徐 静,丁 岚,徐 庆
(无锡市中医医院输血科,江苏 无锡 214001)
颅脑损伤(traumatic brain injury, TBI)是一个由外力的作用,如直接碰撞、加速/减速或爆炸引起的原发性损伤。同时会发生很多继发性病理损伤,包括生成自由基以及脂质发生过氧化、线粒体功能障碍、星形胶质细胞肿胀或丢失、轴突变性和神经元死亡,并且伴有严重的炎症反应并释放细胞因子等[1-2]。TBI患者病情进展或死亡的最主要原因是持续的颅内出血和脑水肿等继发性颅脑损害。目前确诊中枢神经系统损伤及继发性颅脑损害的主要方法是根据患者的临床表现及影像学检查[3]。而轻度创伤性脑损伤如脑震荡后遗症和慢性创伤性脑病,临床表现不明显并且对常规成像技术不敏感而导致诊断困难,往往通过临床医生来主观判断[4]。因而寻找客观的可量化的指标,如TBI相关的生物标志物,对脑损伤早期诊断、损伤程度的定量评估、疾病预后具有重要意义。
E-选择素(E-selectin)是选择素家族(selectin family,SF)成员之一,又被称为人类白细胞分化抗原CD62E,它是唯一一个能够表达于活化的内皮细胞表面的黏附分子[5-6]。通过对E-选择素的研究,当血清中E-选择素升高,一般表明血管内皮出现损伤,而这一般可以引起中性粒细胞和T淋巴细胞介导的组织渗透性免疫炎症反应,因此有研究者把E-选择素作为血管内皮细胞活化的特异性标志。以往的研究[7]认为颅脑创伤后由于血管内皮细胞和(或)平滑肌细胞结构功能发生改变而引起颅内血管功能紊乱。但Ueda等[8]的研究证实,颅脑创伤发生时分布于颅内血管周围的神经网络所支配的血管功能会发生紊乱,是由于创伤时颅内血管周围的神经网络受到了损伤。本研究中,我们检测和比较了健康对照者和TBI患者的血清E-选择素水平,分析血清E-选择素在TBI患者中的敏感性和特异性。
1.1 研究对象 TBI患者71 例,其中男40 例,女31 例,年龄(48.3±8.6)岁。均为无锡101医院于2015年3月—2015年8月急诊收治的车祸或其他外伤所致的急性TBI患者,经头颅CT或MRI检查确诊,诊断均符合1995年全国第四届脑血管病学术会议通过的诊断标准。排除脱髓鞘疾病,神经变性疾病,痴呆,脑卒中,以及合并恶性肿瘤、糖尿病及血液系统等其他系统疾病。正常对照组43 名,其中男24 名,女19名,年龄(46.4±8.3)岁。均为无锡市中医医院体检正常者,无心肺疾患、高血压病、糖尿病及血液系统疾病。所有患者和健康对照者血清标本均在采集和分离后置于-80 ℃超低温冰箱保存。
1.2 主要仪器和试剂 E-选择素ELISA检测试剂盒(美国R&D systems),Sysmex全自动血凝分析仪(日本CA8000),Thermo酶标仪(美国Multiscan MK3),Sysmex全自动血液分析仪(日本XE2100),微量高速离心机(国产TG16W),台式扫描电镜Phenom(美国TY-HRC),贝克曼全自动生化分析仪(美国AU5800)。
1.3 E-选择素的测定方法 人E-选择素水平采用R&D试剂盒,酶联免疫吸附试验双抗体夹心法测定。
1.4 统计分析 采用GraphPad 8.0软件进行统计分析,正态分布的定量数据以平均值±标准差表示,两组之间比较采用两独立样本t检验;非正态分布定量数据以中位数(四分位数)表示,两组之间比较采用非参数秩和检验。以P<0.05表示差异有统计学意义。
2.1 TBI患者和正常对照者的一般特征 本研究中,71 例TBI患者按照Glasgow评分分组,<8 分组、9~12 分组及13~15 分组分别为16 例(22.5%)、9 例(12.7%)和46 例(64.8%)。根据颅内CT诊断结果,原发性TBI(单纯脑震荡或伴颅骨骨折、脑挫伤)24 例(33.8%),继发性TBI(颅内出血、硬膜外血肿、硬膜下血肿、脑水肿)47 例(66.2%)。健康对照者的性别和年龄与TBI患者之间差异无统计学意义(P>0.05)。
2.2 急性TBI患者血清E-选择素水平明显升高 ELISA实验结果显示,71 例TBI患者血清E-选择素浓度为(47.08±7.85)pg/mL,43 名正常对照者的血清E-选择素浓度为(23.18±9.03)pg/mL,TBI患者血清E-选择素水平显著高于正常对照组,差异具有统计学意义(P<0.01)(见图1)。
