血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶與外傷性腦損傷患者及臨床特征的關(guān)系

王 莉 張國(guó)軍

(首都醫(yī)科大學(xué)附屬北京天壇醫(yī)院實(shí)驗(yàn)診斷中心, 北京 100070)

在世界范圍內(nèi)，創(chuàng)傷性腦損傷(traumatic brain injuries，TBI)是導(dǎo)致死亡和殘疾的重要原因[1]，2014年Mondello等[2]報(bào)告，僅美國(guó)每年有近170萬(wàn)人遭受創(chuàng)傷性腦損傷。目前對(duì)于TBI患者的病情判斷及預(yù)后評(píng)估，采用電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomography,CT)、磁共振(magnetic resonance imaging,MRI)等影像學(xué)檢查[3]及臨床相應(yīng)的評(píng)分系統(tǒng)如格拉斯哥昏迷評(píng)分(Glasgow Coma Score,GCS)、格拉斯哥預(yù)后評(píng)分(Glasgow Outcome Score，GOS)等具有重要意義[4]，但影像學(xué)檢查受場(chǎng)地的限制、量表評(píng)分系統(tǒng)受醫(yī)生的主觀因素及患者的狀態(tài)的影響較大，因此對(duì)客觀的可量化的實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)的需求在TBI的臨床研究中越來(lái)越大。

神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron-specific enolase，NSE)作為神經(jīng)元細(xì)胞中含量豐富的酶[5]，被認(rèn)為是神經(jīng)元損傷的敏感標(biāo)志物。在TBI發(fā)生后，神經(jīng)元細(xì)胞受損，NSE大量釋放入血，因此血清NSE在臨床上用于診斷、評(píng)估神經(jīng)元損傷的嚴(yán)重程度方面具有一定的作用。本研究通過(guò)對(duì)TBI患者血清NSE濃度的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，探究血清NSE濃度的變化同TBI嚴(yán)重程度的關(guān)系及在預(yù)后評(píng)估中的應(yīng)用價(jià)值，為其在臨床推廣提供一定的理論依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

本研究選取北京市延慶區(qū)醫(yī)院神經(jīng)外科和重癥監(jiān)護(hù)室(Intensive Care Unit,ICU)在2019年1月至2019年12月間收治的TBI患者106例為病例組，其中男性66例，平均年齡(55.5±1.77)歲，女性40例，平均年齡(52±2.87)歲?；颊逤T影像學(xué)表現(xiàn)：彌漫性軸索損傷12例，腦挫裂傷40例，蛛網(wǎng)膜下腔出血、硬膜下血腫、硬膜外血腫(簡(jiǎn)稱(chēng)血腫出血組)共43例，未見(jiàn)明顯異常的11例。另外選擇同時(shí)期該院健康體檢人員100例作為對(duì)照組，其中男性50例，年齡23～65歲，女性50例，年齡25～62歲。對(duì)照組的性別及年齡與病例組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。

(1)入選條件：所有患者均有明確的損傷原因，于損傷發(fā)生后12 h內(nèi)入院，平均時(shí)間為(4.1±0.9) h，入院時(shí)均行頭顱CT檢查證實(shí)顱腦外傷，符合創(chuàng)傷性腦損傷的診斷標(biāo)準(zhǔn)[2]。

(2)排除標(biāo)準(zhǔn)：所患疾病可能影響其血清NSE濃度的，如伴有嚴(yán)重心、腦、腎等器官實(shí)質(zhì)性病變或惡性腫瘤病史，或近期伴有肺部感染性疾病的患者；不能采集到完整的研究數(shù)據(jù)的，如住院治療天數(shù)不足5 d的，或中途轉(zhuǎn)院、自動(dòng)放棄治療自行出院的，或后期在做電話回訪時(shí)臨床數(shù)據(jù)缺失的患者。

1.2 檢測(cè)方法

1)損傷評(píng)級(jí)：研究對(duì)象均在顱腦損傷后12 h之內(nèi)就診，并第一時(shí)間進(jìn)行GCS評(píng)分,并依據(jù)GCS評(píng)分將研究對(duì)象分為輕、中、重3組，輕度組(GCS: 13～15分)65例、中度組(GCS: 9～12分)14例、重度組(GCS:8分以下)27例。

