動態(tài)監(jiān)測血清caspase-3和NSE在新生兒缺氧缺血性腦病診治中的價(jià)值

郭映輝，李　梅，劉新光，閆　紅

(河北省兒童醫(yī)院檢驗(yàn)科，河北 石家莊 050031)

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·論著·

動態(tài)監(jiān)測血清caspase-3和NSE在新生兒缺氧缺血性腦病診治中的價(jià)值

郭映輝，李梅*，劉新光，閆紅

(河北省兒童醫(yī)院檢驗(yàn)科，河北 石家莊 050031)

目的動態(tài)監(jiān)測不同患病程度、不同病程階段缺氧缺血性腦病(hypoxic-ischemic encephalopatly,HIE)新生兒半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)和神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase,NSE)水平變化及臨床意義。方法隨機(jī)選取明確診斷為HIE的患兒67例，輕度HIE 23例，中度HIE 23例，重度HIE 21例，另選20例同期分娩正常足月的新生兒為對照組。各組新生兒均在出生后第1天、第3天和第7天采集股靜脈血，測定血清caspase-3和NSE水平的變化。結(jié)果各組caspase-3水平在第1天、第3天和第7天均呈先升高后降低的趨勢，但對照組升高和降低的幅度很小，而輕度HIE組、中度HIE組和重度HIE組升高和降低的幅度較大，病情越重波動越大；對照組和輕度HIE組NSE水平呈先升高后降低的趨勢，但中度HIE組和重度HIE組NSE水平呈逐漸下降趨勢；4組caspase-3和NSE水平組間、時點(diǎn)間、組間·時點(diǎn)間交互作用差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。結(jié)論caspase-3和NSE均參與了HIE的病理生理過程，其濃度水平與HIE患兒病情的輕重和病程進(jìn)展有關(guān)，病情越重血清中2項(xiàng)指標(biāo)水平越高。動態(tài)觀測2項(xiàng)指標(biāo)變化趨勢，將有助于HIE的早期診斷、病情監(jiān)測及判斷預(yù)后。

缺氧缺血，腦；半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3；神經(jīng)元特異性烯醇化酶

10.3969/j.issn.1007-3205.2016.09.019

[Abstract]ObjectiveTo dynamically observe caspase-3 and neuron specific enolase(NSE) of the neonate with the different stage of hypoxic ischemic encephalopathy and to explore the related significance. MethodsSixty-seven of children with hypoxic ischemic encephalopathy were randomly selected, in which mild, moderate and severe group were 23,23,21 respectively. Twenty neonates of full term normal were as control group. All the neonates in 1 day, 3 days, 7 days after their birth were taken blood to detect the serum levels of caspase-3 and NSE. ResultsCaspase-3 levels in each group showed a trend of increase in first days, third days and seventh days, but the amount of the increase and decrease in the control group was very small, while the change range was very big in the mild HIE group, moderate HIE group and severe HIE group, and the heavier the condition the greater the fluctuation. The level of NSE in the control group and the mild HIE group showed a trend of first increasing and then decreasing. But the NSE level of moderate HIE group and severe HIE group showed a gradual downward trend. There is significant difference between the groups ,the time points and their interaction(P<0.01). ConclusionBoth caspase-3 and NSE were involved in the pathophysiological process of HIE, the levels of caspase-3 and NSE were closely related to the severity and the course of HIE progression. The more severity of the HIE, the higher level of the two indicators. Dynamic monitoring of the caspase-3 and NSE will help the early diagnosis, disease monitoring and prognosis of the neonate HIE.

新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy, HIE)是指由于圍生期窒息、缺氧所導(dǎo)致的腦缺氧缺血性損害。HIE 的發(fā)生可能與母體及胎兒多因素有關(guān)[1]，圍產(chǎn)期缺氧是引起新生兒腦癱和腦損害的重要因素，其引起腦癱的發(fā)病率高達(dá)0.2%,并且會伴隨著整個生命過程，因此新生兒缺血缺氧性腦病應(yīng)該引起重視。迄今為止，其診斷主要依靠病史、臨床表現(xiàn)和影像學(xué)檢查，有一定的局限性，不利于動態(tài)監(jiān)測病情變化、提供及時治療及判斷預(yù)后，故選擇特異度和靈敏度高的指標(biāo)判斷疾病的嚴(yán)重程度及指導(dǎo)臨床治療對新生兒HIE至關(guān)重要。半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)是參與細(xì)胞凋亡的重要因子，神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)是存在于神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞的一種蛋白標(biāo)志。本研究動態(tài)監(jiān)測HIE患兒血清caspase-3和NSE水平，探討caspase-3和NSE在預(yù)測HIE患兒腦損傷程度和預(yù)后中的臨床意義。

