血清學(xué)指標(biāo)在新生兒腦損傷中的診斷價(jià)值

宋 瑞 陰懷清 趙小靜 武師潤(rùn)

新生兒腦損傷是影響早產(chǎn)兒和足月兒發(fā)生率和病死率的重要因素，每千名新生兒中有2.5～3.5例患病[1]。一項(xiàng)關(guān)于我國(guó)新生兒疾病負(fù)擔(dān)的流行病學(xué)分析表明，雖然新生兒腦損傷在各種新生兒疾病中的患病率、病死率、傷殘調(diào)整壽命年等呈現(xiàn)逐年下降的趨勢(shì)，但在2010年，新生兒腦損傷在新生兒死因別研究的231種病因中仍位居第5位[2]。新生兒腦損傷各種治療方法的時(shí)間窗十分有限，但目前臨床上主要依靠影像學(xué)檢查診斷，這些影像學(xué)檢查早期反應(yīng)腦損傷變化較遲鈍，對(duì)早期診斷有一定的局限性，常會(huì)導(dǎo)致患兒錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)間，影響預(yù)后。因此，尋找可靠的血清學(xué)指標(biāo)早期診斷新生兒腦損傷十分重要，本文對(duì)一些血清學(xué)指標(biāo)在診斷新生兒腦損傷中臨床意義進(jìn)行綜述。

一、新生兒腦損傷概述

新生兒腦損傷為異源性疾病，是指由于產(chǎn)前、產(chǎn)時(shí)或出生后各種原因引起的腦組織病理性損害。在足月兒中最常見(jiàn)的疾病是新生兒缺氧缺血性腦病(HIE)和圍生期動(dòng)脈缺血性腦卒中(PAIS)，在極低出生體重兒中常發(fā)生基質(zhì)-腦室出血(GMH-IVH)和白質(zhì)損傷。早期臨床表現(xiàn)不典型，有反應(yīng)低下、拒奶、嗜睡、體重下降等，隨著疾病的進(jìn)展可導(dǎo)致腦性癱瘓、聽(tīng)力、智力下降、認(rèn)知障礙等，對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)造成終身?yè)p害，如不早期發(fā)現(xiàn)并積極干預(yù)，將會(huì)給個(gè)人、家庭和社會(huì)帶來(lái)巨大的身體、心理和經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。目前臨床上診斷新生兒腦損傷主要依靠頭顱磁共振(MRI)、頭顱CT、顱腦超聲等影像學(xué)檢查；顱腦超聲便捷、價(jià)格低廉，但因受顱骨的影響，腦組織分辨率有限；CT可以明確病變組織的位置、大小及范圍，但對(duì)新生兒輻射很大，且對(duì)軟組織分辨能力有限；MRI雖無(wú)輻射、分辨率高，但價(jià)格昂貴、對(duì)于病灶的檢測(cè)效果有待提升。這些影像學(xué)檢查都有一定的局限性，近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)，一些血清學(xué)指標(biāo)在腦損傷早期會(huì)發(fā)生變化，通過(guò)檢測(cè)其水平變化可以早期準(zhǔn)確預(yù)測(cè)腦損傷的嚴(yán)重情況。目前臨床上常用的早期診斷腦損傷的血清學(xué)指標(biāo)有S100B蛋白、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、Tau蛋白、髓鞘堿性蛋白(MBP)、膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)、炎性細(xì)胞因子等。

二、早期診斷腦損傷的血清學(xué)指標(biāo)

1.S100B蛋白：S100B蛋白是一種酸性鈣結(jié)合蛋白，主要分布在星形膠質(zhì)細(xì)胞中，在神經(jīng)系統(tǒng)的表達(dá)含量較多。陳素紅等[3]在關(guān)于 S100B 蛋白與新生兒腦損傷關(guān)系的 Meta分析中表明，宮內(nèi)發(fā)育遲緩、臍動(dòng)脈異常等圍生期危險(xiǎn)因素、HIE、高膽紅素血癥等原因所致的新生兒腦損傷會(huì)引起新生兒血液、腦脊液、尿液及臍帶血S100B蛋白水平升高，檢測(cè)不同體液中的S100B蛋白對(duì)早期腦損傷的診斷及篩查有一定的臨床參考作用。當(dāng)發(fā)生腦損傷時(shí)，存在于星形膠質(zhì)細(xì)胞膜的S100B蛋白將會(huì)由于細(xì)胞膜破壞而大量釋放入腦脊液中，通過(guò)受損的血-腦脊液屏障進(jìn)入血液循環(huán)，使血清S100B蛋白明顯升高。S100B蛋白半衰期約2h，發(fā)生腦損傷時(shí)，血清S100B 蛋白水平將會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)升高達(dá)到高峰，并且持續(xù)2天左右，在患兒還未出現(xiàn)臨床表現(xiàn)及影像學(xué)改變時(shí)，便可早期檢測(cè)出血清S100B蛋白含量[4]。在非中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病如骨折、燒傷等，S100B蛋白清除較快，而腦損傷患者的血清S100B蛋白水平清除較遲緩，且腦組織損害程度越嚴(yán)重，血清S100B蛋白水平就越高[5]。S100B蛋白診斷早產(chǎn)兒腦損傷的敏感度高達(dá) 95.3%，在臨床中應(yīng)用越來(lái)越廣泛[6]。由此推斷其在早期診斷新生兒腦損傷中有很高參考價(jià)值。