2)預(yù)后評(píng)估：于傷后3個(gè)月對(duì)研究對(duì)象(死亡除外)通過(guò)電話進(jìn)行回訪，進(jìn)行GOS評(píng)分再將其分為兩組：預(yù)后良好組(GOS:4～5分)66例和預(yù)后不良組(GOS: 1～3分)40例。

3)血清NSE濃度檢測(cè)：所有入組患者均采集入院第1、3、5天的靜脈血，檢測(cè)血清NSE濃度，其中第1天的采集時(shí)間均在傷后12 h內(nèi)，第3天和第5天均在當(dāng)天清晨空腹抽??；對(duì)照組于當(dāng)日清晨空腹抽取靜脈血。所有標(biāo)本在1 600 g離心力下離心10 min，分離血清，去除溶血、脂血等不合格標(biāo)本，將血清置于-80 ℃ 冰箱冰凍保存直至分析。

1.3 儀器和試劑

血清NSE濃度檢測(cè)采用瑞士羅氏公司的Cobase601全自動(dòng)電化學(xué)發(fā)光分析儀及其配套檢測(cè)試劑，檢測(cè)時(shí)采用同一批號(hào)試劑，試劑盒變異系數(shù)為2.4%。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 TBI病例組和健康對(duì)照組血清NSE濃度的比較

TBI病例組血清NSE濃度[20.3(13.0,40.1)]ng/mL]顯著高于對(duì)照組血清NSE濃度[10.3(9.4,11.5)ng/mL]，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z=-10.052,P=0.000)。

2.2 病例組不同顱腦損傷程度間血清NSE濃度比較

第1、3、5天輕、中、重各顱腦損傷程度組患者血清NSE濃度比較顯示，隨顱腦損傷程度加重，患者血清 NSE濃度逐漸升高，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見(jiàn)表1。且隨時(shí)間推移呈下降趨勢(shì)，但重度組呈現(xiàn)先上升再下降的趨勢(shì)(圖1)。

表1 不同顱腦損傷程度患者血清NSE濃度比較

圖1 顱腦損傷患者的嚴(yán)重程度與血清NSE濃度的動(dòng)態(tài)變化Fig.1 Dynamic changes of severity and the serum NSE levels in the patients with craniocerebral injuryNSE: neuron-specific enolase.

2.3 病例組不同損傷類(lèi)型患者血清NSE濃度比較

彌漫性軸索損傷組患者第1、3、5天血清 NSE濃度均明顯高于其他類(lèi)型腦損傷患者，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見(jiàn)表2。

表2 不同顱腦損傷類(lèi)型分組患者血清NSE濃度比較

2.4 病例組不同預(yù)后情況患者血清NSE濃度比較

預(yù)后良好組患者第1、3、5天血清NSE濃度顯著低于預(yù)后不良組患者各時(shí)間點(diǎn)的血清NSE濃度，組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；同時(shí)預(yù)后不良組患者血清NSE濃度第1、3、5天呈上升趨勢(shì)，預(yù)后良好組呈下降趨勢(shì)，詳見(jiàn)表3。

表3 不同預(yù)后情況組患者血清NSE濃度的比較

2.5 血清NSE濃度與GCS評(píng)分、GOS評(píng)分相關(guān)性分析

通過(guò)Spearman秩相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)：入院時(shí)血清NSE濃度與TBI患者GCS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.696，P=0.000)，與傷后3個(gè)月時(shí)GOS預(yù)后評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(r=-0.496，P=0.000)。

2.6 通過(guò)ROC曲線評(píng)價(jià)血清NSE濃度對(duì)TBI患者預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值

通過(guò)ROC曲線分析，使用約登指數(shù)判斷不同時(shí)間點(diǎn)患者血清NSE濃度對(duì)預(yù)后判斷的臨界值：第1天患者血清NSE濃度最佳臨界值為30.25 ng/mL，曲線下面積為0.766；第3天患者血清NSE濃度最佳臨界值為26.0 ng/mL，曲線下面積為0.842；第5天患者血清NSE濃度的最佳臨界值為17.45 ng/mL，曲線下面積為0.839，三者均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，預(yù)測(cè)效果以第3天最佳(圖2)。

圖2 TBI患者在第1、3、5天的血清NSE濃度鑒別預(yù)后的ROC曲線Fig.2 ROC curve for differentiating prognosis of the TBI patients at the serum NSE level on day 1, 3, and 5 TBI: traumatic brain injuries; NSE: neuron-specific enolase; ROC: receiver operating characteristic.

