高原地區(qū)肺性腦病患者血清NSE和S-100β蛋白水平變化及與病情的關(guān)系

楊生岳 馮恩志 閆自強(qiáng) 殷 和張 瑛 賀 巍 祁玉曙 陳宗茹

肺性腦病主要由慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)、慢性肺心病呼吸衰竭發(fā)展到嚴(yán)重階段，造成機(jī)體嚴(yán)重二氧化碳(PCO2)潴留和(或)缺氧而導(dǎo)致腦組織損傷，以中樞神經(jīng)系統(tǒng)障礙為主要表現(xiàn)的臨床綜合征［1］。其發(fā)病率和病死率均較高。近年來研究發(fā)現(xiàn)，腦特異性蛋白(brain specific protein)中的神經(jīng)元特異性烯醇化酶(neuron specific enolase，NSE)和S-100β蛋白(S-100β)是反映腦神經(jīng)細(xì)胞損傷的特異性標(biāo)志物。它對判斷腦細(xì)胞損傷程度、部位、臨床診斷及預(yù)后評估有重要意義，但其與肺性腦病的關(guān)系研究較少［2］。本研究采用ELISE法檢測高原地區(qū)肺性腦病患者血清NSE、S-100β的水平變化，探討其與肺性腦病病情程度的關(guān)系，旨在為肺性腦病的診治、預(yù)后的判斷提供依據(jù)。

資料和方法

一、一般資料

選擇2008年1月至2012年1月我院收治的高原(海拔2260 m～3500 m)地區(qū)慢性肺心病患者為研究對象，其中肺性腦病患者(A組)64例，男38例，女26例，年齡50～75歲，平均(59．8±7．2)歲;肺心病患者(B 組)228例，男135例，女93例，年齡48～76歲，平均(60．3±7．4)歲。兩組的基礎(chǔ)疾病均為COPD。肺心病的診斷符合全國肺源性心臟病專業(yè)會議制訂的標(biāo)準(zhǔn);肺性腦病的分型診斷按照全國第二次肺源性心臟病專業(yè)會議擬定的分型標(biāo)準(zhǔn)，并除外神經(jīng)系統(tǒng)腫瘤、腦血管意外、肝性腦病、老年抑郁癥等其他原因所致的腦病［3］。選擇同海拔高度的50例健康體檢者作為對照組(C 組)，男30例，女20例，年齡50～74歲，平均(59．3±7．1)歲。

二、研究方法

1．動脈血氣分析:在未吸氧條件下，分別取3組受檢者股動脈血2 ml，用血氣分析儀(Opticla-Ⅱ型)測定動脈血氧分壓(partial pressure of artery blood O2，PaO2)、動脈血二氧化碳分壓(partial pressure of artery blood CO2，PaCO2)。

2．血標(biāo)本采集:A、B組患者于入院后1 h內(nèi)、A組救治存活的55例患者在神經(jīng)精神癥狀消失且病情穩(wěn)定1周后和9例患者死亡前，分別采集靜脈血4 ml，置于含10% 二乙胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)30 μl及抑肽酶 30 μl的抗凝試管中，離心(4℃，3000 r/min，10 min)后取血清，置于－30℃冰箱內(nèi)貯存待測。正常對照組在體檢時，采取空腹靜脈血4 ml，標(biāo)本制備方法同前［4］。

3．血清NSE、S-100β的檢測:采用酶標(biāo)儀(ELX-800)，用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)檢測血清NSE，人血清NSE和S-100β試劑盒購自美國phoenix公司，嚴(yán)格按照試劑盒說明書操作。采用雙抗體夾心ELISA法檢測S-100β蛋白;在4℃用抗S100 mAb(40 mg/L)包被酶標(biāo)板48 h，洗滌后加入標(biāo)準(zhǔn)品和樣品，置于37℃恒溫箱，1 h后洗扳，加人S100 PcAb(1∶5000)4℃過夜，洗板;加入IgG HRP(1∶700)1 h，洗板;加入顯色液，置于37%恒溫箱30 min;以A410平均值為縱坐標(biāo)，S-100β蛋白濃度對數(shù)值為橫坐標(biāo)，計算S-100β蛋白量［5］。

三、統(tǒng)計學(xué)分析

結(jié) 果

一、3組動脈血氣、血清NSE、S-100β的比較

A組和B組的PaCO2、血清NSE和S-100 β水平顯著高于C組，PaO2水平顯著低于C組(均P＜0．01);A組與B組之間比較，各項指標(biāo)亦有顯著性差異(均P＜0．01)，見表1。