图1 TBI患者与健康对照者血清E-选择素水平比较
2.3 轻、中、重度TBI组患者血清E-选择素分布特点 为了观察E-选择素在不同疾病活动度TBI患者中的水平,我们按照临床Glasgow评分将TBI患者分为轻度TBI组、中度TBI组、重度TBI组,比较三组患者血清中E-选择素水平。结果显示,轻度TBI组E-选择素水平为(41.92±6.15)pg/mL,中度TBI组E-选择素水平为(45.58±6.64)pg/mL,重度TBI组E-选择素水平为(54.24±5.58)pg/mL。中度TBI组患者血清E-选择素水平较轻度TBI组患者有增加趋势,但是差异没有统计学意义(P>0.05)。重度TBI组患者E-选择素水平明显高于轻度TBI组(P<0.05),并且重度TBI组患者E-选择素水平也明显高于中度TBI组(P<0.05)(见图2)。
图2 TBI不同分组患者血清E-选择素水平比较
2.4 E-选择素对TBI患者诊断的特异性和灵敏度的ROC分析 采用ROC曲线分析E-选择素对TBI患者诊断的灵敏度和特异性,结果显示,E-选择素在TBI组与正常对照组之间分布的ROC曲线面积为0.9659,95%可信区间0.9359~0.9960,约登指数最大时,即灵敏度为67.61%,特异性为97.67%,对应的cutoff值为42.75 pg/mL。
目前,影像学是确诊TBI公认的金标准,但是对于双侧等密度慢性硬膜下血肿,CT常规平扫经常容易漏诊,需要进行MRI检查才能确诊,还有某些外伤引起的迟发性颅内血肿也是影像学检查的一大难题[9]。轻度脑外伤往往通过主观判断,CT对于轻度脑损伤敏感性较差,MRI识别轻度脑损伤比CT更敏感。在一般情况下,患者意识丧失(LOC)<30 min,外伤后遗忘(PTA)<24 h,格拉斯昏迷评分13~15 分,或精神状态或神经功能的瞬时变化[10]。此外,影像学检查结果阴性,判定为轻度脑损伤。如果意识障碍患者,儿童,通过GCS很难评估。而急性TBI导致的轴突延伸和弥漫性轴索损伤导致的细胞膜包括轴突膜和细胞质膜损伤,均可导致蛋白质渗漏进入脑脊液和外周血。胶质膜也可能被损坏,导致蛋白质释放体液。释放的蛋白可能包括由钙蛋白酶和半胱天冬酶激活产生的蛋白水解片段,损伤引发的炎症反应可以导致促炎性细胞因子水平升高[11]。因此,检测TBI患者外周血中潜在的生物学标志物,以客观和量化方法来辅助诊断TBI,尤其在损伤的急性期及轻度TBI的评估特别有价值。
图3 E-选择素对TBI患者诊断特异性和灵敏度的ROC曲线
E-选择素是一种选择素家族中功能性黏附分子,在活化内皮细胞表面富集,对内皮细胞及中性粒细胞的黏附及活化具有介导作用,还可介导内皮细胞、嗜酸细胞、记忆T细胞、淋巴状细胞的结合,促进白细胞稳定黏附于内皮细胞中,避免白细胞迁移到血管外组织,从而削弱斑块处纤维帽,加速斑块破裂,促进血栓形成[12]。血清可溶性E-选择素是内皮受损的标志炎性因子,血管内皮受损后可分泌可溶性E-选择素,加强白细胞黏附作用,促进炎症反应的发生,同时还可加速斑块破裂,影响斑块稳定性[13-14]。
TBI患者中选择素变化的研究较多,然而大多数研究聚焦于P-选择素。因为TBI激活凝血系统,造成高凝状态,这种高凝状态及随后发生的纤溶亢进进一步加重脑损害,影响预后。P-选择素可代表血小板黏附和聚集功能。因此,检测P-选择素对于判断TBI患者预后有一定的临床应用价值。近年来,有少量文献报道TBI患者中E-选择素的变化及意义。然而,关于E-选择素在TBI中作用的系统性研究未见报道。本研究中我们发现TBI患者血清E-选择素显著增加(P<0.01),且重度TBI患者中血清E-选择素水平较中度和轻度TBI患者明显增高(P<0.05)。此外,E-选择素对TBI的诊断敏感性和特异性较好,可能成为TBI的潜在生物学标志物。但是,将E-选择素应用于临床治疗,还需要大样本的健康对照和TBI患者的研究,以及分析患者血清E-选择素与其他临床及实验室指标的相关性,才能全面、准确地判断E-选择素与TBI进展和预后等关系。