選擇TBI患者第3天血清NSE濃度26.0 ng/mL為判斷患者預(yù)后不良的臨界值，其預(yù)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。結(jié)果顯示，預(yù)測(cè)的特異度較高，但靈敏度不理想，臨床漏診率較高(30%)，預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際結(jié)果具有中高度一致性(Kappa=0.65)，表明第3天血清NSE濃度具有一定臨床應(yīng)用價(jià)值。

表4 第3天血清NSE濃度對(duì)TBI患者預(yù)后的預(yù)測(cè)結(jié)果

3 討論

隨著人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，汽車(chē)等高速交通工具的普及造成了各種意外事故的發(fā)生率升高；同時(shí)暴力傷害和各種自然災(zāi)害的不斷發(fā)生，都導(dǎo)致了TBI的發(fā)生率的節(jié)節(jié)攀升。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(World Health Organization,WHO)的預(yù)測(cè)，TBI將超過(guò)許多疾病，成為所有年齡段的重要死亡和致殘?jiān)?，給全社會(huì)帶來(lái)極大的醫(yī)療壓力和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，也使創(chuàng)傷性腦損傷成為一個(gè)緊迫的公共衛(wèi)生和醫(yī)療問(wèn)題[2]。以往TBI早期診斷主要以CT等影像學(xué)表現(xiàn)為主，某些腦挫裂傷和彌漫性軸索損傷的患者因缺乏特異性的CT 表現(xiàn)往往容易誤診、漏診，甚至貽誤病情，這為臨床診治帶來(lái)困惑[6]。而對(duì)于患者病情嚴(yán)重程度的評(píng)估，主要依賴于GCS評(píng)分系統(tǒng)，但其主要反映患者昏迷程度，其準(zhǔn)確性受到醫(yī)生主觀因素、經(jīng)驗(yàn)以及患者自身因素的影響[7]。因此選取特異的生物標(biāo)志物來(lái)作為T(mén)BI的評(píng)價(jià)指標(biāo)，一直受到神經(jīng)外科醫(yī)生們的普遍關(guān)注。

研究[8]顯示，隨著神經(jīng)元、神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的壞死、神經(jīng)髓鞘的崩解以及血-腦脊液屏障的破壞，許多存在于細(xì)胞內(nèi)的蛋白酶分子釋放進(jìn)入血液和腦脊液中，通過(guò)這些蛋白酶分子在血液和腦脊液中含量的變化，了解腦損傷的嚴(yán)重程度和病情發(fā)展趨勢(shì)，為T(mén)BI的診斷和預(yù)后評(píng)估提供了更為客觀的方法。NSE大量存在于神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，是神經(jīng)細(xì)胞能量代謝的關(guān)鍵酶，通常被作為神經(jīng)組織損傷的生化標(biāo)志物之一[9]。當(dāng)TBI發(fā)生時(shí)，NSE從受損的神經(jīng)元細(xì)胞內(nèi)釋放出來(lái)，通過(guò)受損的血-腦脊液屏障進(jìn)入外周血中，使得血清NSE濃度升高[10]，其血清濃度高低可直接反映腦組織受損程度，可作為中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的定量指標(biāo)[7,11-12]。