1　資料與方法

1.1一般資料選取2008年6月—2009年12月我院新生兒科收治的HIE患兒67例。根據(jù)病情分為：輕度HIE組 23例，男性16例，女性7例，胎齡34～42周，平均(37.9±3.5)周，體質(zhì)量(3.42±0.56) kg；中度HIE組23例，男性10例，女性13例，胎齡35～41周，平均(38.2±2.6)周，體質(zhì)量(3.33±0.76) kg；重度HIE組21例，男性8例，女性11例，胎齡35～40周，平均(37.4±2.3)周，體質(zhì)量(3.50±0.51) kg。均符合中華醫(yī)學(xué)會兒科學(xué)會新生兒學(xué)組于2004年11月在長沙修訂的新生兒HIE的診斷依據(jù)和臨床分度[2]。另選取我院同期分娩的正常足月新生兒20例為對照組，男性12例，女性8例，胎齡37～41周，平均(38.9±1.3)周，體質(zhì)量(3.15±0.37) kg，均無窒息、感染、出血及神經(jīng)系統(tǒng)疾病等病史。各組新生兒性別、胎齡、出生體質(zhì)量差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2方法入院后HIE組分別在出生后1 d、3 d(急性期)和7 d(恢復(fù)期)，股靜脈穿刺采血5 mL，其中3 mL加入無熱源和內(nèi)毒素的試管內(nèi)，2 mL加入普通分離膠真空采血管，室溫下放置1 h， 3 000 r/min離心15 min。隨即分離血清，分裝于不同的帶蓋離心管內(nèi)，-70 ℃保存?zhèn)溆谩φ战M分別在生后1 d、3 d、7 d采集股靜脈血，處理方法同前。caspase-3和NSE均采用酶聯(lián)免疫吸附測定法檢測，caspase-3試劑盒由美國Adlitteram Diagnostic Laboratories Inc提供，NSE試劑盒由北京北方生物技術(shù)研究所提供。

2　結(jié)　　果

各組caspase-3水平在第1天、第3天和第7天均呈先升高后降低的趨勢，但對照組升高和降低的幅度很小，而輕度HIE組、中度HIE組和重度HIE組升高和降低的幅度較大，病情越重波動越大；對照組和輕度HIE組NSE水平呈先升高后降低的趨勢，但中度HIE組和重度HIE組NSE水平呈逐漸下降趨勢；4組caspase-3 和NSE水平組間、時點(diǎn)間、組間·時間點(diǎn)交互作用差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.01)。見表1。

表14組血清caspase-3和NSE水平比較

組別 例數(shù)Caspase-3第1天第3天第7天NSE第1天第3天第7天對照組 202.84±0.522.98±0.532.87±0.529.05±1.019.18±0.939.04±0.82輕度HIE組233.13±0.313.63±0.403.26±0.4511.75±3.6814.58±4.629.28±1.79中度HIE組235.79±0.647.36±1.573.79±0.6120.72±4.5516.98±6.0112.13±3.42重度HIE組216.86±1.029.54±1.435.25±0.7128.03±7.1222.35±5.4114.73±5.32組間 F=68.03 P=0.000F=23.656 P=0.000時點(diǎn)間 F=115.09 P=0.000F=122.341 P=0.000組間·時點(diǎn)間F=6.562 P=0.005F=8.951 P=0.004