2.神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)：NSE是一個(gè)二聚糖酵解酶烯醇酶的同工酶，在正常組織中含量甚微，主要存在于神經(jīng)細(xì)胞及神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中，其在血清中較穩(wěn)定，不受非神經(jīng)元特異性烯醇化酶交叉反應(yīng)的影響，是神經(jīng)細(xì)胞損傷的特異性生物學(xué)標(biāo)志。當(dāng)中樞神經(jīng)細(xì)胞受損時(shí)，神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞和神經(jīng)細(xì)胞中的NSE可進(jìn)入腦脊液，通過(guò)受損的血-腦脊液屏障經(jīng)過(guò)血液循環(huán)，使血清中NSE升高[7]。檢測(cè)血清NSE濃度，可以評(píng)估在缺氧缺血、動(dòng)脈低血壓和高血壓等損害因素進(jìn)展過(guò)程中腦損傷的嚴(yán)重程度。阮敏儀等[8]在探討NSE在早產(chǎn)兒早期神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育結(jié)局中的評(píng)估價(jià)值中，收集腦損傷早產(chǎn)兒和非腦損傷早產(chǎn)兒病例157例，對(duì)其血清NSE水平進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)腦損傷患兒血清NSE水平明顯高于非腦損傷患兒，與顱腦超聲、新生兒行為神經(jīng)評(píng)分比較，敏感度高達(dá)87.1%。另有關(guān)于高膽紅素血癥腦損傷和非腦損傷患兒的研究，與以上結(jié)果相符[9]。研究發(fā)現(xiàn)，腦損傷程度越嚴(yán)重，NSE的水平就越高，預(yù)后越差，表明NSE在臨床上早期診斷腦損傷有重要的參考意義[10]。

3.Tau蛋白：Tau蛋白是一種微管相關(guān)蛋白，其主要生物學(xué)功能是促進(jìn)微管組裝和維持先前形成的微管。正常狀態(tài)下 Tau 蛋白有一定程度磷酸化，即磷酸化 Tau蛋白，多種因素可引發(fā) Tau 蛋白過(guò)度磷酸化，降低 Tau 蛋白與微管的親和力，使Tau 蛋白從微管上解離，引起微管功能紊亂，進(jìn)而導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞死亡。腦脊液或血清的Tau蛋白水平升高可能表明神經(jīng)元損傷、創(chuàng)傷性腦損傷或中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷疾病[11]。關(guān)于Tau蛋白的研究，研究者更關(guān)注的是神經(jīng)退行性相關(guān)疾病，近年來(lái)發(fā)現(xiàn)該蛋白與新生兒腦損傷也密切相關(guān)[12,13]。史瑞玲等[14]利用動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證明，高膽紅素血癥腦損傷大鼠海馬區(qū)神經(jīng)細(xì)胞出現(xiàn)凋亡，Tau蛋白表達(dá)增加，且Tau蛋白的表達(dá)與神經(jīng)細(xì)胞的凋亡程度呈正相關(guān)。Wu等[15]在關(guān)于用亞低溫治療新生兒缺血缺氧腦損傷的疾病的研究中，發(fā)現(xiàn)治療后的新生兒Tau蛋白水平明顯低于治療前，且ROC分析對(duì)于Tau蛋白診斷新生兒缺血缺氧腦損傷的敏感度和特異性分別是96.9%和79.5%，表明Tau蛋白對(duì)于早期診斷新生兒缺血、缺氧腦損傷有重要的參考價(jià)值。田先雨等[16]回顧性分析46例HIE患兒(輕度12例、中度18例、重度16例)，發(fā)現(xiàn)血清Tau蛋白水平隨著HIE嚴(yán)重程度變化而升高，且在患兒生后7、14、28天進(jìn)行NBNA評(píng)分，生后3、6個(gè)月時(shí)采用嬰幼兒發(fā)育量表檢測(cè)患兒智力發(fā)育指數(shù)(MDI)、運(yùn)動(dòng)發(fā)育指數(shù)(PDI),發(fā)現(xiàn)Tau蛋白水平與NBNA、MDI、PDI呈負(fù)相關(guān)，Tau蛋白可作為HIE發(fā)展進(jìn)度的指標(biāo)，且高表達(dá)的Tau蛋白的可能預(yù)示神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育問(wèn)題。