二、不同程度肺性腦病患者動脈血氣、血清NSE、S-100β的比較

重型和中型患者的PaCO2、血清NSE和S-100β水平顯著高于輕型患者，PaO2水平顯著低于輕型患者(均P＜0．01);重型與中型之間比較，各項指標(biāo)亦有顯著性差異(均P＜0．01)，見表2。

三、A組動脈血氣與血清NSE和S-100β的關(guān)系

經(jīng)直線相關(guān)分析，64例患者入院時PaO2與血清NSE和S-100 β呈顯著負(fù)相關(guān)(r=－0．823、－0．792，均P＜0．01)，PaCO2與血清 NSE 和S-100β呈顯著正相關(guān)(r=0．786、0．802，均P＜0．01)。

四、A組治療前后血清NSE和S-100β的比較

55例患者神經(jīng)精神癥狀消失且病情穩(wěn)定1周后，血清NS E、S-100β和PaCO2較治療前顯著降低，PaO2顯著升高(均P＜0．01)，見表3。9例患者死亡前，血清NSE和S-100β較治療前［分別為(31．56 ±3．44)IU/ml、(21．89 ±2．91)ng/ml］進(jìn)一步升高［分別為(44．67 ±3．88)IU/ml、(35．29 ±3．55)ng/ml］，(均P＜0．01)。

表1 3組動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較 (±s)Tbale 1 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β in three groups(±s)

表1 3組動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較 (±s)Tbale 1 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β in three groups(±s)

注:與 B 組、C 組比較，at值分別為11．658 ～22．562、26．894 ～34．663，均 P ＜0．01;與 C 組比較，bt值為31．287 ～40．581，均 P ＜0．01

組別 例數(shù)PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)A 組 64 32．38 ±4．36a 68．83 ±6．05a 29．64 ±3．62a 19．35 ±2．88a＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 B 組 228 41．72 ±5．21b 55．13 ±6．37b 20．29 ±3．37b 8．79 ±1．61b C 組 50 67．10 ±4．25 31．42 ±3．36 8．07 ±1．42 1．92 ±0．60 F 值 36．15 38．45 36．45 41．22 P值

表2 A組不同類型患者動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 2 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β of difference type in group A(±s)

表2 A組不同類型患者動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 2 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100β of difference type in group A(±s)

注:與中型、輕型比較，at值分別為3．346 ～5．804、5．788 ～9．471，均 P ＜0．01;與輕型比較，bt值為3．243 ～5．119，均 P ＜0．01

組別 例數(shù)PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)重型 21 28．47 ±4．26a 74．98 ±6．15a 34．02 ±3．73a 24．15 ±3．33a＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01中型 25 32．44 ±4．38b 68．90 ±6．13b 29．06 ±3．71b 18．81 ±2．79b輕型 18 36．85 ±4．44 61．55 ±5．85 25．33 ±3．35a 14．50 ±2．62 F 值 18．25 16．82 20．19 22．55 P值

表3 A組患者治療前后動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 3 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100 β before and after treatment in group A(±s)

表3 A組患者治療前后動脈血氣、血清NSE、S-100β水平的比較(±s)Tbale 3 Comparison of the arterial blood gas，surum NSE and S-100 β before and after treatment in group A(±s)

組別 例數(shù)PaO2(mm Hg)PaCO2(mm Hg)血清NSE(IU/ml)血清S-100β(ng/ml)治療前 55 33．96 ±4．28 67．78 ±6．02 29．33 ±3．65 18．93 ±2．87治療后 55 40．56 ±4．14 56．42 ±5．91 21．16 ±3．42 9．25 ±3．16 t值 7．853 8．624 10．265 8．016 P值 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01 ＜0．01

討 論

NSE是一種特異性定位于神經(jīng)元和神經(jīng)內(nèi)分泌細(xì)胞中的烯醇化酶，催化糖酵解過程中2-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)化為磷酸稀醇丙酮酸，對維持神經(jīng)系統(tǒng)生理功能極為重要。腦組織受損時，NSE從神經(jīng)元中“漏出”，透過血-腦屏障進(jìn)入腦脊液和血液。