3　討　　論

新生兒HIE是指新生兒圍產(chǎn)期窒息和缺氧造成的腦部缺血缺氧性損傷，主要引起神經(jīng)元和腦白質(zhì)損傷，影響新生兒大腦發(fā)育，其發(fā)生率達(dá)0.13%，其中15%～20%的HIE患兒會在出生后死亡，還有25%的HIE患兒將發(fā)展成為嚴(yán)重的、永久性的神經(jīng)系統(tǒng)損傷[3]。另外，新生兒缺血缺氧還可以引起心肌的損傷，有研究表明HIE病情越重，心肌損害越嚴(yán)重[4]。HIE的發(fā)病過程十分復(fù)雜，是包括腦血流動力學(xué)變化、腦細(xì)胞能量代謝衰竭、遲發(fā)性神經(jīng)元死亡、興奮性氨基酸的神經(jīng)毒性作用、再灌注損傷及氧自由基作用等諸多因素參與的病理生理過程。目前有關(guān)HIE腦損傷的發(fā)病機(jī)制尚未完全明了。已有動物實(shí)驗(yàn)表明，腦缺氧缺血后的細(xì)胞死亡可經(jīng)歷2個階段：第一個階段為缺氧缺血期間，急性能量衰竭導(dǎo)致神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞的變性、壞死；第二個階段為再灌注后遲發(fā)性神經(jīng)元死亡。目前認(rèn)為再灌注損傷在腦缺氧缺血損傷中起著更為重要的作用。新生兒HIE主要是通過細(xì)胞毒性、炎癥、氧化應(yīng)激等引起腦細(xì)胞死亡，通常損傷發(fā)生在未成熟的大腦，可引起新生兒智力低下、發(fā)育遲緩，腦癱等嚴(yán)重疾病[5-6]。目前，對HIE發(fā)病機(jī)制的研究表明再灌注損傷在腦缺氧缺血損傷中起著重要的作用。再灌注之后，機(jī)體繼發(fā)一系列的代謝連鎖反應(yīng)，釋放多種細(xì)胞因子參與其中[7-8]。同時，腦缺血時神經(jīng)元細(xì)胞膜完整性破壞，細(xì)胞內(nèi)大量蛋白質(zhì)迅速進(jìn)入細(xì)胞間隙，一些特殊蛋白的濃度也會有所變化[9-10]。

研究表明，一些生物分子參與了HIE的病理過程，如與細(xì)胞凋亡有關(guān)的caspase家族分子，caspase家族是其活性中心富含半胱氨酸的半胱氨酸蛋白酶家族，對底物天門冬氨酸有特異水解作用，與線蟲促凋亡基因編碼的CED-3蛋白具有高度同源性。該家族受到一定的信號刺激后通過蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)順序激活，在細(xì)胞凋亡過程中起關(guān)鍵作用。迄今已發(fā)現(xiàn)該家族至少存在14個成員，其中caspase-3作為caspase級聯(lián)反應(yīng)中最關(guān)鍵的效應(yīng)酶，處于蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)的核心位置，被稱為死亡蛋白。它不僅是細(xì)胞凋亡蛋白酶級聯(lián)反應(yīng)的必經(jīng)之路，也是凋亡的關(guān)鍵酶和執(zhí)行者[11]。其具體作用有滅活細(xì)胞的Bcl-2和裂解細(xì)胞的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)[12]。大部分腦損傷的表現(xiàn)形式為凋亡，腦缺氧缺血后caspase-3導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞凋亡，并參與缺氧缺血性神經(jīng)元損傷的病理過程，故caspase-3在缺氧缺血性神經(jīng)元死亡中發(fā)揮著重要作用。本研究結(jié)果顯示，caspase-3不僅與HIE病情密切相關(guān)，而且caspase-3水平隨著HIE病程變化而改變。說明HIE病情較重時，引起較多細(xì)胞發(fā)生凋亡，作為“死亡蛋白”觸發(fā)凋亡執(zhí)行階段的caspase-3因子被更多的激活，導(dǎo)致更多神經(jīng)細(xì)胞凋亡的發(fā)生。輕、中、重度組HIE患兒血清caspase-3水平在急性期均比1 d時高，恢復(fù)期HIE患兒血清caspase-3水平均較同組別急性期有所下降。因此，caspase-3與HIE病情密切相關(guān)，并伴隨病情發(fā)展而發(fā)生變化，可能為臨床HIE腦損傷的重要原因。動態(tài)觀測HIE患兒血清caspase-3的水平變化，有助于臨床監(jiān)測HIE病情，有利于治療并判斷預(yù)后。

