S100B蛋白在新生兒窒息腦損傷早期診斷的研究進(jìn)展

高才杰，吳偉玲，鄔 薇，何 帆(綜述)，鄭大同(審校)

(南京醫(yī)科大學(xué)第二臨床醫(yī)學(xué)院，南京 210011)

隨新生兒重癥監(jiān)護(hù)的發(fā)展，新生兒病死率顯著下降，但圍生期缺氧缺血引發(fā)的新生兒窒息性腦損傷發(fā)生率無明顯改變，仍是新生兒致殘和病死率的主要原因。現(xiàn)有的臨床檢查手段無法早期確診新生兒窒息性腦損傷，也不能判斷腦損傷范圍，導(dǎo)致在“治療時間窗[1]”內(nèi)的腦損傷患兒和非腦損傷患兒均接受無差異化治療。近年組織特異性標(biāo)志物S100B成為評估腦損傷程度和預(yù)后的新方向[2-3]，是判斷窒息后腦損傷的最具潛力標(biāo)志物之一。該文就S100B蛋白在新生兒窒息腦損傷中的作用及臨床價值進(jìn)行綜述。

1 S100B概述

1.1S100及S100B蛋白的分布 S100蛋白是肌鈣蛋白C家族的一種多基因EF手型酸性鈣結(jié)合蛋白，由Moore[4]在牛腦組織中首次發(fā)現(xiàn)，因其完全溶解于中性飽和硫酸銨而得名。目前已知其家族有25個成員[5]。S100B蛋白相對分子質(zhì)量為21×103，由α和β兩個亞單位組成二聚體，以S100αα、S100ββ和S100αβ三種形式存在。生理情況下，S100αα占腦內(nèi)S100蛋白的5%，主要分布于周圍神經(jīng)系統(tǒng)施萬細(xì)胞的胞質(zhì)、胞膜及核周區(qū)內(nèi)，也存在于心臟、腎臟；S100ββ主要富集于哺乳動物中樞的星狀膠質(zhì)細(xì)胞、垂體前葉細(xì)胞，周圍神經(jīng)的施萬細(xì)胞和郎格漢斯細(xì)胞，在鼠后腦的神經(jīng)元，腦干的大部分感覺神經(jīng)元和小腦的小腦核也有明顯分布，還見于黑色素瘤細(xì)胞、軟骨細(xì)胞和皮膚朗格漢斯細(xì)胞等[6]；S100αβ主要存在于膠質(zhì)細(xì)胞和黑色素細(xì)胞中。S100ββ和S100αβ常合稱為S100B，是S100家族在腦內(nèi)主要的且最具有活性的成員，約96%存在于腦內(nèi)，占腦可溶性蛋白總量的0.1%～0.2%，故被認(rèn)為是腦內(nèi)特異性蛋白。

1.2S100B蛋白的功能及檢測 作為鈣調(diào)節(jié)蛋白，S100B調(diào)節(jié)其他鈣依賴蛋白活性[7]，具備多種細(xì)胞功能[8-9]，生理情況下參與細(xì)胞信號傳遞、介導(dǎo)細(xì)胞生長及細(xì)胞構(gòu)建，調(diào)節(jié)新陳代謝以及細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)；病理情況下誘導(dǎo)神經(jīng)壞死和凋亡[10]。細(xì)胞外液中的S100B蛋白，由細(xì)胞主動分泌產(chǎn)生[11]，低濃度的分泌型S100B蛋白主要起營養(yǎng)作用，促進(jìn)神經(jīng)元生長和肌細(xì)胞發(fā)育，益于神經(jīng)軸突再生及生長[11]；高濃度的分泌型S100B蛋白具有顯著的神經(jīng)毒性[12]。

S100B蛋白最先發(fā)現(xiàn)于腦，因主要集中于神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞及神經(jīng)元亞種群[10,13]，而被用作神經(jīng)系統(tǒng)特異性標(biāo)志物。人們在血清、腦脊液、尿、唾液、乳汁等體液中[14-15]均檢測到它的存在。腦損傷后腦脊液S100B蛋白升高較血清更明顯，其主要經(jīng)腎臟排泄，半衰期約1 h[6]。局灶性腦缺血小鼠模型腦損傷后血清和腦脊液S100B蛋白水平變化具有良好的相關(guān)性，以血清S100B改變反映中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷引起的腦脊液變化，從而推斷組織損傷程度已成為研究共識。目前臨床檢測以血清樣本為主，主要檢測S100B亞單位，分酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)、熒光免疫測定法、放射免疫分析方法以及免疫放射測定法。S100B樣本在沒有離心及冷藏的狀態(tài)下可以穩(wěn)定保持?jǐn)?shù)小時，使檢測更為方便[16]。

1.3S100B蛋白的臨床應(yīng)用價值 作為腦損傷檢測標(biāo)志物，S100B蛋白已被研究逾10年。首次研究S100B蛋白，是將其作為潛在的妊娠診斷測試，檢測發(fā)現(xiàn)孕中期羊水S100B蛋白在自發(fā)性胎兒死亡的孕婦中明顯增高[17]，具有極高的特異性和敏感性，陽性和陰性預(yù)測值均為100%。該研究的特別之處在于，在胎兒死亡之前檢測S100B變化可早期發(fā)現(xiàn)不明原因的胎兒改變。而胎兒自發(fā)性死亡最多見的原因是圍生期窒息引起的腦損傷。由此S100B蛋白成為研究窒息性腦損傷的標(biāo)志物。

