、脑灌注压水平比较

二、脑脊液S100β、NSE与ICP、CPP的关系

Spearman相关性分析显示伤后24 h内各时间点脑脊液S100β浓度与ICP正相关，而与CPP负相关，见表2；而伤后不同时间点脑脊液NSE水平与ICP正相关，与CPP负相关，见表3。

表2 脑脊液S100β与颅内压、脑灌注压的关系

表3 脑脊液神经元特异性烯醇化酶与颅内压、脑灌注压的关系

讨论

颅脑创伤后继发性脑损伤发生机制复杂，ICP升高，CPP降低，脑血流量减少，大量自由基释放等均可导致继发性脑损伤，进一步损伤患者神经组织，最终导致患者预后差。相比单纯颅脑创伤患者其致残率、致死率明显上升[5]。为此及时发现、治疗继发性脑损伤对提高颅脑创伤患者救治成功率，改善其预后具有十分重要的意义。

近年来研究表明，S100β、NSE等蛋白、化学物质参与继发性脑损伤发生发展过程，上述物质被称为生物标志物[6-7]。S100β属于脑特异性蛋白，主要分布于中枢神经系统垂体前叶细胞、神经胶质细胞中，具有神经营养、调节细胞内外钙离子浓度、参与细胞膜分化、凋亡等多种生物学特性。S100β在正常人体脑脊液中浓度极低，在颅脑创伤后致使细胞内S100β被释放到细胞外，流至脑脊液，导致脑脊液中S100β水平显著上升。陈洁波等[8]研究表明血清S100β水平对轻型颅脑损伤诊断有一定的作用，但不能作为其预后判断指标。外国学者研究表明S100β浓度与脑损伤程度线性相关[9]。 Goyal等[10]研究表明S100β蛋白可作为重型颅脑创伤患者预后评估标志物。本研究对象均为重型颅脑损伤患者，结果显示入院后不同时间点脑脊液S100β水平均比正常对照组高，表明脑脊液S100β对颅脑创伤早期病情判断具有一定的作用，且本研究结果显示脑脊液S100β上升峰值出现在伤后24 h内，之后随着时间延长，脑脊液S100β水平逐渐下降，这可能与患者病情有所好转相关。

ICP主要用于颅内高压诊断，客观性强、准确率高，同时对颅脑创伤病情变化观察，早期诊治指导有重要意义[11]。相关研究表明CPP对颅脑创伤患者预后有显著影响，CPP在70 mmHg以上能促使重型颅脑损伤患者脑灌注量增多，降低其病死率，改善其预后[12]。本研究结果显示颅脑创伤后24 h内患者脑脊液S100β水平与ICP正相关，与CPP负相关，而24 h后脑脊液S100β与ICP、CPP关系无显著相关，这可能与脑外来S100β蛋白、血脑屏障动态变化等相关。

NSE分子量为80 000，理化性质较稳定，基本不受外界环境影响。NSE仅在中枢神经系统的神经元胞浆中存在，在人脑皮层烯醇化酶中占2/5～13/20。糖酵解时，NSE能催化α磷酸甘油变成磷酸烯醇式丙酮酸，降解纤黏蛋白等血脑屏障基膜参与成分，造成血脑屏障异常，提高其通透性；一旦颅脑创伤则导致神经元细胞代谢异常，致使NSE由胞质释放到细胞间隙与脑脊液中，进而导致脑脊液中NSE水平显著上升[13-14]。本研究结果显示，重型颅脑损伤患者入院后不同时间点脑脊液NSE水平均比正常对照组显著升高，且在72 h内呈现逐渐上升趋势，与李俊等[15]研究结果相符，可见脑脊液NSE可作为脑损伤程度判断特异性指标。同时Spearman相关性分析显示不同时间点脑脊液NSE水平与ICP正相关，与CPP负相关。由此可推断脑脊液NSE水平上升可作为高颅压、低灌注压期间神经元损害评价重要标志物。但本研究也存在一定的不足：尚未涉及轻中型颅脑损伤中血清S100β水平及NSE浓度，可能导致结果存在一定的偏倚。

综上所述，颅脑创伤后脑脊液中S100β、NSE水平与ICP、CPP具有相关性，脑脊液中S100β、NSE水平可作为高颅压、低灌注压评价重要生物标志物，加强其动态监测对颅脑创伤病情及继发性脑损伤判断具有十分重要的意义。

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Relationship between dynamic changes of cerebrospinal fluid S100β,NSE and intracranial pressure,cerebral perfusion pressure after TBI

Yu Zeqi1,Jiang Jipeng1,Dong Xiaoyu2,Wang

Jingyi3.1Neurology and Neurosurgery Hospital,Affiliated Hospital of Logistics College of Chinese People’s Armed Police Force,Tianjin 300162,China;2Medical Unit of Three Detachment of Beijing Armed Police Corps,Beijing 100621,China;3Departmentof Clinical Laboratory of Logistics University of Chinese People’s Armed Police Force,Tianjin 300309,China.

Yu Zeqi,Email:yuzeqidick@163.com

ObjectiveTo analyze the relationship between the dynamic changes of cerebrospinal fluid S100β,neuron specific enzyme (NSE)and intracranial pressure,cerebral perfusion pressure after traumatic brain injury (TBI).MethodsThe concentrations of S100βand NSE in cerebrospinal fluid of 60 patients were determined by enzyme-linked immunosorbent assay(ELISA)at 6, 12,24,48 and 72 h after TBI.The intracranial pressure (ICP)and cerebral perfusion pressure(CPP) were monitored.The relationship between cerebrospinal fluid S100β,NSE and ICP,CPP in cerebrospinal fluid was analyzed by Spearman correlation analysis.ResultsCerebrospinal fluid S100βshowed an increasign trend at 6,12 and 24 h after admission,but at 48 and 72 h,it was lower than at 24 h.What’s more,the concentrations of S100βin cerebrospinal fluid at different time points were significantly higher than those in control group(P＜0.05).Cerebrospinal fluid and intracranial pressure showed an increasing trend,while CPP showed a decreasing trend at 6,12,24,48 and 72 h after admission.Compared with the normal group,there were significant differences(P＜0.05);Spearman correlation analysis showed that S100βwas positively correlated with ICP in cerebrospinal fluid at 24 h after traumatic brain injury,and negatively correlated with CPP(P＜0.05),while NSE levels were positively correlated with ICP at differenttime points,and negatively correlated with CPP(P＜0.05).ConclusionThe levels of S100β,NSE in cerebrospinal fluid are closely related to ICP and CPP,and the dynamic monitoring of these indexes is beneficialto the diagnosis and treatmentofsecondary brain injury.

Traumatic brain injury; S100β; Neuron-specific enolase; Intracranial pressure; Cerebral perfusion pressure

2017-05-03）

（本文编辑：张丽）

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2017.03.002

国家自然科学基金项目（31200809）；武警部队后勤科研项目（WJHQ2012-20）；军队技术产品研究重大项目（AWS15J001）；天津市科技计划项目（15ZXLCSY00040）

300162 天津，武警后勤学院附属医院脑科医院1；100621 北京，北京武警总队三支队卫生队2；300309 天津，武警后勤学院附属医院检验科3

于泽奇，Email：yuzeqidick@163.com

于泽奇,江继鹏,董晓煜,等.颅脑创伤后脑脊液S100β、NSE动态变化与颅内压、脑灌注压的关系分析[J/CD].中华神经创伤外科电子杂志,2017,3(3)：132-135.