以往臨床上多采用腦電圖等方法評估神經(jīng)系統(tǒng)損傷情況，但這些方法受干擾因素較多，可行性相對較差。而NSE是目前唯一能特異性反映神經(jīng)元損傷的生化標(biāo)志物[13]。NSE是糖酵解途徑的關(guān)鍵酶，是神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞所特有的一種酸性蛋白酶, 高濃度存在于神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞以及這些細(xì)胞所引發(fā)的腫瘤細(xì)胞中。朱濤等[14]研究表明NSE在小細(xì)胞肺癌中可持續(xù)陽性，對小細(xì)胞肺癌的診斷和治療有重要臨床意義。HIE新生兒發(fā)生缺氧缺血性損傷時，神經(jīng)細(xì)胞和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞膜的完整性破壞，血腦屏障損傷，NSE便從細(xì)胞內(nèi)釋放出來，進(jìn)入血液和腦脊液，故檢測血清中NSE的變化可反映腦組織損傷情況。臨床和動物實(shí)驗(yàn)研究表明，大腦受損傷時神經(jīng)細(xì)胞受到破壞，大量的NSE釋放到血液和腦脊液中。因此，早期檢測血清和腦脊液NSE水平可以提示神經(jīng)系統(tǒng)早期損傷。有關(guān)手足口病患兒的研究表明，血清NSE水平的增高可反映神經(jīng)系統(tǒng)的受損情況，且隨著病情的好轉(zhuǎn)，血清NSE水平逐漸降低，有助于判斷預(yù)后[15]。當(dāng)癲癇、缺氧窒息等機(jī)體缺血缺氧狀態(tài)發(fā)生時，可繼發(fā)性引起神經(jīng)組織損傷，從而引起NSE水平升高[16]。在急性烏頭堿中毒造成的腦損傷時，NSE水平急劇升高[17]。本研究結(jié)果顯示，新生兒HIE各組NSE水平均高于對照組，并且隨著病情加重，重度組高于中度組和輕度組，中度組高于輕度組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。說明NSE與HIE病情輕重有關(guān)，病情越重血清NSE水平越高。可能是中、重度HIE時除了有原發(fā)性腦損傷外，還有由于腦組織嚴(yán)重缺血缺氧造成的神經(jīng)細(xì)胞缺氧，在嚴(yán)重缺氧情況下，神經(jīng)細(xì)胞損傷釋放大量NSE,腦組織以糖酵解獲得能量，釋放出大量乳酸，引起酸中毒，進(jìn)而形成繼發(fā)性的腦損傷。本研究結(jié)果還表明，輕度HIE組在出生后第3天血清NSE水平高于第1天血清NSE水平，而恢復(fù)期即第7天血清NSE水平與第3天相比有所下降，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；而中度HIE組和重度HIE組在出生后第1天、第3天和第7天血清NSE水平呈逐漸下降趨勢，說明NSE在疾病早期明顯升高，但隨著治療的有效進(jìn)行，NSE呈現(xiàn)明顯下降趨勢。因此，NSE在評估HIE治療效果方面較有價(jià)值。

綜上所述，動態(tài)監(jiān)測HIE患兒血清caspase-3和NSE水平，不僅可以了解HIE患兒腦損傷程度，還可以評估HIE患兒治療情況，判斷HIE患兒預(yù)后，有重要的臨床意義。

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(本文編輯：許卓文)

The value of dynamic monitoring on caspase-3 and NSE in the diagnosis and treatment of neonatal hypoxic ischemic encephalopathy

GUO Ying-hui, LI Mei*, LIU Xin-guang， YAN Hong

(Department of Laboratory Children′s Hospital of Hebei province, Shijiazhuang 050031, China)

hypoxia-ischemia, brain；caspase 3； neuron specific enolase

2016-08-19；

2016-09-11

河北省醫(yī)學(xué)科學(xué)研究重點(diǎn)課題(20110232)

郭映輝(1974-)，女，河北邢臺人，河北省兒童醫(yī)院

。E-mail:limeijulu@163.com

R743.1

A

1007-3205(2016)09-1069-04

副主任技師，醫(yī)學(xué)碩士，從事臨床檢驗(yàn)學(xué)研究。