動(dòng)脈瘤蛛網(wǎng)膜下隙出血病人NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI的表達(dá)及臨床意義

陳 洋，李琳坤，陳曉靜

動(dòng)脈瘤蛛網(wǎng)膜下隙出血(aneurysmal subarachnoid hemorrhage，aSAH)發(fā)病急、病程兇險(xiǎn)、死亡率高。盡管近年來血管重建術(shù)、介入栓塞術(shù)、外科夾閉等在aSAH的應(yīng)用一定程度提高了病人救治成功率[1-2]，且結(jié)合應(yīng)用法舒地爾、馬來酸桂哌齊等藥物也能夠提高病人預(yù)后效果[3]，但這些都需要臨床醫(yī)師對(duì)疾病嚴(yán)重程度的準(zhǔn)確診斷和預(yù)后的預(yù)測(cè)。Hunt-Hess分級(jí)及改良Rankin量表(Modified Rankin Scale，mRS)常被用于aSAH的病情嚴(yán)重程度和預(yù)后評(píng)估，但當(dāng)前對(duì)aSAH發(fā)生機(jī)制尚未完全明確，導(dǎo)致臨床治療手段十分有限，mRS評(píng)分在實(shí)際臨床應(yīng)用中存在一定的滯后性。國(guó)內(nèi)外大量研究顯示，血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、S100β蛋白在aSAH病人中異常表達(dá)，且可輔助用于病情監(jiān)測(cè)、預(yù)后判斷[4-6]。髓鞘堿性蛋白(MBP)也是腦損傷標(biāo)志物之一，但在aSAH中臨床意義的研究較少。除腦損傷標(biāo)志物外，心血管系統(tǒng)標(biāo)志物也在腦血管、腦實(shí)質(zhì)損害病人中異常表達(dá)。徐佳麗等[7]研究指出，肌鈣蛋白I(cTnI)與aSAH病人病情嚴(yán)重程度相關(guān)。本研究旨在探討aSAH病人NSE、MBP、S100β蛋白及cTnI的表達(dá)及意義。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2017年5月—2020年4月我院神經(jīng)外科收治的192例aSAH病人作為aSAH組。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合《中國(guó)蛛網(wǎng)膜下腔出血診治指南2015》[8]中aSAH診斷標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)CT、磁共振成像(MRI)、腦數(shù)字減影血管造影(digital subtraction angiography，DSA)等確診；②年齡≥18歲，且臨床資料完整；③發(fā)病48 h內(nèi)入院；④初次發(fā)病，就診前未接受藥物、手術(shù)等方式治療；⑤在我院接受顯微鏡下動(dòng)脈瘤夾閉術(shù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并腦腫瘤、腦卒中、腦膜炎等其他顱腦疾?。缓喜⒏腥净蛐难芗膊?。aSAH組，男120例，女72例；年齡47～74(61.25±6.07)歲；發(fā)病至入院時(shí)間1～22(4.01±0.83)h；動(dòng)脈瘤直徑<5 mm 62例，5～15 mm 93例，>15 mm 37例；動(dòng)脈瘤部位：頸內(nèi)動(dòng)脈72例，前交通動(dòng)脈63例，大腦中動(dòng)脈57例。選取同期健康體檢者60名作為對(duì)照組，男43名，女17名；年齡43～73(60.82±6.11)歲。兩組性別、年齡比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，具有可比性。

1.2 檢測(cè)指標(biāo)及方法 采集研究對(duì)象空腹肘靜脈血，加抗凝劑制作血清標(biāo)本，并于-80 ℃下保存待測(cè)。通過全自動(dòng)酶標(biāo)免疫分析儀(Thermo公司，美國(guó))以雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附(enzyme-linked immunosor-bent assay，ELISA)法檢測(cè)血清NSE、MBP及S100β蛋白水平，NSE、S100β蛋白試劑盒均購自上海研生實(shí)業(yè)有限公司，MBP試劑盒購自上海哈靈生物科技有限公司，均嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作；通過AU2700全自動(dòng)生化分析儀(奧林巴斯公司，日本)以微粒子酶免疫分析(microparticle enzyme immunoassay，MEIA)法檢測(cè)cTnI水平。

1.3 評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

1.3.1 Hunt-Hess分級(jí) 所有病人入院時(shí)均行Hunt-Hess分級(jí)[9]，Ⅰ級(jí)：無癥狀或輕微頭痛；Ⅱ級(jí)：頭痛較重且頸強(qiáng)直，但無顱神經(jīng)功能障礙；Ⅲ級(jí)：輕度意識(shí)障礙伴輕度神經(jīng)功能障礙；Ⅳ級(jí)：半昏迷、偏癱伴自身神經(jīng)功能障礙；Ⅴ級(jí)：深度昏迷，去大腦強(qiáng)直、瀕死狀態(tài)。