4.髓鞘堿性蛋白(myelin basic protein，MBP)：MBP是除髓鞘少突膠質(zhì)細(xì)胞糖蛋白(MOG)外白質(zhì)中含量最豐富的蛋白質(zhì)之一(髓鞘蛋白含量的30%)，位于中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘漿膜面，是覆蓋神經(jīng)纖維的多層髓鞘的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)成分，主要作用是維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘結(jié)構(gòu)和功能的穩(wěn)定。在白質(zhì)的有髓纖維軌跡中，MBP被蛋白酶(如鈣蛋白酶)降解會(huì)導(dǎo)致軸突和髓鞘(脫髓鞘)的降解。因此，MBP或其碎片或降解形式可能在腦損傷后釋放到細(xì)胞外基質(zhì)中，在腦脊液中可以檢測(cè)到。腦脊液和血液中的MBP變化可以反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)有無(wú)實(shí)質(zhì)性損害，MBP作為一種評(píng)價(jià)腦損傷的生化指標(biāo)也越來(lái)越受廣大研究者的關(guān)注。Wang等[17]將85例HIE的新生兒分成兩組(亞低溫治療組49例，對(duì)照組36例)，亞低溫治療后患兒MBP水平較對(duì)照組明顯降低，于12～15個(gè)月齡監(jiān)測(cè)其神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育水平發(fā)現(xiàn)血清MBP水平較高的患兒神經(jīng)受損程度較高。張軍建等[18]采用Spearman相關(guān)系數(shù)分析HIE患兒血清MBP水平與臨床分度的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，重度組患兒血清MBP水平明顯高于輕中度組，且患兒血清MBP水平與HIE臨床分度呈正相關(guān)(r=0.816，P<0.01)，說(shuō)明MBP可以作為一種反映HIE患兒腦損傷嚴(yán)重程度及預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物。Zhou 等[19]研究表明，發(fā)生腦室周?chē)踪|(zhì)軟化(PVL)的早產(chǎn)兒在生后24h、3天、7天的血清S100B蛋白水平明顯高于無(wú)腦損傷及腦室周?chē)?腦室內(nèi)出血(PVH-IVH)的早產(chǎn)兒，表明血清MBP可以早期診斷及預(yù)測(cè)早產(chǎn)兒腦白質(zhì)損傷情況。

5.膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)：GFAP主要分布于中樞神經(jīng)系統(tǒng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞，是星形膠質(zhì)細(xì)胞活化的標(biāo)志物，主要參與細(xì)胞骨架的構(gòu)成并維持其張力強(qiáng)度。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受損時(shí)，可導(dǎo)致細(xì)胞胞體過(guò)度腫脹，突觸延長(zhǎng)，GFAP表達(dá)增加。Wu等[20]研究發(fā)現(xiàn)，新生大鼠發(fā)生缺血缺氧腦損傷時(shí)，血清GFAP水平增高，且與腦損傷的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，及早檢測(cè)GFAP水平有助于新生兒缺血、缺氧腦損傷的診斷和治療。Sanches等[21]研究結(jié)果與以上相符，其利用質(zhì)子譜檢測(cè)相關(guān)腦代謝產(chǎn)物，發(fā)現(xiàn)HIE小鼠GFAP水平明顯高于正常對(duì)照組。另有Douglas-Escobar等[22]研究發(fā)現(xiàn)，HIE患兒臍血GFAP水平明顯高于正常健康新生兒，出生至生后96h內(nèi)血清GFAP水平能夠預(yù)測(cè)患兒運(yùn)動(dòng)發(fā)育結(jié)果、基底神經(jīng)節(jié)及腦白質(zhì)的損傷。穆艷順等[23]回顧性分析筆者醫(yī)院新生兒科收治的81例新生兒窒息中重度腦損傷患兒，發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)亞低溫聯(lián)合腦蛋白水解產(chǎn)物治療3、7天后患兒血清GFAP水平明顯低于治療前，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，結(jié)果表明GFAP有助于檢測(cè)新生兒窒息腦損傷的預(yù)后判斷。在發(fā)生腦損傷時(shí)，GFAP變化要早于CT等影像學(xué)變化，其濃度與損傷程度呈正相關(guān)，因此早期檢測(cè)其水平極為重要。