近年來研究證實，在神經(jīng)元損傷和壞死的疾病中，如腦外傷、腦出血、腦梗死、新生兒缺氧缺血性腦病等，血清和腦脊液NSE水平升高，并與神經(jīng)功能損傷程度相關(guān)，是反映神經(jīng)元受損的特異性生化指標(biāo)［6-7］。S-100β蛋白是一種酸性鈣結(jié)合蛋白，主要分布于中樞神經(jīng)的星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞中，其生理量時具有神經(jīng)生長因子樣作用。它不僅可反映膠質(zhì)細(xì)胞的功能，還可調(diào)控復(fù)雜神經(jīng)元與膠質(zhì)細(xì)胞的相互作用，因此被認(rèn)為是腦特異性蛋白。該蛋白在出現(xiàn)腦功能障礙時可從腦脊液向血液移行，使血液中濃度升高［8-9］。其低分子量和可溶性使它成為可反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷程度的特異性標(biāo)志物［10］。張春銀等［11］報道，腦出血患者發(fā)病次日血清NSE升高最顯著，隨著病情的控制，血清NSE含量逐漸下降但仍明顯高于健康對照組。NSE監(jiān)測有助于腦出血的早期診斷，可用來判斷出血進(jìn)展及預(yù)測預(yù)后。熊東輝等［12-13］的研究結(jié)果認(rèn)為，新生兒缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy，HIE)患兒在3 d內(nèi)血清NSE水平最高，臨床分度越重，血清NSE值越高，血清NSE高峰持續(xù)時間越長，病情越重，恢復(fù)過程越慢，血清NSE水平與HIE的病情嚴(yán)重程度相關(guān)。

肺性腦病的發(fā)病機(jī)制主要是由于嚴(yán)重缺氧和CO2潴留所引起的腦水腫，為慢性肺心病晚期嚴(yán)重的并發(fā)癥之一。項公強(qiáng)等［14］報道，平原COPD急性加重期患者血清NSE、S-100β水平明顯高于穩(wěn)定期和健康人，COPD病情程度越重，血清NSE和S-100β水平越高。鮑敏等［15］報道，平原COPD并發(fā)肺性腦病患者的血清NSE和S-100β含量明顯高于COPD并發(fā)呼吸衰竭而無肺性腦病患者，而后者又明顯高于健康人;肺性腦病組中重型患者血清NSE和S-100β含量明顯高于輕型患者。本研究結(jié)果顯示，高原地區(qū)肺性腦病組的血清NSE、S-100β和PaCO2水平顯著高于肺心病組，PaO2顯著低于肺心病組，后者與健康組之間亦有顯著性差異。表明高原肺性腦病患者存在嚴(yán)重低氧血癥和高碳酸血癥而導(dǎo)致明顯的腦細(xì)胞受損，單純肺心病患者亦有較嚴(yán)重的低氧血癥和高碳酸血癥，雖然未出現(xiàn)神經(jīng)精神癥狀，但其腦神經(jīng)細(xì)胞也有一定程度的損害。為進(jìn)一步了解血清NSE和S-100β與肺性腦病病情的關(guān)系，本研究檢測了肺性腦病不同分型患者血清NSE和S-100β的變化，結(jié)果顯示，重型患者的血清NSE和S-100β水平顯著高于中型，中型顯著高于輕型。經(jīng)直線相關(guān)分析，血清NSE和S-100β與PaO2呈顯著負(fù)相關(guān)，與PaCO2呈顯著正相關(guān)。表明血清NSE和S-100β水平的變化能夠反映肺性腦病的病情嚴(yán)重程度，且血清NSE和S-100β水平的升高與嚴(yán)重低氧血癥和高碳酸血癥明顯相關(guān)，即缺氧和CO2潴留越嚴(yán)重，腦細(xì)胞損害越明顯，肺性腦病的病情程度越嚴(yán)重。A組55例肺性腦病患者經(jīng)治療神經(jīng)精神癥狀消失1周后，血清NSE、S-100β和PaCO2較治療前顯著降低，PaO2顯著升高;A組9例患者死亡前，血清NSE和S-100β蛋白水平較治療前進(jìn)一步升高。說明了高原肺性腦病患者隨著缺氧和CO2潴留的改善，腦細(xì)胞損害減輕，血清NSE和S-100β蛋白水平隨之降低，預(yù)后較好;反之，如果血清NSE和S-100β水平進(jìn)行性升高，則預(yù)后不良。因此，動態(tài)監(jiān)測其變化對肺性腦病預(yù)后的判斷有重要價值。

近年研究表明，肺性腦病的發(fā)病除了缺氧和CO2潴留外，還有腦脊液的酸堿失衡和離子功能的紊亂。肺性腦病時NSE和S-100β水平的增加及引發(fā)的一系列生化反應(yīng)可能也會影響腦脊液的酸堿度和某些離子濃度的變化，其相關(guān)機(jī)制還有待進(jìn)一步深入研究。

血清NSE和S-100β水平與高原肺性腦病患者的病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)，動態(tài)監(jiān)測其變化對高原肺性腦病的病情判斷、療效和預(yù)后評估均有重要價值，可作為臨床監(jiān)測腦損傷的重要指標(biāo)。

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