1.3.2 mRS評(píng)分 所有病人出院6個(gè)月后均采用mRS評(píng)分[9]評(píng)估病人預(yù)后，0分：完全無癥狀；1分：有癥狀但無明顯功能障礙；2分：輕度殘疾具有獨(dú)立生活能力；3分：中度殘疾，需要部分幫助；4分：中重度殘疾，需要他人幫助；5分：重度殘疾，完全依賴他人。mRS評(píng)分≤2分為預(yù)后良好，mRS評(píng)分>2分為預(yù)后不良。

2 結(jié) 果

2.1 aSAH組與對(duì)照組生化指標(biāo)比較 192例病人Hunt-Hess分級(jí)：Ⅰ級(jí)25例，Ⅱ級(jí)32例，Ⅲ級(jí)56例，Ⅳ級(jí)42例，Ⅴ級(jí)37例。aSAH組Ⅰ～Ⅴ級(jí)病人血清NSE、MBP、S100β蛋白及cTnI水平均明顯高于對(duì)照組(P<0.05)。aSAH組Ⅱ級(jí)、Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)病人血清NSE、S100β蛋白及cTnI水平均明顯高于Ⅰ級(jí)病人(P<0.05)，Ⅲ級(jí)、Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)病人血清NSE、MBP及S100β蛋白水平均明顯高于Ⅱ級(jí)病人(P<0.05)，Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)病人血清NSE、MBP及cTnI水平均明顯高于Ⅲ級(jí)病人(P<0.05)，Ⅴ級(jí)病人血清NSE、MBP、S100β蛋白及cTnI水平均明顯高于Ⅳ級(jí)病人(P<0.05)。詳見表1。

表1 aSAH組與對(duì)照組生化指標(biāo)比較(±s) 單位：μg/L

⑤P<0.05。

2.2 aSAH病人Hunt-Hess分級(jí)與生化指標(biāo)的相關(guān)性 Spearman分析結(jié)果顯示，血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI與Hunt-Hess分級(jí)均呈正相關(guān)(r值分別為0.560，0.494，0.696，0.406，P均<0.01)。詳見圖1～圖4。

圖1 血清NSE與Hunt-Hess分級(jí)的相關(guān)性

圖2 血清MBP與Hunt-Hess分級(jí)的相關(guān)性

圖3 血清S100β蛋白與Hunt-Hess分級(jí)的相關(guān)性

圖4 血清cTnI與Hunt-Hess分級(jí)的相關(guān)性

2.3 aSAH組不同預(yù)后病人mRS評(píng)分及生化指標(biāo)比較 192例aSAH病人中預(yù)后不良73例，預(yù)后良好119例。預(yù)后不良組mRS評(píng)分明顯高于預(yù)后良好組(P<0.05)，預(yù)后不良組NSE、MBP、S100β蛋白及cTnI水平均明顯高于預(yù)后良好組(P<0.05)。詳見表2。

表2 aSAH組不同預(yù)后病人mRS評(píng)分及生化指標(biāo)比較(±s)

2.4 aSAH病人mRS評(píng)分與生化指標(biāo)的相關(guān)性 Spearman相關(guān)性分析顯示，血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI與mRS評(píng)分均呈正相關(guān)(r值分別為0.384，0.513，0.456，0.251，P均<0.01)。詳見圖5～圖8。

圖5 血清NSE與mRS評(píng)分的相關(guān)性

圖6 血清MBP與mRS評(píng)分的相關(guān)性

圖7 血清S100β蛋白與mRS評(píng)分的相關(guān)性

圖8 血清cTnI與mRS評(píng)分的相關(guān)性

2.5 生化指標(biāo)對(duì)aSAH病人不良預(yù)后的預(yù)測(cè)價(jià)值 以aSAH病人預(yù)后作為因變量，以NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI為自變量進(jìn)行Logistic回歸分析，得到Logistic回歸模型：Logit(P)=-10.182+0.126×NSE+0.94×MBP+1.457×S100β蛋白+1.593×cTnI。將血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI作為獨(dú)立檢驗(yàn)變量1，將Logit(P)作為聯(lián)合檢驗(yàn)變量2，ROC曲線結(jié)果顯示，NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI分別取18.560 μg/L、4.145 μg/L、2.115 μg/L、0.875 μg/L時(shí)診斷效能最高，AUC分別為0.798[95%CI(0.728，0.867)]、0.818[95%CI(0.757，0.879)]、0.737[95%CI(0.664，0.810)]、0.642[95%CI(0.560，0.724)]，各項(xiàng)因子聯(lián)合診斷的AUC為0.904[95%CI(0.859，0.949)]，且聯(lián)合診斷的AUC明顯高于NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI單獨(dú)檢測(cè)的AUC(P<0.05)。詳見表3及圖9。