6.腦源性神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子(BDNF)：BDNF是體內(nèi)含量最多的神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子，主要是在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)表達(dá)，其中海馬和皮質(zhì)的含量最高。它可以增加突觸可塑性，影響長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)；促進(jìn)神經(jīng)發(fā)生尤其是海馬神經(jīng)的發(fā)生；維持和促進(jìn)神經(jīng)元細(xì)胞的發(fā)育分化與生長(zhǎng)再生。臍帶血BDNF可以早期篩查腦損傷高危新生兒，循環(huán)血樣本BDNF水平可反映腦損傷進(jìn)展的嚴(yán)重程度。當(dāng)發(fā)生腦損傷時(shí)，BDNF水平將會(huì)升高，且與腦損傷嚴(yán)重程度呈正相關(guān)，對(duì)早期預(yù)測(cè)腦損傷有一定的參考價(jià)值。Massaro等[24]研究發(fā)現(xiàn)，腦組織發(fā)生損害時(shí)，BDNF可通過(guò)抗凋亡作用促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞生存，減輕腦損傷,且BDNF水平越高，頭顱核磁顯示腦損傷程度越低，運(yùn)動(dòng)功能改善程度越大。HIE患兒在經(jīng)過(guò)8天高壓氧聯(lián)合GM1治療后BDNF水平較治療前明顯降低，提示BDNF可作為神經(jīng)修復(fù)及腦損傷預(yù)后的生物學(xué)標(biāo)志物[25]。

7.炎性細(xì)胞因子(TNF-α、IL-6、IL-8等)：除了神經(jīng)元及神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞損傷標(biāo)志物外，還有一些炎性細(xì)胞因子(如INF-α、IL-6、IL-8)與新生兒腦損傷診斷和預(yù)后相關(guān)。腫瘤壞死因子有3種亞型，其中TNF-α最重要的一種亞型。TNF-α能夠誘導(dǎo)細(xì)胞發(fā)生凋亡，當(dāng)發(fā)生腦損傷時(shí)，會(huì)破壞神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，穿過(guò)受損血-腦脊液屏障侵襲腦組織，腦組織將會(huì)大量釋放TNF-α，提高上皮細(xì)胞的穿透性，上調(diào)淋巴細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的黏附能力，同時(shí)還可誘導(dǎo)產(chǎn)生急性反應(yīng)期蛋白，進(jìn)一步導(dǎo)致組織損傷。IL-6是T細(xì)胞核巨噬細(xì)胞產(chǎn)生的炎性細(xì)胞因子，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)主要由神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞合成和分泌，發(fā)生腦損傷時(shí)可引起其釋放入血。IL-6過(guò)度表達(dá)刺激和活化炎性細(xì)胞分泌TNF-α等因子，導(dǎo)致血-腦脊液屏障破壞、通透性增加，促進(jìn)繼發(fā)性腦損傷。IL-8是中性粒細(xì)胞移行、達(dá)到炎癥部位的重要的趨化因子。它不僅可以增加血管內(nèi)皮細(xì)胞的通透性，還可以增強(qiáng)TNF-α神經(jīng)毒性，加劇炎性反應(yīng)。眾多研究表明，當(dāng)新生兒發(fā)生腦損傷時(shí)，血清INF-α、IL-6、IL-8水平將會(huì)升高，且隨著病情不斷進(jìn)展，其升高將會(huì)越明顯[26,27]。雖然這些炎性細(xì)胞因子易于檢測(cè)，但特異性較低，容易受到多種因素的影響，因此并未常規(guī)應(yīng)用于新生兒腦損傷的早期診斷和判斷其預(yù)后的生物學(xué)指標(biāo)，而常規(guī)應(yīng)用于臨床。

三、展 望

目前S100B蛋白、NSE等腦損傷血清學(xué)指標(biāo)已被臨床廣泛使用，GFAP因檢測(cè)試劑盒較昂貴，僅用于少數(shù)發(fā)達(dá)地區(qū)，一些炎性細(xì)胞因子易于檢測(cè)但受多種因素影響診斷腦損傷特異性較低，Tau蛋白、MBP等仍處于研究中，需要大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床研究取得支持。選取理想的血清學(xué)指標(biāo)早期識(shí)別、診斷新生兒腦損傷，并作出積極有效的干預(yù)極為重要。新生兒腦損傷病因復(fù)雜，發(fā)病機(jī)制尚不完全明確，因此單一的血清學(xué)指標(biāo)不能早期、準(zhǔn)確地反映新生兒腦損傷的情況，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況聯(lián)合兩個(gè)或兩個(gè)以上血清學(xué)指標(biāo)，結(jié)合患兒臨床表現(xiàn)及影像學(xué)檢查，進(jìn)行全面診斷，以盡早對(duì)患兒進(jìn)行積極有效的治療。臨床上較理想的用于腦損傷的血清學(xué)指標(biāo)未被確定，關(guān)于新生兒腦損傷的分子生物學(xué)水平研究較少，仍需研究者進(jìn)行大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)及臨床分析探索其可能機(jī)制，以期早期診斷新生兒腦損傷，積極治療，改善預(yù)后。