目前為止，眾多研究證實(shí)S100B蛋白可以用于圍生期窒息腦損傷的診斷標(biāo)志物，但尚無統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。在表1中，圍生期窒息的足月兒和早產(chǎn)兒，臨床治療效果較差的患兒血清及尿S100B蛋白水平顯著高于臨床治療效果較好的患兒。在表2中顯示，窒息組與非窒息組體液中S100B的濃度差異。此外，S100B蛋白水平與缺氧缺血性腦病(hypoxic ischemic encephalopathy，HIE)嚴(yán)重程度、腦白質(zhì)損傷及長期神經(jīng)病變具有相關(guān)性[18-26]。不同程度的窒息，S100B蛋白升高的水平也不同。嚴(yán)重窒息兒生后S100B蛋白水平迅速升高，并且持續(xù)升高一周；中度窒息兒，S100B蛋白水平僅呈現(xiàn)輕度增高，隨后逐漸下降[21,25,27-29]；而無窒息癥狀新生兒的S100B蛋白水平一直處于低水平。因此，研究檢測S100B蛋白水平評估腦損傷成為大家關(guān)注的熱點(diǎn)。表3中總結(jié)了多組窒息預(yù)后與24 h血清及尿S100B蛋白檢測的靈敏度、特異度及預(yù)測值的關(guān)系。陽性預(yù)測值范圍為46.2%～100%,陰性預(yù)測值為50%～100%；靈敏度為50%～100%，特異度為74%～100%。

窒息合并腦室內(nèi)出血的足月及早產(chǎn)兒S100B蛋白水平也較高[19-20,30]。生后12 h，神經(jīng)檢查、超聲檢查及實(shí)驗(yàn)室檢查不能診斷可能發(fā)生腦室內(nèi)出血的窒息兒。然而，S100B蛋白在這期間水平顯著升高。

雖然該文詳細(xì)地討論了S100B蛋白在窒息、急性缺氧中的作用，但是這些數(shù)據(jù)證實(shí)了S100B蛋白也可以作為檢測慢性缺氧的標(biāo)志物[35-36]。作為腦損傷的標(biāo)志性蛋白，S100B蛋白也用于判斷干預(yù)治療效果。Torrance等[37]證實(shí)在分娩過程中，予孕母別嘌呤醇可降低窒息兒的S100B蛋白水平。另外，宮內(nèi)發(fā)育遲緩胎兒產(chǎn)前應(yīng)用糖皮質(zhì)激素[38]和吸入一氧化氮[39]可降低臍血中S100B蛋白水平，且有利于中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育。但S100B蛋白受孕母體內(nèi)酒精及可卡因的影響[11,40]，臨床評估時要予以考慮。

為使S100B蛋白用作可靠篩查的標(biāo)準(zhǔn)，需要與其他生物標(biāo)志物組合運(yùn)用以提高預(yù)測結(jié)果的可靠性。Lo等[41]用不同的中介家族聯(lián)合檢測S100B蛋白及生物標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)S100B蛋白及白細(xì)胞介素6聯(lián)合檢測可明顯提高兒童腦外傷后較差的預(yù)后預(yù)測值。Liu等[28,34]聯(lián)合檢測尿S100B及乳酸/肌酐比值的結(jié)果顯示，該方法可極大改善對窒息后腦損傷嚴(yán)重程度的判斷。此外，該檢測組合明顯提高HIE診斷準(zhǔn)確率，其靈敏度及特異度均近100%。聯(lián)合檢測S100B蛋白及早期神經(jīng)元壞死損傷標(biāo)志物——神經(jīng)元特異性烯醇化酶[26,31,42]也能提高腦損傷的早期檢出率，同時可判斷腦損傷的不同類型。

表1 圍生期窒息臨床表現(xiàn)較重的新生兒S100B水平升高

HIE：缺氧缺血性腦病；a：明顯升高；b：與較好的臨床預(yù)后相比S100B水平明顯升高；--：文獻(xiàn)中未見數(shù)據(jù)

表2 窒息后S100B蛋白在不同體液中的水平

表中數(shù)據(jù)為中位數(shù)(四分位數(shù)間距QU-QL)或均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差；HIE:缺氧缺血性腦病

2 目前尚存在的問題

S100B蛋白檢測的特異性較低是其臨床運(yùn)用的主要障礙，原因可能是由于試驗(yàn)組未納入較重的臨床預(yù)后對象，故仍需進(jìn)一步研究。目前的檢測方法的實(shí)驗(yàn)結(jié)果均建立在小樣本研究基礎(chǔ)之上；且不同的研究采用不同的方法來評估S100B蛋白的水平，即未建立可接受的標(biāo)準(zhǔn)化流程及臨界值(表3可觀察到不同的測量方法S100B蛋白水平的變化)。所以為充分評估、建立臨床可行的S100B蛋白檢測方法，需要大量的多中心前瞻性研究。

表3 窒息后不良臨床預(yù)后預(yù)測值

F.U：生后第一次尿

3 小 結(jié)

新生兒窒息性腦損傷的早期診斷可以幫助臨床醫(yī)師在“治療時間窗”內(nèi)有效干預(yù)、對癥治療，減少不良預(yù)后，在圍生醫(yī)學(xué)、新生兒窒息救治方面取得突破性進(jìn)展。目前臨床尚無可早期、快速、準(zhǔn)確的診斷方法診斷窒息后腦損傷，現(xiàn)有的S100B檢驗(yàn)預(yù)測手段因研究規(guī)模較小且缺乏標(biāo)準(zhǔn)化檢測方法而不能提供可靠的結(jié)果。因此，為使S100B檢測準(zhǔn)確用于臨床診斷，仍然需進(jìn)行大量的多中心前瞻性研究。

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