圖9 NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI聯(lián)合預(yù)測(cè)不良預(yù)后的ROC曲線

表3 生化指標(biāo)對(duì)aSAH病人不良預(yù)后的診斷效能

3 討 論

蛛網(wǎng)膜下隙出血(subarachnoid hemorrhage，SAH)是腦底部或腦表面病變血管破裂，血液流入蛛網(wǎng)膜下隙并引發(fā)意識(shí)障礙、精神癥狀等一系列臨床癥狀的急性出血性腦血管疾病。SAH可分為繼發(fā)性和原發(fā)性，繼發(fā)性是腦實(shí)質(zhì)/腦室出血、外傷性硬膜下/硬膜外血流入蛛網(wǎng)膜下隙，原發(fā)性則是顱內(nèi)血管破裂出血、血液直接流入蛛網(wǎng)膜下隙所致，顱內(nèi)血管畸形、高血壓動(dòng)脈粥樣硬化、煙霧病等都可導(dǎo)致原發(fā)性SAH的發(fā)生[10-11]，但以顱內(nèi)動(dòng)脈瘤為原發(fā)性SAH最常見的病因。盡管近年來動(dòng)脈瘤診斷技術(shù)、圍術(shù)期處理及術(shù)式的改進(jìn)等方面都有了明顯進(jìn)步，依據(jù)Hunt-Hess分級(jí)可指導(dǎo)臨床醫(yī)師選擇合適的治療手段，但aSAH是一種高致死率和致殘率的疾病[12]，當(dāng)前對(duì)該病的病理生理學(xué)機(jī)制尚未完全清晰，治療手段十分有限。

本研究結(jié)果顯示，與對(duì)照組比較，aSAH組Ⅰ～Ⅴ級(jí)病人NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平均明顯升高，且aSAH組病人NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平隨著病情嚴(yán)重程度的升高而不同程度的上升；Spearman相關(guān)性分析進(jìn)一步表明，NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平越高病人病情程度越嚴(yán)重。提示NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI參與了aSAH進(jìn)展過程。NSE、MBP及S100β蛋白都是反映腦損傷的生物標(biāo)志物。NSE特異性地分布于神經(jīng)元細(xì)胞、神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，正常情況下，腦脊液、血液NSE含量甚微，但隨著腦缺血、腦水腫、腦血管痙攣(cerebral vasospasm，CVS)等繼發(fā)性腦損傷的發(fā)生[13-14]，神經(jīng)細(xì)胞損害、細(xì)胞膜完整性受到破壞，NSE從細(xì)胞內(nèi)釋放出來并迅速進(jìn)入細(xì)胞間隙，而在腦脊液或外周血中表達(dá)水平升高。同NSE類似，MBP也會(huì)在中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病病人中升高，但MBP反映的是髓鞘病變。MBP是脊椎動(dòng)物中樞膠質(zhì)細(xì)胞、雪旺氏細(xì)胞合成的強(qiáng)堿性膜蛋白[15]，可維持髓鞘的緊密，并促進(jìn)膠質(zhì)細(xì)胞絲裂、髓鞘的形成，腦損傷后髓鞘脫落致使血清MBP含量升高。S100β蛋白主要表達(dá)于星形膠質(zhì)細(xì)胞、雪旺氏細(xì)胞內(nèi)。國(guó)內(nèi)外大量研究顯示，腦損傷越嚴(yán)重，S100β蛋白水平越高[5，16-17]。高水平的S100β蛋白又會(huì)通過鈣離子和一氧化氮(NO)損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，鈣離子可通過鈣超載而誘導(dǎo)神經(jīng)元死亡，NO可通過而增強(qiáng)N-甲基-D-天門冬氨酸(N-methyl-D-asparate，NMDA)介導(dǎo)的神經(jīng)毒性、與過氧化物陰離子結(jié)合直接攻擊膜性結(jié)構(gòu)以及顱腦損傷細(xì)胞分子水平上的級(jí)聯(lián)炎癥反應(yīng)等機(jī)制而損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)。cTnI為心肌細(xì)胞特異性標(biāo)志物，在心肌細(xì)胞膜破壞狀態(tài)下，cTnI通過細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)系統(tǒng)并在血清中被檢出。cTnI與SAH病人的嚴(yán)重程度相關(guān)，但當(dāng)前對(duì)于SAH后心臟損傷尚未認(rèn)識(shí)清楚[18-19]。目前較廣泛接受的學(xué)說是腦損傷后兒茶酚胺的釋放會(huì)導(dǎo)致交感神經(jīng)大量活化且激活時(shí)間延長(zhǎng)，最終導(dǎo)致心內(nèi)膜下心肌收縮帶的壞死。盡管MBP、cTnI與Hunt-Hess分級(jí)也呈正相關(guān)，但MBP反映病變累及髓鞘，而cTnI主要反映的是aSAH病人心功能障礙，與直接反映腦損傷的NSE、S100β蛋白相比，MBP、cTnI與病情嚴(yán)重程度之間的相關(guān)性較弱，而S100β蛋白不僅反映腦損傷程度，也會(huì)參與腦損傷進(jìn)程，因此，S100β蛋白與Hunt-Hess分級(jí)相關(guān)性更高。

