創(chuàng)傷性顱腦損傷標(biāo)志物的研究進(jìn)展

葉繼業(yè)(綜述)，劉紹明(審校)

(1.石河子大學(xué)醫(yī)學(xué)院，新疆石河子832002;2.蘭州軍區(qū)烏魯木齊總醫(yī)院神經(jīng)外科，烏魯木齊830000)

創(chuàng)傷性顱腦損傷(traumatic brain injury，TBI)在眾多創(chuàng)傷性疾病中最易引起患者殘疾和死亡，其發(fā)生率在年青人和兒童中尤為突出，在世界范圍內(nèi)其發(fā)生率每年為150～450/10萬［1］。如何快速、早期、高效地診斷TBI，對臨床治療和判斷預(yù)后起著極為重要的作用。因此，比影像學(xué)檢查更具敏感性和特異性的TBI標(biāo)志物的選擇成為研究熱點(diǎn)。

1 S100β蛋白

S100β蛋白是近十年來研究顱腦損傷標(biāo)志物的研究熱點(diǎn)。它是一種親和力較低的鈣結(jié)合蛋白，具備同源二聚體結(jié)構(gòu)，由兩個β亞基組成，相對分子質(zhì)量約為21×103，屬于以高溶性為特點(diǎn)的S100蛋白家族。在人腦灰質(zhì)主要分布于星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，白質(zhì)主要分布于少突神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞;也可少量分布于人體的其他細(xì)胞，如脂肪細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、心肌細(xì)胞、骨髓細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和黑素瘤細(xì)胞中［2］。其作用尚未被完全了解且飽受爭議，目前認(rèn)為其參與星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞骨架和細(xì)胞增殖的調(diào)節(jié)，并可通過結(jié)合神經(jīng)元細(xì)胞的相關(guān)受體對突觸重構(gòu)起抑制作用。TBI發(fā)生后，在血清和腦脊液中均可檢測到S100β蛋白的增加，Ingebrigtsen 等［3］指出其半衰期較短，僅有 112 min，即使在重度TBI患者中，其表達(dá)增加持續(xù)時間也很少＞24 h，因此不易進(jìn)行長期觀察。Kapural等［4］研究表明，血清S100β蛋白濃度的增加依賴于血-腦脊液屏障的破壞，可以將其作為反映血-腦脊液屏障破壞的早期指標(biāo)。Gon?alves等［5］研究發(fā)現(xiàn)，血清 S100β蛋白濃度的增加并不與神經(jīng)細(xì)胞的破壞和死亡呈正相關(guān)，故不能將血清S100β蛋白單獨(dú)用于評估創(chuàng)傷性腦損傷的嚴(yán)重程度。

2 神經(jīng)元特異性烯醇化酶

神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)是一種糖酵解酶，也是一種同源二聚體(γγ型烯醇化酶)，相對分子質(zhì)量為90×103，主要分布于神經(jīng)元胞質(zhì)和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，約占腦內(nèi)可溶性蛋白總量的1.5%。其半衰期為24～48 h，神經(jīng)元細(xì)胞死亡后NSE就會被釋進(jìn)入腦脊液和血液，其濃度可直接反映腦損傷的程度并隨著時間而變化［6］。目前認(rèn)為NSE在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中對細(xì)胞膜的形成起重要作用，并參與所有細(xì)胞的能量活動過程［7］。需要注意的是，NSE也分布于紅細(xì)胞和血小板，對于溶血的組織或樣本其結(jié)果并不能如實(shí)反映TBI的嚴(yán)重程度。Mokuno等［8］研究發(fā)現(xiàn)在非 TBI疾病(如克雅病、帕金森病、頸椎病)的血清和腦脊液中NSE濃度也存在增高現(xiàn)象。Selakovic等［9］發(fā)現(xiàn)某些腫瘤疾病(如神經(jīng)母細(xì)胞瘤、精原細(xì)胞瘤和小細(xì)胞肺癌)也會導(dǎo)致血清和腦脊液中NSE濃度增高。目前，NSE已廣泛應(yīng)用于TBI的嚴(yán)重程度評估和臨床治療指導(dǎo)。

3 神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白

神經(jīng)膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic potein，GFAP)是一種Ⅲ型中間絲狀蛋白，以單體形式存在。目前，在人類當(dāng)中發(fā)現(xiàn)有 α、γ、δ、ε、К、Δ135、Δ164、Δexson6等8種同源異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量為(40～53)×103。其蛋白成分組成由Eric Shooter于1969年首次報道，人類GFAP基因于定位于17號染色體長臂2區(qū)1帶上，由9個外顯子和8個內(nèi)含子組成，于 1989年在 Cowan實(shí)驗(yàn)室克隆成功［10-11］。GFAP主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞，參與細(xì)胞骨架的構(gòu)成并維持其張力強(qiáng)度。其在軟骨細(xì)胞、成纖維細(xì)胞、肌上皮細(xì)胞、淋巴細(xì)胞、肝星形細(xì)胞也有表達(dá)，外周系統(tǒng)所表達(dá)的GFAP不能被用于檢測中樞神經(jīng)系統(tǒng)的GFAP單克隆抗體，推測兩個來源的GFAP可能在結(jié)構(gòu)上存在差異。因此，GFAP在檢測TBI方面，具有較高的特異性［12］。TBI發(fā)生后血清和腦脊液中均有 GFAP表達(dá)，Rosengren等［13］和 Herrmann等［14］通過臨床試驗(yàn)證實(shí)腦脊液中GFAP濃度具有年齡依賴性，血清中則無這一現(xiàn)象，說明血清GFAP比腦脊液GFAP更具特異性。瑞典學(xué)者Nylén等［15］在臨床上用血清GFAP評估59例重度TBI患者發(fā)現(xiàn)，血清 GFAP水平 ＞6.98 μg/L提示預(yù)后不良;＞15.04 μg/L提示死亡;正常人群血清GFAP水平＜0.15 μg/L。這為臨床工作提供了一定的指導(dǎo)，但仍需大量的研究工作來證實(shí)其實(shí)際應(yīng)用價值。