本研究顯示，TBI各組患者血清NSE濃度在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均顯著高于健康對(duì)照組(P<0.01)，初步印證了血清NSE可以作為判斷顱腦損傷的生物學(xué)標(biāo)志物；TBI患者損傷后12 h內(nèi)的血清NSE濃度與其GCS評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(rs=-0.696，P=0.000)；對(duì)通過(guò)GCS評(píng)分分組的患者血清NSE濃度進(jìn)行動(dòng)態(tài)觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)：輕、中度組患者血清NSE平均濃度隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸降低，而重度組患者血清NSE平均濃度在損傷后第3天出現(xiàn)波峰，通過(guò)與臨床專(zhuān)家討論分析認(rèn)為，可能是部分患者出現(xiàn)了繼發(fā)性的腦損傷，由此印證了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)TBI患者血清NSE濃度可以從一定程度上了解其病情進(jìn)展[13]。

比較CT診斷分組的各組TBI患者血清NSE濃度后發(fā)現(xiàn)，除未見(jiàn)異常組同血腫出血組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義外，其他各組間數(shù)據(jù)差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。與影像學(xué)專(zhuān)家討論后分析其原因可能是由于部分TBI患者的輕度損傷出現(xiàn)早期損傷灶顯像延時(shí)，這提示未來(lái)可以在應(yīng)用血清NSE濃度檢測(cè)對(duì)某些CT陰性的TBI患者進(jìn)行輔助診斷的作用方面繼續(xù)進(jìn)行研究[14]，特別是對(duì)于某些無(wú)法進(jìn)行影像學(xué)檢查的特殊患者，血清NSE濃度檢測(cè)可能會(huì)起到重要作用[15]。

通過(guò)對(duì)TBI患者傷后3個(gè)月時(shí)的預(yù)后情況進(jìn)行回顧性分析發(fā)現(xiàn)，入院時(shí)血清NSE濃度與TBI患者傷后3個(gè)月時(shí)GOS預(yù)后評(píng)分呈負(fù)相關(guān)(rs=- 0.496，P=0.000)。預(yù)后不良組患者血清NSE濃度在各時(shí)間節(jié)點(diǎn)均高于預(yù)后良好組并逐漸升高，預(yù)后良好組患者血清NSE濃度逐漸降低，并接近健康對(duì)照組，進(jìn)一步預(yù)示監(jiān)測(cè)TBI患者血清NSE濃度對(duì)預(yù)后評(píng)估有一定幫助。

本研究利用ROC曲線計(jì)算得出了判斷TBI患者3個(gè)月內(nèi)預(yù)后不良的第1、3、5天的血清NSE濃度最佳臨界值及曲線下面積、靈敏度和特異度。經(jīng)過(guò)與臨床醫(yī)生的溝通后筆者認(rèn)為：利用患者第3天血清NSE濃度為26.0 ng/mL為最佳臨界值判斷預(yù)后不良時(shí)其特異度、靈敏度明顯高于第1天，且與第5天相當(dāng)；但第5天患者血清NSE臨界值為17.45 ng/mL時(shí)，與其參考范圍上限16.3 ng/mL過(guò)于接近；同時(shí)，盡早采取積極的干預(yù)措施有助于患者未來(lái)的康復(fù)，因此選擇患者第3天血清NSE濃度26.0 ng/mL為判斷TBI患者3個(gè)月內(nèi)預(yù)后不良的最佳臨界值，其Kappa值為0.65，表明利用第3天TBI患者血清NSE濃度作為判斷預(yù)后的最佳臨界值時(shí)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際情況具有較高的一致性。

綜上所述，筆者認(rèn)為血清NSE濃度對(duì)判斷TBI患者顱腦損傷的嚴(yán)重程度、病情的動(dòng)態(tài)變化以及患者的預(yù)后恢復(fù)情況都有一定的價(jià)值。證實(shí)了先前學(xué)者的觀點(diǎn)[16]，認(rèn)為NSE是眾多反映神經(jīng)損傷的生化指標(biāo)中較為敏感且對(duì)顱腦損傷評(píng)價(jià)有較好臨床應(yīng)用價(jià)值。但是本研究也有一定的局限性，一方面是患者納入數(shù)量相對(duì)偏少，另一方面是患者顱腦損傷嚴(yán)重程度和CT診斷類(lèi)型分布不均、樣本采集時(shí)間不統(tǒng)一，未來(lái)有待于均衡上述因素，進(jìn)行大樣本、多中心的研究。