各因子除與反映病情嚴(yán)重程度的Hunt-Hess分級(jí)呈正相關(guān)外，與預(yù)后mRS評(píng)分也呈正相關(guān)。在以mRS評(píng)分為分組的預(yù)后不良、預(yù)后良好病人中，也顯示出預(yù)后不良組NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平明顯升高，且ROC曲線顯示，NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI均能預(yù)測(cè)不良預(yù)后，但以4項(xiàng)聯(lián)合模型的預(yù)測(cè)價(jià)值最高。一方面，NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平越高病情越嚴(yán)重；另一方面，S100β蛋白、cTnI水平越高也提示CVS、神經(jīng)源性肺水腫(neurogenic pulmonary edema，NPE)發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)越高，而CVS、NPE是aSAH病人二次腦損傷和臨床病死率的主要原因[20-21]。內(nèi)皮細(xì)胞功能障礙、NO、炎癥反應(yīng)等都被認(rèn)為與CVS相關(guān)[22]。S100β蛋白可影響鈣離子和NO水平，細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度增加將引起平滑肌收縮，NO合成受阻將影響血管舒張功能，從而發(fā)生CVS。如前所述，兒茶酚胺釋放、交感神經(jīng)興奮的作用下可導(dǎo)致cTnI的升高，而兒茶酚胺釋放、交感神經(jīng)興奮會(huì)影響全身血管舒縮功能，最終誘導(dǎo)NPE的發(fā)生。但是，同直接反映腦損傷程度的NSE、MBP相比，S100β蛋白、cTnI與mRS評(píng)分的相關(guān)性較弱，且ROC曲線的AUC也相對(duì)較小，這是因?yàn)?，aSAH預(yù)后受多方面因素影響，如瘤體位置、動(dòng)脈瘤直徑等均會(huì)影響病人預(yù)后。

本研究發(fā)現(xiàn)，aSAH 病人血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI均明顯升高，且各因子與臨床分期Hunt-Hess分級(jí)及mRS評(píng)分均呈正相關(guān)，即血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI水平越高，aSAH病情越嚴(yán)重，預(yù)后不良風(fēng)險(xiǎn)越高。受限于aSAH 病人的特殊性，本研究為回顧性研究，獲得的臨床資料有限，盡管分析血清NSE、MBP、S100β蛋白、cTnI與Hunt-Hess分級(jí)之間的關(guān)系有助于臨床診療，但未分析各因子與世界神經(jīng)外科醫(yī)師聯(lián)盟(World Federation of Neurosurgical Society，WFNS)分級(jí)、CT-Fisher分級(jí)、全面無反應(yīng)量表(Full Outline of Unresponsiveness Scale，F(xiàn)OUR)等評(píng)估病情嚴(yán)重程度或預(yù)后量表評(píng)分之間的關(guān)系；此外，腦損傷后，NSE、S100β蛋白等因子首先在腦脊液中升高，而在血腦屏障受損后各因子隨之進(jìn)入血液循環(huán)，并血清標(biāo)本中大量檢出，但因臨床較難獲取腦脊液標(biāo)本，本研究?jī)H針對(duì)受試者血清NSE、MBP、S100β蛋白的表達(dá)及臨床價(jià)值進(jìn)行分析，也未考慮腦脊液中各因子的表達(dá)及意義加以闡述，這些都需要進(jìn)一步研究。