4 髓磷脂堿性蛋白

髓磷脂堿性蛋白(myelin basic protein，MBP)是一種堿性蛋白，屬于MBP家族。在人類細(xì)胞中已發(fā)現(xiàn)相對分子質(zhì)量分別為 21.5 ×103、20.2 ×103、18.5×103、17.2×103四種同源異構(gòu)體，其中相對分子質(zhì)量為18.5×103的異構(gòu)體在人體中存在的數(shù)量最多且研究得也最透徹，也是日常討論所指的BMP。它主要分布于高等脊椎動物的中樞神經(jīng)系統(tǒng)的少突膠質(zhì)神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)膜細(xì)胞中，其功能是參與組成神經(jīng)鞘膜，并維持其穩(wěn)定性。也有文獻(xiàn)報道，BMP在特定的情況下可誘導(dǎo)胰腺分泌胰島素或胰高血糖素［16］。美國學(xué)者 Kobayashi等［17］研究發(fā)現(xiàn)，金屬蛋白酶可誘發(fā)神經(jīng)膜細(xì)胞介導(dǎo)的MBP降解并導(dǎo)致神經(jīng)損傷。國內(nèi)很多學(xué)者也發(fā)現(xiàn)血清和腦脊液BMP濃度與TBI嚴(yán)重程度具有一定的相關(guān)性，陳晞等［18］測定了108例TBI患者的血清BMP濃度發(fā)現(xiàn)，不同程度的TBI組均高于對照組的血清BMP濃度。賈智軍等［19］測定33例TBI患者腦脊液中的BMP濃度也發(fā)現(xiàn)相同結(jié)果，且發(fā)現(xiàn)損傷程度越重，MBP濃度越高。Lamers等［20］在回顧性研究中也得出同樣的結(jié)果。

5 Tau蛋白

Tau蛋白是一種微管相關(guān)蛋白，在人類其編碼基因也位于17號染色體長臂2區(qū)1帶上，至少含有16個外顯子;目前已發(fā)現(xiàn)至少6種同源異構(gòu)體，相對分子質(zhì)量為(37～46)×103。Tau蛋白主要分布于神經(jīng)元細(xì)胞的胞核中，參與微管的組裝并保持其穩(wěn)定性，也參與核糖體的合成且能調(diào)節(jié)細(xì)胞周期甚至可以引起細(xì)胞死亡［21］。TBI發(fā)生后，血清和腦脊液中 Tau蛋白濃度都會升高，Tau蛋白在不同程度的TBI患者中并非都可以作為顱腦損傷的標(biāo)志物。Ma等［22］在50例輕微TBI患者研究中發(fā)現(xiàn)，血清Tau蛋白濃度的升高并沒有臨床意義。Liliang等［23］報道34例重度TBI患者的血清Tau蛋白濃度≥114.5 μg/L時提示預(yù)后不良。閆芳等［24］通過68例重度TBI患者研究發(fā)現(xiàn)，腦脊液Tau蛋白濃度的增高提示神經(jīng)細(xì)胞繼發(fā)性損害，并可作為遲發(fā)性腦積水的指標(biāo)。

6 突觸素

突觸素是一種形成于突觸前囊泡中的膜間質(zhì)蛋白，相對分子質(zhì)量為38×103，其形成伴隨突觸發(fā)生的整個過程并在突觸形成、連接及傷后重塑中發(fā)揮重要作用。目前已用于液壓打擊、神經(jīng)阻滯、血流灌注等實(shí)驗(yàn)研究。Fukuda［25］在未成熟大鼠外傷模型上研究發(fā)現(xiàn)突觸素在創(chuàng)傷后1 d在海馬即有高表達(dá)現(xiàn)象，傷后1周有二次表達(dá)，1個月后逐漸恢復(fù)正常，這與急性顱腦損傷后認(rèn)知功能受損和恢復(fù)時間相一致，提示突觸素可以作為認(rèn)知功能受損的生化標(biāo)志物。李雪峰等［26］在大鼠液壓打擊模型上研究發(fā)現(xiàn)，突觸素在皮質(zhì)損傷后出現(xiàn)兩次表達(dá)高峰，早期(3～12 h)表達(dá)增高直接與腦損傷相關(guān)。樊良平等［27］在自由落體損傷模型上研究也發(fā)現(xiàn)類似結(jié)果，并提出TBI后腦組織內(nèi)突觸素的含量可用于推斷腦損傷的時間。

除了上述6個常見的指標(biāo)，新近也有不少學(xué)者提出一些新的TBI標(biāo)志物，如巢蛋白(nestin)和可溶性血管黏附蛋白1均可作為重度顱腦損傷的標(biāo)志物［28-29］。盡管目前有眾多的TBI標(biāo)志物可供實(shí)驗(yàn)或臨床應(yīng)用選擇，但每個標(biāo)志物都有其自身的優(yōu)點(diǎn)和不足，其相對安全范圍和對應(yīng)的腦損傷嚴(yán)重程度的血清或腦脊液濃度并沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。因此，越來越多的學(xué)者傾向于聯(lián)合使用多個標(biāo)志物來綜合評估TBI。一方面可以對TBI做出較為全面的評估，另一方面也增加了研究或治療的費(fèi)用。相信，隨著對這些標(biāo)志物研究的不斷深入和臨床實(shí)踐，其對TBI患者的早期診斷、傷情分級、治療指導(dǎo)和預(yù)后判斷將會提供越來越大的幫助。

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